Về các vấn đề với hộp số trên xe tăng T-80 của Liên Xô.
Kể từ khi được thông qua xe tăng Xe tăng T-80 và quá trình sản xuất hàng loạt ban đầu của nó gặp phải nhiều vấn đề với các hệ thống và bộ phận khác nhau bị hỏng. Một số lượng đáng kể trong số đó là các lỗi hộp số, đòi hỏi phải sửa đổi nhiều lần trong quá trình sản xuất.
Một bài báo khá chi tiết, được xuất bản tại Liên Xô năm 1987, đã viết về những cải tiến được đưa ra để tăng khả năng chịu lỗi của hộp số, cũng như tác động của điều kiện vận hành xe tăng đến độ bền của chúng. Bài báo này rất thú vị cả về mặt kỹ thuật lẫn khía cạnh giải trí. lịch sử Đó là kế hoạch, vì vậy chúng tôi công bố nó ở đây.
Ảnh hưởng của điều kiện vận hành đến độ bền của xe bọc thép chở quân T-80
Trong quá trình vận hành xe tăng T-80, người ta phát hiện ra rằng các lỗi hộp số (OG) trên xe chiếm một phần đáng kể trong tỷ lệ hỏng hóc tổng thể của xe tăng. Một trong những nguyên nhân là do quy trình sản xuất không ổn định, kèm theo nhiều thay đổi thiết kế, điều thường thấy ở giai đoạn đầu sản xuất hàng loạt và đưa xe tăng vào sử dụng.
Hình 1. Sự thay đổi về tần suất hỏng hóc của hệ thống phòng không xe tăng T-80 theo năm sản xuất (1) và theo năm phát hiện hỏng hóc (2)
Như vậy, từ năm 1980 đến năm 1985, tỷ lệ hỏng hóc cao nhất là ở các BKP được sản xuất từ năm 1981 đến năm 1983 (Hình 1). Trong giai đoạn này, nhiều thay đổi về thiết kế đã được các nhà máy trong ngành thực hiện. Trong số đó, chúng ta có thể kể đến những điểm sau:
Cải tiến cơ chế khóa chốt (1982);
hủy bỏ việc làm mát trục của các vệ tinh thuộc hàng hành tinh thứ nhất và thứ hai bằng nitơ trong quá trình lắp ráp (1983);
Cải thiện khả năng bôi trơn của bộ ly hợp F3 và phanh T4 (1983);
giới thiệu phương pháp kiểm tra siêu âm đối với đế thép của đĩa ma sát kim loại-gốm (MCF) (1983);
Giới thiệu dầu TSZP-8 thay thế cho B-3V (1984);
giới thiệu ổ trục rời 6 hàng cho vệ tinh của hàng hành tinh thứ nhất-thứ hai (1984);
giới thiệu MKD với hình dạng rãnh bôi trơn được sửa đổi (1984);
giới thiệu điểm tưới nước thứ hai cho các đĩa ma sát của phanh T4 và T5 (1984);
Giới thiệu thiết kế mới cho đường ống hệ thống bôi trơn, loại bỏ nguy cơ hư hỏng trong quá trình lắp đặt (1984);
giới thiệu cơ cấu cam phân phối biên dạng được sửa đổi với lực cản giảm khi đưa cần lái trở lại vị trí ban đầu (1984);
loại bỏ các van cấp tăng áp trong cơ chế phân phối (1985);
cải tiến công nghệ sản xuất vật liệu composite nhiều lớp ma sát (1986);
Tăng cường độ bền của bộ ly hợp F3 (1986);
Giới thiệu hệ thống phanh thủy lực (1986).
