О том, почему британский «Чифтен» не ползал со скоростью черепахи
Среди отечественных любителей истории бронетанковой техники до сих пор широко распространено мнение о том, что британский танк «Чифтен» — это довольно медленная машина. Дескать, масса у него огромная — 55 тонн, а двигатель, за исключением поздних специализированных модификаций, выдаёт на гора всего 750 лошадиных сил, отчего и удельная мощность танка довольно низкая.
Противопоставляются ему традиционно советские ровесники в виде того же Т-62, которые, по мнению экспертов в танковых гонках, по скорости являются этакими гепардами, тогда как «Чифтены» — черепахами. Но какова реальная картина? Для этого нужно взглянуть на результаты сравнительных испытаний танков в наиболее сложных условиях — на сильно пересечённой местности.
Эти испытания были проведены советскими исследователями в 80-х годах прошлого столетия, когда один из танков «Чифтен» модификации Мк.5Р (вариант для Ирана, где Р — Персия) попал в СССР в результате Ирано-Иракской войны. Они показали, что средняя скорость движения этого танка по сложной местности составляет 22,1 км/час, что всего на 2,4 км/час ниже, чем у Т-62.
Это сравнительно небольшое различие обеспечивается не только разницей в удельных мощностях, но и эффективной полуавтоматической системой управления переключением передач британского танка. Отчёт об её устройстве и работе мы и предлагаем к прочтению — штука, конечно, устаревшая, но любителям старины явно будет интересно.
Полуавтоматическая система управления переключением передач
В трансмиссии танка «Чифтен» Mk5P применена электрогидравлическая полуавтоматическая система управления переключением передач. Переключение передач осуществляется водителем при нажатии им на педаль контроллера (электромеханическое решающее устройство) и автоматически с понижением номера включенной передачи по сигналу центробежного преобразователя частоты вращения на входе коробки передач. В качестве исполнительного устройства системы используются шесть электромагнитов с гидравлическими золотниками. При включении электромагнита золотник перемещается, и масло под давлением подается в гидробустер для включения соответствующего тормоза в коробке передач.
Командное переключение передач от водителя с низших на высшие (I, II, III, IV, V, VI), разрешаемое системой в диапазоне частот вращения вала двигателя от 840 об/мин до максимальной частоты, осуществляется путем последовательного нажатия носком левой ноги водителя снизу вверх на педаль контроллера. Переключение передач с высших на низшие (VI, V, IV, III, II, I) в диапазоне частот вращения вала двигателя от 1600 до 680 об/мин — нажатием педали вниз.
Вид на МТО танка «Чифтен»
Выбор указанных пределов частоты предотвращает ее чрезмерное увеличение (заброс оборотов) при переключении с высших передач на низшие и недопустимое уменьшение (заглохание) при переключении с низших передач на высшие, предупреждая неверные действия водителя при переключении передач, но не ограничивая выбора им момента переключения передач, оптимального по использованию тяговых характеристик или по топливной экономичности (выбор такого момента доступен обычно лишь опытному водителю).
Система управления обеспечивает также автоматический переход на низшую передачу при частоте вращения вала двигателя меньше 680 об/мин, не допуская самопроизвольной остановки двигателя при неправильно выбранной водителем передаче и обеспечивая высокое тяговое усилие на гусеницах при подъеме или при движении в тяжелых дорожных условиях. Кроме того, при преодолении препятствия водитель может путем замедления машины обеспечить автоматическое включение пониженной передачи.
Первая передача заднего хода может быть включена только с нейтрали, при этом водитель обязан предварительно нажать на кнопку реверса, а затем на педаль контроллера. Такое включение реверса исключает возможность случайного включения передачи заднего хода при движении машины вперед. Вторая передача заднего хода включается вслед за первой повторным нажатием на педаль контроллера (без дополнительного нажатия на кнопку реверса).
