ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 3(94)/2013

Transkrypt

1 ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 3(94)/2013 Zbigniew Szydelski 1 HYDROMECHANICZNA SKRZYNIA BIEGÓW PROF. EDWARDA HABICHA DLA SAMOCHODÓW TERENOWYCH I AUTOBUSÓW 1. Wstęp W 1957 r. prof. Edward Habich podjął inicjatywę opracowania dla wojska hydromechanicznej skrzyni biegów dla samochodów terenowych i uzyskał z Szefostwa Służby Samochodowej MON kierowanego przez gen. Cezarego Nowickiego zlecenie na tę pracę. Uczestniczyłem w tych pracach od początku, pisałem z nich sprawozdania i wykonywałem fotografie. Fot. 1. Rok 1962 prof. Edward Habich i pracownicy Katedry Ciągników w laboratorium katedry. Od prawej: Stanisław Kowalski, Zbigniew Szydelski, Edward Habich, Andrzej Górny i Bogumił Szwabik. Pamięć ludzka jest jednak ułomna, toteż w tym artykule opieram się przede wszystkim na dokumentach i fotografiach. Niestety nie pozostało ich wiele. Długi czas prace te były objęte tajemnicą, nie mogliśmy ich wyników publikować. Później wiele 1 dr inż. Zbigniew Szydelski 25

2 wewnętrznych sprawozdań i rysunków, a także wykonanych prototypów zostało zniszczonych. Niewielu pozostało też uczestników tych prac, z którymi mogłem teraz pewne fakty uzgadniać. A i tu okazywało się, że niektóre sprawy pamiętamy nieco inaczej. W 1957 r. Na Politechnice Warszawskiej był Wydział Samochodów i Ciągników (SiC), taką nazwę nosił obecny Wydział Samochodów i Maszyn Roboczych (SiMR). Wydział miał strukturę katedralną i jedną z nich była Katedra Ciągników i Pojazdów Specjalnych o następującym składzie osobowym: kierownik Katedry: pracownicy dydaktyczni: prof. Edward Habich doc. Tadeusz Pierożyński mgr inż Stanisław Kowalski mgr inż. Michal Paszkowski mgr inż. Wojciech Piłatowicz mgr inż. Zbigniew Szydelski w latach 1960 i 1961 doszli: mgr inż. Andrzej Górny mgr inż. Zdzisław Tomczyński pracownik techniczny: Tadeusz Karpiuk, kierownik warsztatu W dalszych latach przybywało jeszcze pracowników dydaktycznych i ci, którzy pracowali przy skrzyni biegów są w dalszej części wymienieni. Oprócz tego Habich angażował okresowo jeszcze wiele osób zarówno z Wydziału, jak i z zewnątrz, trudno byłoby tu ich wszystkich wymienić. Fot. 1 wykonana w 1962 r. przedstawia prof. Habicha i kilku pracowników Katedry. Fot. 2. Samochód terenowy Star 66 przeznaczony dla wojska. Konstrukcję opracował BKPMot, pierwszy prototyp zbudowano w 1953 r., a seryjną produkcję rozpoczęła FSC w Starachowicach w 1958 r. Był zbudowany całkowicie z wytwarzanych w Polsce elementów. Przedstawicielami Szefostwa MON do kontaktów z Katedrą byli wówczas płk. Strzelichowski i mjr. Milewski, ale odwiedzał Katedrę również szef, gen. Nowicki. Chodziło przede wszystkim o skrzynię biegów dla samochodu ciężarowego terenowego Star 66 (fot. 2), którego prototyp został wykonany w 1953 r. 26

3 a) b) Fot. 3. Fabryczne elementy układu napędowego samochodu Star 66: a) pięciobiegowa skrzynia zębata bez synchronizatorów, b) dwustopniowa skrzynka rozdzielcza z wyjściami napędu na trzy mosty, łączona ze skrzynią biegów za pomocą wału z przegubami. 27

