История создания гидромеханической коробки передач ЛАЗ-НАМИ-035 для городского автобуса ЛАЗ-695 «Львов»
В конце 1956 г. была проведена разработка эскизной компоновки гидромеханической коробки передач для городского автобуса «Львов» (ЛАЗ-695). В этот период КБ автоматических трансмиссий НАМИ уже закончило первый этап испытаний автоматических коробок передач для самосвала МАЗ-525 и «Москвич». Для автомобиля «Москвич» были изготовлены и испытаны коробки передач второго варианта – АК-5. Схема этой коробки была признана наиболее рациональной для автоматической коробки передач автобуса ЛАЗ. В 1957 г. была произведена разработка технического и рабочего проекта коробки.
Первые опытные экземпляры изготовили в НАМИ на Заводе опытных конструкций. Их изготовление началось в августе 1957 г. Первый экземпляр был готов в марте 1958 г. В апреле были закончены еще три коробки передач.
Автоматическая коробка передач 035 состояла из гидротрансформатора и механического редуктора, который имел две ступени переднего хода и задний ход. На 1-й передаче работал гидротрансформатор с пониженной передачей в редукторе. На 2-й передаче включалась прямая передача в редукторе. А 3-й режим работы коробки заключался в блокировке одноступенчатого, так называемого «полупрозрачного» гидротрансформатора с максимальным коэффициентом трансформации 2,8. В дальнейшем предполагалось испытать коробку с двухступенчатым «прозрачным» гидротрансформатором НАМИ. Блокировка турбинного и насосного колеса гидротрансформатора осуществлялась фрикционом, замыкаемым давлением масла.
Механический редуктор был выполнен по схеме с неподвижными осями, как обычные механические коробки передач. На внутреннем конце первичного вала находился корпус двойного фрикциона со стальными дисками, ведомые диски были покрыты слоем металлокерамики.
Коробка передач оснащалась дублирующим независимым ручным переключением передач. Это должно было обеспечить безопасность движения по скользким дорогам и на подъемах. Все переключения передач производились без сброса газа.
Гидромеханическая коробка передач давала возможность заводить двигатель буксировкой автобуса, тормозить двигателем на любой передаче, а также обеспечивала движение накатом. Для этого в конструкции коробки передач было предусмотрено два шестеренчатых масляных насоса. «Передний» – большой масляный насос внутреннего зацепления приводился от двигателя с помощью насосного колеса гидротрансформатора. «Задний» – малый масляный насос наружного зацепления приводился от промежуточного вала редуктора, который всегда имел связь с выходным валом. На другом конце промежуточного вала помещался центробежный регулятор автоматического управления коробкой передач. Работа насосов регулировалась редукционным клапаном. Рабочее давление в масляной системе составляло 4 атм. При неподвижном автомобиле или движении с низкой скоростью давление создавалось большим насосом. Насос малой производительности использовался при буксировке и движении с высокой скоростью, когда насос большой производительности отключался автоматически от напорной магистрали.
С целью уменьшения веса коробки передач ее картер и крупные крышки, а также колеса гидротрансформаторов отливались из алюминиевого сплава МКЦС-3.
Первоначально в гидромеханическую коробку передач было залито веретенное масло АУ. Последняя стадия стендовых испытаний проводилась уже с опытным маслом ВНИИНП-В-1. Всего коробка отработала на стенде 91 ч.
Обкатка и отладка коробки на стенде, снятие характеристик происходили в период с 8 марта по 28 июля 1958 г. Затем первый опытный образец автоматической коробки передач был установлен на предоставленный Львовским автобусным заводом автобус, имевший на тот момент пробег свыше 75 тыс. км. Предоставленный автобус ЛАЗ-695 оснастили новым двигателем ЗИЛ-158Л мощностью 109 л.с., полученным с ЛАЗа. Другого автобуса ЛАЗ предоставить не мог. Из-за того что коробка передач НАМИ-035 была рассчитана на мощность двигателя 150–180 л.с. с крутящим моментом 42–45 кгм, снять характеристики коробки с двигателем не представлялось возможным. На двигатель мощностью 152 л.с. (ЗИЛ-111) рассчитывались тяговые характеристики трансформатора коробки передач, на 180 л.с. – был выполнен прочностный расчет коробки. Для двигателя мощностью 109 л.с. должен был применяться гидротрансформатор с меньшими колесами. Изготовить такие колеса в короткий срок не представлялось возможным. Львовский завод со своей стороны обещал предоставить двигатель требуемой мощности к концу года.
Автоматическая коробка передач должна была получить дистанционно-электрическое управление золотниковым устройством. Установленная на автобусе гидромеханическая коробка передач получила временное механическое управление, имевшееся на автобусе. Управление осуществлялось с помощью рычага, двигающегося в фигурной прорези направляющей планки. Рычаг имел шесть фиксированных положений: «З.Х.» – задний ход, «Н» – нейтраль, 1, 2, 3 – передачи и «А» – автоматическое переключение. При торможении двигателем водитель мог включить низшую передачу, однако включать первую передачу следовало при скорости меньше 35 км/ч. Для движения накатом коробку передач нужно было перевести в режим «нейтраль». Однако после этого ни одна из передач не включалась, пока скорость автобуса не упадет до 45 км/ч.
Когда двигатель заводился буксировкой, включалась 3-я передача, хотя допускалось включение 2-й.
Из-за выступающего механизма управления пол над коробкой передач пришлось поднять на 70 мм. Контроль переключения передач производился с помощью манометров.
На этом автобусе были совершены пробеги в Ярославль и по маршруту Москва–Минск–Львов–Киев–Москва. Кроме того, автобус испытывался с полной нагрузкой с имитацией движения по маршруту (остановки через каждый километр) пробегом 2500 км. Путь в 65 км автобус проехал в городском режиме по московскому маршруту № 87 НАМИ – Площадь Свердлова. Переключение с 1-й передачи на 2-ю производилось на скорости 10–23 км/ч в зависимости от положения дроссельной заслонки; со 2-й на 3-ю – 23–33 км/ч.
В 1959 г. проходили стендовые и ходовые испытания четырех образцов автоматической коробки передач НАМИ-035. Две коробки передач были установлены на автобусы ЛАЗ-695, третий образец, при участии Ликинского автобусного завода – на автобус ЛиАЗ-158, четвертый образец установили на макет автобуса-троллейбуса ЗИУ. Сконструированное дистанционное электроуправление и пневматический включатель заднего хода позволили освободиться от применяемого на первом автобусе сложного и тяжелого механического управления. Был сделан ряд других усовершенствований. Переработанные чертежи, согласно которым разработанная коробка передач становилась не только лучше для эксплуатации и надежней, но и меньше в размерах, были отправлены на завод.
В 1962 г. с участием НАМИ была выпущена опытная партия из десяти штук гидромеханических коробок передач ЛАЗ-НАМИ-035. Изготовленные коробки передач прошли испытания. В 1964 г. производство гидромеханической передачи было освоено Львовским автобусным заводом. Автоматические коробки передач стали устанавливать на автобусы модели ЛАЗ-965Ж, выпускающиеся малой серией. Затем гидромеханические коробки появились на автобусах ЛиАЗ-677, когда, наконец, приступили к их производству.
