Geraet4501 (kedoki) wrote,
Geraet4501
kedoki

PP33 и PP45 фирмы Pulsgetriebe

В предыдущих статьях о танковых трансмиссиях я писал о двухвальных, трёхвальных и даже безвальных коробках передач, но ещё ни разу не касался планетарных. Чтобы заполнить этот пробел я написал три поста по данной теме. В первых двух я рассказал о работе планетарных редукторов и построил довольно примитивную планетарную КПП. Они сугубо теоретические, поэтому если вы не понимаете, как работает планетарный редуктор и не можете разобраться в схеме планетарной КПП, то начните чтение именно с них. В этом посте я расскажу о практической реализации - о танковых планетарных коробках передач фирмы Pulsgetriebe.


Erich Friedrich Puls (1894-1963), вероятно, с PP33


Предыстория такова
В книге Вальтера Шпильбергера о Тиграх я увидел упоминания планетарной коробки передач PP33, которая разрабатывалась фирмой Pulsgetriebe в качестве альтернативы сложной и дорогой безвальной КПП Maybach Olvar. У PP33 было 8 передач вперёд и назад при диапазоне скоростей 18,63. Это, мягко говоря, отличные характеристики, которые меня очень заинтересовали, но никаких схем, фотографий или других описаний я не нашёл. Даже на сайте Pulsgetriebe список коробок вдруг обрывается на 1942 году, как будто в дальнейшем фирма ничего не делала. Тогда я обратился к Fu_Manchu и он прислал мне целую кучу фотографий архивных документов, касающихся фирмы Pulsgetriebe.

Стас помог мне с переводом и мы выяснили следующее. В 1942 году Pulsgetriebe начала работу над планетарной коробкой передач для Тигра. В 1944 году был построен опытный образец, который успешно прошёл стендовые испытания. В 1945 году его хотели испытать на танке, но из-за поражения Германии в войне так и не успели это сделать. Команда Эриха Фридриха Пульса поработала на славу. Из трёх коробок передач для Тигра (OG 40 12 16, ZF 12 EV 170 и PP33) именно PP33, на мой взгляд, самая удачная, однако появилась она слишком поздно.

Об этой истории никто и не вспоминал бы, но она получила неожиданное продолжение. В 50-е годы начались работы по созданию Standardpanzer, которые привели к AMX-30 и Leopard 1. Изначально на прототипах стояли механические трансмиссии. Рабочая группа B (Arbeitsgruppe B) рассмотрела предложения разных фирм по трансмиссиям, но лучшей признала планетарную коробку передач PP45 фирмы Pulsgetriebe, которая была спроектирована на основе PP33 от Тигра. Вот и получилось, что я запросил сведения по КПП Тигра, а получил чертежи и схемы трансмиссии прототипа Standardpanzer и переписку, в которой кроме всего прочего был отчёт по успешным испытаниям PP33.


Прототип Standardpanzer рабочей группы B

У коробки передач PP45 очень простая схема работы, поэтому я решил объяснить принципы работы планетарных КПП именно на её примере. Кроме того, по прототипам Standardpanzer очень мало сведений. При помощи этой статьи я введу в оборот некоторую информацию по устройству прототипа группы B.

PP33
Tiger (H) и Tiger II - уникальные для немецкого танкостроения танки.

В конце 30-х годов Книпкамп задумал целую линейку новых танковых шасси различных весовых классов для достижения максимально высоких средних скоростей движения. Для этого в их конструкции применялись унифицированные трансмиссии и ходовые части, довольно сложные и нетрадиционные по своему устройству и дорогие в производстве. В частности планировался переход на полуавтоматические безвальные коробки передач. Они обеспечивали высокую скорость и были удобными в управлении, но требовали многолетнего доведения до ума и были неприемлемо сложны в производстве, главным образом из-за мудрёного устройства переключения передач. В итоге Pz.I Ausf.C был выпущен небольшой серией и с большим опозданием, разработка Pz.II Ausf.G затянулась до неприличного, на Pz.III Ausf.H после скандала вокруг производства Ausf.E-G вернулись к трёхвальной коробке передач, на Пантере вместо безвальной КПП прописалась трёхвальная AK 7-200. Одним словом, линейка с треском провалилась.

И только Тигры изначально задумывались с безвальной коробкой передач OG 40 12 16, пошли с ней в большую серию (по немецким меркам, конечно) и в таком виде встретили конец войны. Но это не значит, что с их трансмиссией всё было замечательно, скорее наоборот. Работы над ней начались ещё в 1940 году с прицелом на VK 3601, но даже к 1942 году её не успели довести до ума. По меркам военного времени это преступный идиотизм: работы над якобы очень сложной и ненадёжной электромеханической трансмиссией конкурирующего Tiger (P) начались позже, а доведена до ума она была раньше.