Заслуживают внимания конструктивные мероприятия по обеспечению безопасности и безаварийности эксплуатации танка, осуществленные в системе переключения передач. При падении давления в неисправной тормозной гидросистеме до 6,3 МПа на щитке водителя загорается контрольная лампочка, предупреждающая о необходимости снижения скорости движения. При дальнейшем снижении давления до 4,2 МПа система последовательно в течение 6 с автоматически понижает номер включенной передачи до первой, обеспечивая условия эффективного торможения двигателем.
При переводе рычага стояночного тормоза в рабочее положение система автоматически включает в коробке передач нейтраль, блокируя при этом включение всех других передач. При отказе электрической системы переключения передач аварийное включение второй (замедленной) передачи хода и второй передачи заднего хода осуществляется с помощью механического привода к переключающим золотникам. При этом электрическая цепь системы переключения передач разрывается.
Для определения номера включенной передачи и контроля работы электрической системы на щитке водителя установлен стрелочный указатель номера включенной передачи, а также нейтрали (IIr, Ir. N, I, II, III, IV, V, VI). Необходимость применения указателя вызвана тем, что при разработке системы был выбран командный способ переключения передач. Рассмотрим структурную схему системы управления переключением передач (рисунок).
Командным органом включения передач является педаль 27 контроллера 26, установленного у левой ноги водителя. Включение электромагнитов, связанных с золотниками, происходит по командным сигналам с педали, преобразуемым контроллером в электрический ток, по сигналам с центробежного преобразователя частоты вращения вала двигателя 22, с реле давления в тормозной гидросистеме 2, с кнопки реверса 20 и с кнопки стояночного тормоза 29. Центробежный преобразователь, кинематически связанный с входным валом коробки передач, формирует сигналы, разрешающие переключение водителем передачи на высшую или низшую, и сигналы автоматического понижения номера передачи.
Скорость вращательного движения грузиков преобразуется в осевое перемещение штока, который воздействует на контактный переключатель 23, имеющий три положения. В положении «замкнут нижний контакт» от преобразователя в контроллер подается команда на понижение номера передачи. В положении «разомкнуты оба контакта» переключение передачи может производиться водителем как с повышением, так и с понижением номера передачи. В положении «замкнут верхний контакт» от преобразователя в контроллер подается команда, запрещающая включение низшей передачи.
При нормальном рабочем давлении в тормозной гидросистеме (свыше 4,2 МПа) пружина 1 реле давления сжата, кнопка 3 выключена. При падении давления в тормозной гидросистеме до 4,2 МПа выталкиваемый пружиной шток включает кнопку, и электрический сигнал от реле давления по кабелю 10 поступает в блок 11 и далее через коммутационную колодку 6 и кабель 21 — в контроллер, который вырабатывает сигнал на понижение передачи до первой передачи включительно.
Концевой выключатель 29 замыкается при переводе рычага стояночного тормоза в рабочее положение. При этом в контроллере формируется команда на включение в коробке передач нейтрали. Конструктивно выключатель 29 представляет собой микрокнопку с нажимным рычагом, а кнопка реверса 20 — замыкатель обычного типа. Защита от попадания пыли и влаги в выключатель 29 обеспечивается заливкой компаундом и применением резиновой манжеты, а кнопка 20 защищена лишь резиновой манжетой. Концевой выключатель стояночного тормоза и кнопка реверса соединены с контроллером общим кабелем 28.
Электромагниты УА1–УА6 управляют гидравлическими золотниками, включающими тормоза коробки передач соответственно: Т1, Т2, Т3, Ту.п, Тз.п, Тз.х. Каждая передача включается двумя тормозами. Электромагниты размещены на общей плите 30, которая установлена на золотниковой коробке. Цепи питания электромагнитов проложены в трубах, залитых компаундом, с целью уменьшения искрения контактов коммутирующих устройств контроллера. Параллельно обмоткам электромагнитов включены резисторы R1–R6. Электромагниты, резисторы, подсоединительные клеммы находятся в масляной среде.