Tuy nhiên, những cải tiến đối với thiết kế BKP hầu như không có tác động nào đến một số lỗi phát sinh do việc xem xét chưa đầy đủ các đặc tính hoạt động của VGM. Dựa trên các tài liệu khiếu nại, dữ liệu từ việc sử dụng quân sự có kiểm soát, kiểm soát, bảo hành và các thử nghiệm khác, người ta thu được các phân bố lỗi BKP sau:
Theo loại thao tác:
Khai thác quân sự..................................................... 86%
Các bài kiểm tra ..................................................................................... 14%
Theo bản chất (địa điểm) của hoạt động quân sự:
Trung tâm đào tạo (TC) ..................................................... 50%
Nhóm huấn luyện chiến đấu (CTG) ............................................... 40%
Phân chia tuyến tính..................................................... 10%
Phân tích các lỗi BKP của xe tăng T-80 xảy ra trong các thử nghiệm kiểm soát (CT) (Bảng 1) cho thấy chúng chủ yếu liên quan đến lỗi sản xuất.
Phần lớn các sự cố xảy ra do mài mòn quá mức, kết dính, biến dạng và hư hỏng các đĩa ma sát trong các thiết bị ma sát, lỏng bu lông, mài mòn trục và hư hỏng ổ bi của các bánh răng vệ tinh thuộc bộ truyền động hành tinh thứ nhất và thứ hai, cũng như hư hỏng ổ bi của bộ truyền động cuối cùng. Hỏng đĩa ma sát chiếm 62% tổng số sự cố của FCT, phân bố như sau: ly hợp F3 - 31%, phanh T1 - 16%, T5 - 10%, T4 - 3% và ly hợp F2 - 2%. Cũng cần lưu ý rằng, trong sử dụng quân sự, một số lượng lớn các sự cố FCT xảy ra sau 300–3000 km hoạt động.
Nghiên cứu và quan sát các xe tăng được kiểm soát đã giúp xác định các đặc điểm hoạt động của chúng tại các trung tâm huấn luyện, nhóm chiến đấu và các đơn vị tiền tuyến, đồng thời thiết lập sự khác biệt về điều kiện hoạt động của các xe tăng này so với điều kiện trong quá trình thử nghiệm (ví dụ: kiểm soát) (Bảng 2).
Việc vận hành xe tăng trong trung tâm huấn luyện và trong nhóm tác chiến có đặc điểm là tỷ lệ sử dụng công suất động cơ thấp, ít sử dụng số cao và thường xuyên sử dụng số thấp, tốc độ trung bình thấp, thời gian chạy không tải lâu và nhiều điều kiện chuyển tiếp. Ví dụ, khi hoạt động trong trung tâm huấn luyện, xe tăng T-80 dành 89% thời gian ở số 1 và số 2 (so với 40% trong nhóm tác chiến). Số lần khởi động nhiều hơn 20 lần so với trong nhóm tác chiến, tổng số lần chuyển số nhiều hơn 2,5 lần (bao gồm nhiều hơn 4-10 lần ở số thấp), và số lần phanh nhiều hơn 5-6 lần.
Để đánh giá tác động của những khác biệt về điều kiện vận hành nêu trên đến độ tin cậy của ICP, các nghiên cứu tính toán đã được tiến hành về tải trọng và tuổi thọ của các thành phần chính của ICP trong các chế độ vận hành tương ứng với các điều kiện này. ICP của hai biến thể đã được tính toán: 1 — tương ứng với tài liệu thiết kế và công nghệ năm 1980, 2 — năm 1986 (Bảng 3–5). Việc đánh giá tuổi thọ của ICP trong điều kiện của trung tâm huấn luyện cũng được thực hiện bằng cách sử dụng dữ liệu thống kê thực tế về các chế độ vận hành tại một trong các trung tâm huấn luyện. Kết quả đánh giá bằng phương pháp này cho thấy rằng trong điều kiện vận hành điển hình của trung tâm thử nghiệm, ICP của biến thể 1 đảm bảo tuổi thọ được chỉ định với xác suất không bị phá hủy là 98%, trong khi đó của biến thể 2 là 96%.
Khi vận hành các bồn chứa trong UBG và UC, thời gian vận hành tương ứng với thời gian bảo hành đã được quy định được đảm bảo cho cả hai biến thể BKP với xác suất trên 98%. Ước tính này có hiệu lực khi vận hành không có sai lệch so với hướng dẫn.