4 Zaprojektowany przez Biuro Konstrukcyjne Przemysłu Motoryzacyjnego, wyposażony w 6-cio cylindrowy silnik benzynowy S47 był na ówczesne czasy nowoczesny. Jego słabym punktem była mechaniczna 5-cio biegowa zębata skrzynka przekładniowa bez synchronizatorów (fot. 3a). Powodowało to, że biegów nie dawało się szybko przełączać. Przy jeździe w ciężkim terenie samochód ten często utykał w czasie zmiany biegu, gdyż wówczas następowała przerwa w napędzie związana z wysprzęglaniem i duże opory ruchu powodowały zatrzymanie pojazdu. Zatrzymanego samochodu nie dawało się już ruszyć, zakopywał się. Wady takiej nie mają samochody wyposażone w hydromechaniczne skrzynie biegów, w których zmiana biegu odbywa się bez wysprzęglania, a więc bez przerwy w napędzie. Lata pięćdziesiąte ubiegłego wieku był to okres ogromnego rozwoju tego rodzaju skrzyń biegów dla samochodów w USA. a) b) Fot. 4. Amerykańska hydromechaniczna skrzynia biegów Hydra-Matic do samochodów osobowych General Motors, wersja z 1944 r.: a) schemat kinematyczny, b) przekrój podłużny ; 1- sprzęgło hydrokinetyczne, 2-, 3 i 4- szeregi planetarne, 5 i 6- hamulce taśmowe, 7 i 8- sprzęgła wielopłytkowe, 9- wał wejściowy, 10- wał wyjściowy, 11- ryglowanie mechaniczne. 28

5 2. Skrzynia biegów SP Habich rozpatrywał początkowo kilka schematów kinematycznych takiej skrzyni biegów. Zainspirowała go amerykańska hydromechaniczna 4-ro biegowa planetarna skrzynka przekładniowa ze sprzęgłem hydrokinetycznym Hydra-Matic (fot. 4 ). Była to jedyna wówczas produkowana w USA 4-ro biegowa hydromechaniczna skrzynka biegów ze sprzęgłem hydrokinetycznym.. Zdawał sobie sprawę, że wykonanie w kraju przekładni hydrokinetycznej byłoby wówczas niesłychanie trudne, praktycznie nie możliwe. Nowatorskim wówczas w skrzynce Hydra-Matic było umieszczenie pierwszego szeregu planetarnego (poz. 2 fot. 4a) szeregowo przed sprzęgłem hydrokinetycznym. Dzięki temu na biegu 1 przy włączeniu hamulca poz. 5 przez sprzęgło hydrokinetyczne płynął napęd od silnika poprzez przełożenie przekładni 2, a więc ze zredukowaną prędkością i zwiększonym momentem. Dawało to miękką pracę sprzęgła, co było korzystne przy ruszaniu. Natomiast na biegu 2 po włączeniu sprzęgła wielopłytkowego poz. 7 szereg planetarny poz. 2 był zblokowany i do sprzęgła hydrokinetycznego dochodził bezpośredni napęd od silnika, co usztywniało je. Dodatkowo takie umieszczenie szeregu planetarnego poz. 2 pozwalało po włączeniu sprzęgła wielopłytkowego poz. 8 na rozdział napędu od silnika na dwie drogi: część przez sprzęgło hydrokinetyczne i część z jego ominięciem. Wykorzystywane to było na 3-cim i 4-ym biegu zapewniając zmniejszenie strat mocy w sprzęgle hydrokinetycznym i związaną z tym wyższą sprawność całej przekładni. Fot. 5. Wykonane części hydromechanicznej skrzyni biegów SP: 1- wirniki sprzęgła hydrokinetycznego, 2- obudowa sprzęgła hydrokinetycznego, 3- kosz satelitów przekładni planetarnej, 4- taśma hamulca taśmowego 2-u zwojnego, 5- płytki sprzęgieł wielopłytkowych, 6- koła zębate pompy olejowej, 7- tłok sprzęgła wielopłytkowego, 8- zawory sterujące ( ze zbiorów Katedry Ciągników P.W. fot. W.Komierowski). 29