12 E 170 с лопнувшим картером: подвела маслосистема

Фирмы-конкуренты помешали Майбаху монополизировать вдобавок к двигателям ещё и танковые трансмиссии. Zahnradfabrik протолкнула для Пантеры свою трёхвальную коробку вместо безвальной КПП от Тигра. Кроме того, она предложила для Тигра двенадцатискоростную коробку передач 12 E 170 с электрическим включением передач, но это направление оказалось провальным. Трансмиссия была громоздкой и тяжёлой, выделяла очень много тепла и не отличалась надёжностью. Испытания закончились тем, что у коробки передач лопнул картер, а мехвод был ранен.

Эрих Пульс и его отец в трёхколёсном автомобиле. Всё началось в 1923 году с разработки редуктора для его переднего привода

У Карла Майбаха и графа фон Зодена был и третий конкурент - инженер Эрих Пульс и его фирма Pulsgetriebe. Он прежде всего известен как специалист по планетарным передачам и разработчик коробок передач для автомобилей, в том числе и автоматических, хотя отметился и в танкостроении. Нам это тем более интересно, ведь танковая сторона его деятельности практически неизвестна.

В годы войны Эрих Пульс сотрудничал с Wa Pruef 6. Например, его фирма разработала 4-скоростную автоматическую коробку передач PP32 для Opel Blitz Omnibus и LKW, на испытаниях она выдержала пробег в 38 тысяч километров, а затем ещё 5200 километров без поломок. В 1942 году Pulsgetriebe получила заказ на восьмискоростную коробку передач PP33 для Тигра. Она рассчитывалась под двигатель мощностью 660-1000 л.с. и массу танка в 60 тонн, таким образом в неё закладывались резервы для дальнейшей модернизации танка.

Схема PP33 была очень проста: 4 последовательно соединённых планетарных ряда, три из них реализовывали восемь передач, а четвёртая задний ход. В начале 1944 года коробка передач проходила тщательные испытания в Лейпциге на испытательном стенде Pulsgetriebe. Она не сломалась и выдержала все издевательства, поэтому в 1945 году её решили установить в Тигр для реальных испытаний, но не успели из-за конца войны.


Испытательный стенд Pulsgetriebe в Лейпциге


Испытания PP33

С технической точки зрения разработка PP33 была успешной. При весе 850 кг коробка передач давала 8 передач с отличным диапазоном скоростей в 18,63. Примерно за два года фирма Pulsgetriebe, до этого не имевшая опыта в танкостроении и разработке коробок передач для передачи такой мощности, довела PP33 до успешных испытаний. Для сравнения, имеющая куда большие мощности и опыт фирма Maybach через два года разработки смогла дать на испытания только сырую OG 40 12 16, которую ещё предстояло доводить до ума.

PP33 была похожа по своим особенностям и характеристикам на безвальные коробки передач, но при этом она была куда проще по конструкции. Вообще игнорирование немецкими танкостроителями планетарных коробок передач удивительно, и это при том, как широко немцы использовали планетарные КПП после войны. На мой взгляд увлечение безвальными КПП и прочими КПП с электромагнитным включением скоростей - это одна из главных ошибок немцев в годы Второй мировой войны. С их-то зуборезными станками не было причин игнорировать планетарные коробки передач. А когда инженеры принялись навёрстывать упущенное было уже поздно.

PP45
С военной же точки зрения разработка PP33 окончилась ничем, на ход войны она никак не повлияла и на танках не использовалась. Однако наработки не пропали зря. Во второй половине 50-х немцы совместно с французами начали работы над Standardpanzer - своим первым основным боевым танком. Как известно, от Германии в программе участвовало 3 рабочих группы: A, B и C. До изготовления прототипов и испытаний дошли группы A и B. Прототип группы A, созданный под руководством фирмы Porsche KG, довольно известен, в нём использовалась пятискоростная коробка передач фирмы Zahnradfabrik и двухпоточный механизм поворота с двумя радиусами поворота по типу Тигра.

Прототип группы B технически был куда интереснее и необычнее. При выборе трансмиссии для него рассмотрели предложения пяти фирм (Deutsche Getriebe GmbH, Hurth, Pulsgetriebe, Renk и Zahnradfabrik) и в итоге выбрали вариант фирмы Pulsgetriebe. Разработка новой коробки передач PP45 основывалась на опыте создания и испытания PP33, у них была одна и та же схема и сходные принципы. Число передач сократилось до семи (одна комбинация не использовалась), а диапазон скоростей сузился до 12,02 (именно так в документе), ведь на танке ставился не бензиновый, а более тяговитый дизельный двигатель. Теперь коробка передач находилась не продольно, а поперечно, органично компонуясь с гидростатическим механизмом поворота (его также часто называют ГОП - гидрообъёмный механизм поворота).