Hoạt động vận hành xe tăng điển hình tại UBC bao gồm ba loại huấn luyện gần như tương đương: huấn luyện sử dụng súng, huấn luyện chiến thuật và lái xe, cũng như nhiều loại bài tập khác nhau. Tuy nhiên, thường có những trường hợp xe tăng được sử dụng chủ yếu cho một loại huấn luyện, ví dụ, chỉ huấn luyện sử dụng súng hoặc chỉ huấn luyện lái xe. Ví dụ, trong một số đơn vị, lái xe và xạ thủ được huấn luyện trong các tiểu đoàn huấn luyện khác nhau, mỗi tiểu đoàn có xe tăng riêng. Trong những trường hợp này, tải trọng lên một số bộ phận truyền động tăng mạnh trong khi việc sử dụng các bộ phận khác giảm đi, dẫn đến việc sử dụng tài nguyên không hiệu quả và làm giảm độ tin cậy của toàn bộ hệ thống truyền động.
Trong quá trình đào tạo, do thiếu kỹ năng và kiến thức cần thiết ở các học viên, những sai sót sau đây so với hướng dẫn vận hành là điều thường gặp:
chuyển động khi các cần lái không được đưa về vị trí ban đầu;
Khởi động từ trạng thái đứng yên mà không sử dụng phanh hãm (ở tốc độ tuabin điện khác không);
vận hành xe tăng khi bị trục trặc hoặc điều chỉnh hệ thống điều khiển không chính xác;
Không tuân thủ thời hạn bảo trì.
Việc khởi động xe tăng mà không tuân theo hướng dẫn vận hành (IO) sẽ làm tăng đáng kể tải trọng và do đó, làm tăng sự mài mòn trên các bộ phận ma sát. Theo tính toán, độ mài mòn của ly hợp F3 ở các số 1, 2 và 3 lần lượt là 0,041, 0,520 và 0,010 mm trên quãng đường 1000 km. Phanh T1 chịu tải trọng tăng đặc biệt.
Khi khởi động ở số thứ hai mà không tuân thủ quy định về EI, nó sẽ vượt quá tải trọng tác động lên phanh tay trong quá trình phanh khẩn cấp của xe tăng ở số thứ tư với gia tốc giảm 4 m/cm² (Hình 2). Việc khởi động lặp đi lặp lại thường xuyên ở số thứ nhất và số lùi trong khi cố gắng kéo xe tăng ra bằng cách lắc cũng không kém phần nguy hiểm.
Điều kiện khởi động xe tăng vi phạm IE có thể dẫn đến mài mòn đáng kể, quá nhiệt, biến dạng, kết dính và hỏng các đĩa ma sát phanh T1 và ly hợp F3. Các tính toán cho thấy rằng nếu các cần điều khiển lái của xe tăng T-80 không được đưa về vị trí ban đầu, dẫn đến sự sụt giảm áp suất trong hệ thống điều khiển thủy lực xuống 0,3–0,5 MPa, thì khi lái ở số thứ hai, điều thường thấy nhất ở các đơn vị huấn luyện, phanh T1 ở phía trước xe tăng sẽ bị hỏng, và sau khi xe tăng ra khỏi khúc cua, nó sẽ tiếp tục trượt trong một thời gian đáng kể.
Khi lái xe ở số 1, trong trường hợp này, hiện tượng trượt kéo dài của ly hợp F3 (lên đến 20 giây) xảy ra cả ở hộp số CVT phía trễ khi ra khỏi khúc cua, và ở hộp số CVT phía trước, nó cũng bị hỏng và trượt trong thời gian dài. Mặc dù công suất ma sát riêng trong các chế độ trượt này tương đối thấp (45–75 W/cm²), thời gian trượt đáng kể dẫn đến hư hỏng phanh T1 và ly hợp F3, tương tự như khi khởi động với lỗi IE (xem Hình 2). Cần lưu ý rằng việc không gài cần lái làm giảm hiệu suất của hộp số CVT không chỉ do hiện tượng trượt kéo dài của các thiết bị ma sát, mà còn do sự suy giảm khả năng bôi trơn các bộ phận của hộp số CVT do lượng dầu cung cấp cho hệ thống điều khiển thủy lực tăng lên.