6 Habich wykorzystał schemat przekładni Hydra-Matic i dodając dwa hamulce taśmowe i dwa sprzęgła wielopłytkowe uzyskał 6 biegów. Jak wykazały obliczenia trakcyjne było to wystarczające dla terenowego samochodu Star 66. Konstrukcję pierwszego prototypu opracował Stanisław Kowalski wyposażając go we własnego pomysłu układ zmiany biegów za pomocą sterowanych wolnych kół. Wykonany prototyp nie działał jednak prawidłowo, biegi nie dawały się przełączać, wolne kola zakleszczały się. Trzeba było przerobić konstrukcję wprowadzając klasyczne rozwiązanie z przełączaniem biegów za pomocą elementów ciernych, jak sprzęgła wielopłytkowe i hamulce taśmowe, a więc zgodnie z rozwiązaniami amerykańskimi. Tak powstał opracowany przez Michała Paszkowskiego i przeze mnie projekt skrzyni biegów oznaczonej symbolem SP, w którym sterowanie hydrauliczne zaprojektował Stanisław Kowalski. Nie zachowały się niestety jej rysunki. Wykonany został jej prototyp przy czym napotkaliśmy tu duże trudności. Była to pionierska praca, nie było jeszcze w kraju żadnych doświadczeń w budowie tego rodzaju skrzyń biegów, Ponadto nie było wielu materiałów potrzebnych do ich budowy, a o imporcie w ówczesnych latach nie było co marzyć. Dotyczyło to np. uszczelnień z gumy olejoodpornej czy materiałów na okładziny cierne do hamulców i sprzęgieł wielopłytkowych. Pomagały nam w tych sprawach różne instytuty, np. materiały gumowe opracowywał Instytut Przemysłu Gumowego w Piastowie. Ich odporność badałem gotując je wiele godzin w oleju. Cały układ sterowania hydraulicznego wraz ze wszystkimi zaworami musieliśmy sami zaprojektować. W tych czasach nie było możliwe kupienie jakichkolwiek komponentów hydraulicznych. Ponadto przemysł polski niechętnie wówczas przyjmował zamówienia na wykonanie części zwłaszcza, gdy była wymagana odpowiednia dokładność wykonania. Toteż miał z tym sporo kłopotów Tadeusz Karpiuk, który był odpowiedzialny w Katedrze za wykonawstwo części. Ostatecznie większość części wykonała Fabryka Samochodów Ciężarowych w Starachowicach (fot. 5). Ze względu na długie terminy wykonania odlewów w pierwszym prototypie sprzęgło hydrokinetyczne miało czasze toczone z wstawianymi łopatkami z blachy stalowej ( fot. 5 poz. 1). Jednak już wtedy wykonaliśmy rysunki wirników sprzęgła odlewanych ze stopu aluminiowego i poszły one do wykonania. Wykonany w 1959 r. prototyp został zmontowany z 6-cio cylindrowym silnikiem spalinowym typ S47 o mocy 105 KM i najpierw przebadany na stanowisku w laboratorium katedry (fot.6 ). Prowadziłem te badania przez wiele godzin sprawdzając prawidłowość przełączania biegów. Najwięcej problemów nastręczała przy tym regulacja taśm hamulców tak, aby uzyskać odpowiednie hamowanie przy zaciśniętym hamulcu i małe opory przy zwolnionym, a także niedostateczna trwałość uszczelnień gumowych. W czasie tych badań wystąpiły uszkodzenia łożysk igiełkowych satelitów wskutek niedostatecznej twardości czopów i trzeba było je wymieniać na nowe, lepiej wykonane. Po wielokrotnym rozbieraniu i składaniu skrzyni z nowymi, poprawionymi elementami badania stanowiskowe zostały zakończone w 1960 r., kiedy uznaliśmy, że prototyp działa prawidłowo. Wkrótce po tym Szefostwo Służb Samochodowych MON przekazało nam jeden egzemplarz samochodu Star 66 do badań ze skrzynią SP. 30

7 Fot. 6. Badania stanowiskowe prototypu skrzyni biegów SP w zespole z silnikiem spalinowym: 1- silnik spalinowy, 2- skrzynia biegów SP, 3- prądnica prądu stałego z wagowym pomiarem momentu obrotowego działająca jako hamulec. Fot. 7. Badania stanowiskowe fabrycznej skrzyni rozdzielczej samochodu Star 66 : 1- silnik elektryczny napędzający z pomiarem wagowym momentu obrotowego, 2- skrzynia rozdzielcza, 3- prądnica hamująca z pomiarem wagowym momentu obrotowego. Wymontowaliśmy z niego jego fabryczną skrzynię biegów i skrzynię rozdzielczą i ta ostatnia została poddana badaniom stanowiskowym w celu sprawdzenia, czy będzie 31