Не удивительно, что именно коробка передач PP45 стала победителем. Она отличалась простотой конструкции и схемы, компактностью, а также отличным диапазоном скоростей при семи передачах вперёд и назад. Однако прототип группы B хуже показал себя на испытаниях, главным образом из-за ходовой части и механизма поворота. Кроме того, немцы сделали вывод, что более предпочтительна гидромеханическая трансмиссия с четырёхскоростной планетарной КПП, время немецких танков с механическими трансмиссиями подошло к концу. Как и PP33, в целом хорошая коробка передач PP45 опоздала и оказалась не у дел.

Устройство PP45
PP45 состояла из четырёх частей: три планетарных ряда (I, II и III) реализовывали 7 скоростей, а четвёртый планетарный ряд (Umkehrgetriebe) служил для переключения переднего и заднего хода.



Вот моя схема, на ней только существенное:


Семь скоростей реализуются тремя планетарными рядами. У первых двух эпициклы внешнего зацепления, а у третьего - внутреннего зацепления.



Благодаря этому инженеры смогли сделать все три планетарных ряда практически одинаковыми по размеру несмотря на различные передаточные числа.



Через всю коробку передач идёт ведомый вал. В данной схеме он пригодился дважды. На Тигре он был необходим для подвода мощности к механизму поворота минуя коробку передач, то есть вторым потоком. На Standardpanzer же коробка передач располагалась поперечно, поэтому этот вал был необходим для передачи мощности к левому ведущему колесу, а второй поток мощности шёл через гидростатическую передачу.

Блок заднего хода реализован ещё проще, чем в моём примере. Муфта М2 включала прямую переднюю передачу, а муфта М1 - задний ход. Для переключения муфт было достаточно одного рычага.

Передачи составлялись следующим образом:


Скорости заднего хода в 1,87 раза медленнее, чем переднего. Обратите внимание на то, что при включении замедленных передач первого и второго планетарных рядов передаточное число равно 3,56 (1,542*2,31=3,56), а передаточное число замедленной передачи третьего планетарного ряда 3,53, то есть почти столько же. Именно поэтому нет восьмой передачи, ведь она бы дублировала четвёртую. На PP33 были другие передаточные числа, диапазон был больше и скоростей было 8.

График скоростей:




Наконец, схемы всей трансмиссии:




Мощность от двигателя идёт не только к коробке передач, но и к четырём гидростатическим насосам. Два из них передают мощность на вентилятор (вентиляторы?) системы охлаждения, а два - к гидромоторам механизма поворота. Это позволяет плавно и бесступенчато изменять скорости вращения вентилятора (вентиляторов?) для оптимального охлаждения в любую погоду, а также поворачивать с произвольными радиусами рационально используя мощность двигателя.

Оценка
Что и говорить, фирме Pulsgetriebe очень не повезло в танкостроении. И в случае PP33, и в случае PP45 Эрих Пульс предлагал технически совершенно адекватные конструкции, но всякий раз они банально опаздывали.

PP33 и PP45 очень просты по схеме, даже не просто просты, а примитивны. При этом они удобны для мехвода, компактны, обеспечивают большое число передач вперёд и назад при отличном диапазоне скоростей. Пятая, шестая и седьмая передачи у PP45 имеют высокий КПД, особенно седьмая прямая передача. За это пришлось заплатить нерациональной разбивкой передач (скорости образуют геометрическую прогрессию) и более низким КПД первой передачи.

Говорят, немцы постоянно городят что-то заумное и переусложнённое, очень крутое, но до первого обслуживания. Если это так, Эрих Пульс какой-то неправильный немец. Его танковые коробки передач настолько просты по своим принципам, что именно их я выбрал для того, чтобы на реальном примере разобрать работу планетарных КПП.
Tags: гистория, танкач, трансмиссии
Subscribe

  • Обзор двухтактных дизелей, часть 2

    В первой части статьи мы говорили о принципах двухтактных двигателей и разобрали схему двухтактного двигателя со встречно-движущимися поршнями на…

  • Обзор двухтактных дизелей, часть 1

    Просматривая материалы по Е-серии я заинтересовался упоминаниями двухтактного танкового дизельного двигателя TM118 фирмы…

  • Дайджест из ВК #2

    Очередная подборка небольших постов из ВК о бронетехнике: Богатый внутренний мир ARL 44 И снова обозначения немецкой бронетехники (всё никак не…

  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 21 comments

  • Обзор двухтактных дизелей, часть 2

    В первой части статьи мы говорили о принципах двухтактных двигателей и разобрали схему двухтактного двигателя со встречно-движущимися поршнями на…

  • Обзор двухтактных дизелей, часть 1

    Просматривая материалы по Е-серии я заинтересовался упоминаниями двухтактного танкового дизельного двигателя TM118 фирмы…

  • Дайджест из ВК #2

    Очередная подборка небольших постов из ВК о бронетехнике: Богатый внутренний мир ARL 44 И снова обозначения немецкой бронетехники (всё никак не…