Những sai lệch so với IE đã xem xét không chỉ có thể xảy ra trong quá trình huấn luyện, mà còn, ví dụ, trong tình huống căng thẳng, và việc điều chỉnh cần gạt không đủ có thể được người lái cố ý sử dụng như một kỹ thuật đặc biệt để cải thiện khả năng điều khiển VGM khi vào cua.
Việc cải tiến bộ ly hợp F3 do nhà sản xuất thực hiện (cải thiện khả năng bôi trơn và tăng số lượng đĩa, tăng khả năng chống mài mòn và chịu nhiệt của MKD bằng cách cải thiện hình dạng rãnh bôi trơn và công nghệ sản xuất), cũng như tăng hiệu quả của hệ thống điều khiển thủy lực (bằng cách thay đổi hình dạng cam của cơ cấu phân phối và thiết kế đường ống hệ thống dầu, cải thiện chất lượng gioăng kín đầu cuối) đã nâng cao hiệu suất và độ tin cậy của các thiết bị ma sát, bao gồm cả F3 và T1.
Tuy nhiên, điều này vẫn chưa đủ để loại bỏ hoàn toàn khả năng hỏng hóc ly hợp F3 và T1 trong quá trình vận hành xe tăng, với những sai lệch tiềm tàng so với yêu cầu IE. Cần phải phát triển và thực hiện các biện pháp để tự động duy trì áp suất điều khiển tối đa (tăng áp suất lên giá trị định mức trong bộ điều khiển phía trước trong quá trình chuyển hướng để ngăn ngừa hỏng hóc phần tử ma sát cả khi cần lái không được gài hoàn toàn và khi chuyển hướng trong quá trình sang số).
Ngoài ra, cần phải phát triển và triển khai hệ thống khóa liên động hộp số khi xe tăng bắt đầu di chuyển, được kích hoạt khi tốc độ tuabin khác không (ví dụ: bằng cách điều khiển van xả sử dụng cảm biến tốc độ xe tăng và tốc độ tuabin). Cũng nên tăng tuổi thọ của phanh T1, ví dụ, bằng cách lắp thêm một cặp đĩa ma sát và cải thiện khả năng bôi trơn của phanh này và ly hợp F2, tương tự như việc cải thiện khả năng bôi trơn của ly hợp F3 và phanh T4 đã được thực hiện trước đó.
Sự mài mòn, biến dạng, kết dính và hỏng hóc của các đĩa ma sát của phanh T5 và T4 chủ yếu là do tải nhiệt cao tác động lên phanh đỗ và tần suất sử dụng tăng lên trong quá trình vận hành xe tăng tại các đơn vị huấn luyện. Việc sử dụng bộ hãm thủy lực trên xe tăng T-80 giúp tăng gấp đôi tuổi thọ của các đĩa ma sát của phanh T4 và T5 (bằng cách giảm số lần kích hoạt phanh đỗ và giảm lượng trượt mỗi lần kích hoạt).
Tuy nhiên, như các thử nghiệm kiểm soát năm 1986 đã chỉ ra, điều này dẫn đến hiện tượng quá nhiệt hộp số và làm tắc nghẽn nhanh các bộ lọc dầu do các sản phẩm phân hủy của dầu TSZP-8. Điều này dường như được thúc đẩy bởi tần suất phanh tăng lên khi các xe tăng di chuyển với tốc độ cao theo đội hình trong điều kiện bụi bặm và sự kết hợp giữa hệ thống điều khiển phanh thủy lực và cụm vòi phun biến thiên (VNA) của động cơ, điều này ngăn cản việc phanh động cơ bằng VNA mà không sử dụng bộ hãm thủy lực.