На общей плите с электромагнитами размещен выключатель 31 ножевого типа, связанный механически с аварийным приводом включения передач и включенный в минусовую цепь питания электромагнитов. При включении аварийным приводом второй передачи кулачковый вал, расположенный над электромагнитами, поворачивается и нажимает на штоки электромагнитов УА1 и УА5. При этом происходит перемещение золотников и включается тормоз Тз.п и Т2. При повороте кулачкового вала ножевой выключатель разрывает минусовую цепь питания электромагнитов, исключая возможность одновременного включения различных передач от электрического и механического приводов.
Включение второй (замедленной) передачи заднего хода аварийным приводом происходит аналогично. Кабели 24 (цепи питания электромагнитов) и 17 (цепи контактов центробежного преобразователя) подводятся к коммутационной коробке 12 и колодке 19, где переключаются на клеммы разъема 14 кабеля 7, который соединяет коммутационную коробку 12, расположенную в моторно-трансмиссионном отделении, с блоком 11 электрической цепи и предохранителей, расположенным в боевом отделении. В этом блоке цепи из моторно-трансмиссионного отделения от реле давления, а также цепи питания и включения системы с платы предохранителей 4 подводятся к колодке 6, переключаются на клеммы разъема 16 и далее по кабелю 15 поступают в контроллер.
Отделение управления. Видна педаль переключения передач (по центру).
Питание в систему управления подается с клемм GB (+) и NEG (–) платы предохранителей через фильтры LC 5 на колодку 6. Включение системы управления производится при пуске основного двигателя в момент включения электромагнита холостых оборотов двигателя. Сигнал на включение электромагнита с пульта запуска двигателя 8 подается по кабелю 9 в приборный щиток водителя 18, оттуда по цепи GB ON через кабель 15, блок 11, кабель 21 поступает в контроллер.
Указатель номера включенной передачи 19 представляет собой прибор электромагнитного типа, статорные обмотки которого соединены звездой, а ротор выполнен в виде кольцевого магнита, который ориентирован неподвижным, близко расположенным постоянным магнитом в одном положении. При подаче определенных сигналов на обмотки статора в комбинациях, соответствующих включенным передачам, стрелка прибора поворачивается, показывая номер включенной передачи. Указатель номера передачи соединен с контроллером отдельным кабелем 25. Компоновка электроаппаратуры системы управления в танке обеспечивает доступ к любому узлу, его отсоединение и индивидуальную проверку.
При необходимости контроллер, центробежный преобразователь, электромагниты и другие узлы могут быть сняты и заменены. При снятии крышек блока «Электрические цепи и предохранители» открывается доступ к входным и выходным цепям контроллера, реле давления, преобразователя частоты вращения, расположенным на коммутационной колодке 6. При этом можно проверить все поступающие сигналы и проконтролировать исправность подводящих кабелей.
При снятии крышки с коммутационной коробки 12 открывается доступ к цепям центробежного преобразователя, электромагнитов и кабелей, расположенных в моторно-трансмиссионном отделении. Все кабели рассматриваемой системы экранированы, а разъемы загерметизированы.
Выводы
1. Примененная на танке «Чифтен» Мк.5Р электрогидравлическая полуавтоматическая система управления переключением передач обеспечивает быстрое и удобное переключение передач водителем, блокирует «заброс оборотов» двигателя и его самопроизвольную остановку, автоматически понижает номер передачи при снижении частоты вращения двигателя и включает первую передачу при падении давления в тормозной системе.
2. Заслуживают внимания такие технические решения, как объединение функций измерения и формирования сигналов управления, осуществляемое центробежным преобразователем частоты вращения двигателя, а также объединение функций решающего устройства и органа переключения передач (педали), осуществляемое контроллером.
Источник:
«Полуавтоматическая система управления переключением передач». Е.И. Карначев, В.Ф. Лобасенко. Научно-технический сборник «Вопросы оборонной техники», серия VI, выпуск 6 (112). Рассекречено экспертной комиссией ФГАОУ ВО «СПбПУ» от 23 ноября 2016 года, акт №2.
Информация