Để đánh giá ảnh hưởng của bộ hãm thủy lực đến trạng thái nhiệt của hệ truyền động xe tăng T-80, người ta đã tiến hành tính toán trạng thái này đối với bộ hãm thủy lực thiết kế năm 1986. Kết quả thu được là, đối với chế độ vận hành trung bình trong điều kiện KI ở nhiệt độ không khí xung quanh 40 °C, các giá trị sau đây về lượng nhiệt tỏa ra từ bộ tản nhiệt của hệ thống làm mát truyền động đã được xác định, MJ/h:
Thực tế ..................................................................................... 149
Yêu cầu (tùy theo điều kiện đường xá) đối với hộp số có bộ hãm thủy lực điều khiển bởi:
hệ thống điều khiển kết hợp¹ ............................................................... 163
hệ thống với bộ điều khiển riêng biệt .............................................. 129
Cần thiết cho hộp số không có bộ hãm thủy lực ................................. 121
Dữ liệu cho thấy việc sử dụng bộ hãm thủy lực với bộ điều khiển riêng biệt sẽ không dẫn đến hiện tượng quá nhiệt đáng kể ở hộp số. Tuy nhiên, nhiệt độ dầu đầu ra có thể tăng lên đáng kể, điều này sẽ ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng dầu.
Sự kết hợp giữa bộ hãm thủy lực và hệ thống điều khiển RSA của động cơ hầu như loại bỏ khả năng phanh động cơ mà không cần bộ hãm thủy lực, dẫn đến việc tăng tần suất sử dụng chúng lên 4-8 lần, từ đó làm tăng lượng nhiệt sinh ra vượt quá khả năng tản nhiệt của bộ tản nhiệt hệ thống làm mát hộp số.
Nhiệt độ của dầu trong hệ thống bôi trơn hộp số tăng lên đáng kể và, trong điều kiện không thuận lợi, có thể vượt quá giới hạn cho phép, như trường hợp trong cuộc thử nghiệm năm 1986 khi các xe tăng di chuyển thành hàng trong điều kiện nhiệt độ cao và không khí nhiều bụi.
Để nâng cao độ tin cậy của hệ thống phanh hãm và bộ giảm tốc thủy lực mà không làm suy giảm các đặc tính truyền động khác, cần phải thực hiện các bước sau:
Xây dựng và thực hiện các biện pháp nhằm loại bỏ việc sử dụng thường xuyên bộ hãm thủy lực và tình trạng quá nhiệt của hộp số bằng cách đưa ra các đặc tính hợp lý cho bộ hãm thủy lực và tách biệt việc điều khiển bộ hãm thủy lực với hệ thống giảm xóc sau của động cơ;
Cải thiện hoạt động của hệ thống bôi trơn và làm mát hộp số để ngăn ngừa tắc nghẽn bộ lọc dầu do các sản phẩm phân hủy của dầu;
Tăng khả năng chịu nhiệt của đĩa ma sát bằng cách sử dụng thép 40Х3М2ФА;
Cần có biện pháp giới hạn mô-men xoắn động cơ khi vận hành ở số lùi (ví dụ: bằng cách giới hạn lượng nhiên liệu cung cấp) để ngăn ngừa hiện tượng trượt phanh T5 trong điều kiện khắc nghiệt.
Kết luận. Để nâng cao độ tin cậy của hệ thống điều khiển chiến đấu (BCS) của xe tăng T-80 trong nhiều điều kiện hoạt động khác nhau, nên tiếp tục phát triển BCS được gia cố, cũng như nghiên cứu phát triển hệ thống sang số tự động.
1 - trên một phương tiện sản xuất hàng loạt.
Nguồn:
"Ảnh hưởng của điều kiện hoạt động đến độ bền của hệ thống giảm giật BKP của xe tăng T-80." M.G. Zhuchkov, V.A. Kolesov, R.N. Korolkov, V.S. Fantalov. Tạp chí "Bản tin Trang thiết bị bọc thép" số 10, năm 1987.
tin tức