8 mogła współpracować ze skrzynią SP ( fot. 7 ). Badania te dały pozytywny rezultat i wobec tego skrzynia biegów SP i skrzynia rozdzielcza zostały zamontowane do samochodu. Przed chłodnicą wodną samochodu zamontowaliśmy dodatkową chłodnicę oleju dla skrzyni SP ( fot. 8 ). Fot. 8. Dodatkowa chłodnica oleju skrzyni biegów SP zamontowana w samochodzie Star 66 przed chłodnicą wodną silnika. Widok po odjęciu pokrywy chłodnicy Stara. Prace te zostały zakończone w 1961 r. i samochód został ustawiony na stanowisku gąsienicowym (fot. 9 ) z zamontowaną aparaturą pomiarową. Przeprowadzono badania trakcyjne przy różnych obciążeniach na wszystkich biegach mierząc prędkość jazdy (prędkość toru gąsienicowego), siłę uciągu. dynamometrem hydraulicznym Amsler, prędkości obrotowe silnika oraz koła jezdnego samochodu za pomocą prądniczek tachometrycznych. Fot. 9b pokazuje ówczesną aparaturę pomiarową. Pomiary te pozwoliły na sporządzenie wykresu trakcyjnego samochodu Star 66 z przekładnią SP. Wyniki badań były dobre, wykres trakcyjny wskazywał na dobre własności dynamiczne samochodu i skrzynia SP działała bez zarzutu. 32

9 Fot. 9. Badania samochodu Star 66 ze skrzynią biegów SP na stanowisku gąsienicowym w Laboratorium Katedry Ciągników: a) Star na stanowisku, b) szczegóły aparatury pomiarowej: 1- dynamometr hydrauliczny Amsler, 2- prądniczka tachometryczna do pomiaru prędkości obrotowej koła samochodu. Następnym etapem były badania trakcyjne terenowe. Rozpoczęliśmy je na poligonie wojskowym w pobliżu Miłosnej, gdzie było dużo terenu piaszczystego ze wzniesieniami (fot. 10). Star 66 ze skrzynią SP spisywał się tu bardzo dobrze. Porównawcze badania ze Starem 66 ze zwykłą fabryczną skrzynią biegów wykazały znacznie lepsze własności trakcyjne przy zastosowaniu skrzyni SP. Tam, gdzie fabryczny Star 66 utykał i zakopywał się, ze skrzynią SP przejeżdżał bez problemów. Dzięki sprzęgłu hydrokinetycznemu ruszanie było płynne, bez szarpnięć dzięki czemu samochód nawet zatrzymany w miękkim terenie ruszał nie zakopując się (fot. 10 a). 33

10 Fot. 10. Rok 1961, samochód Star 66 ze skrzynią biegów SP w czasie badań trakcyjnych na poligonie wojskowym w Miłosnej. Badania wykazały bardzo dobre własności terenowe samochodu ze skrzynią SP. Nawet zatrzymanym i ugrzęźniętym samochodem (fot. 10a) dawało się ruszyć z miejsca. Po badaniach poligonowych nastąpiły próby w terenach górskich. Najpierw w Bieszczadach, gdzie wówczas (rok 1962) wiele dróg były to kamieniste trakty i bezdroża. Prowadził je Andrzej Górny. Mieliśmy dwóch kierowców zawodowych, Wiesława Klingbajla i Romana Łubnickiego, ale poza drogami publicznymi prowadziliśmy czasem samochód również sami. Przejeżdżaliśmy między innymi pętlę bieszczadzką (fot. 11 a i b ) wjeżdżając nieraz w leśne ostępy. Ruch był wtedy bardzo mały i nikt nie pilnował wjazdów do lasu. Następnie jeździliśmy w okolicach Zakopanego wjeżdżając również na Gubałówkę ( fot. 12 ) i do Morskiego Oka (fot. 13 ). 34

11 Fot.11. Rok 1962, badania trakcyjne samochodu Star 66 ze skrzynią biegów SP na terenach górskich Bieszczad: a) Jazda z Ustrzyk Górnych, droga jeszcze wówczas kamienista i wąska, b) Tu samochód na pętli bieszczadzkiej. Fot. 12. Rok 1962, badania samochodu Star 66 ze skrzynią biegów SP. Samochód wjechał na Gubałówkę. Za kierownicą Wiesław Klingbajl. Samochodem Star 66 po włączeniu przedniego napędu dawało się wszędzie wjechać i wykorzystywaliśmy to wjeżdżając również w leśne dukty. Nikt wówczas tego nie zabraniał. W czasie tych badań wystąpiła jedna awaria skrzyni SP, rozleciały się wirniki sprzęgła hydrokinetycznego, wypadły z nich wstawiane w aluminiowe czasze łopatki wycięte z blachy (fot. 14 ). Ich połączenie przez wciskanie okazało się za słabe, zresztą traktowaliśmy to rozwiązanie jako tymczasowe. W międzyczasie wykonane zostały już wirniki odlewane (fot. 15) i te zostały zamontowane w skrzyni SP. Więcej kłopotów ze sprzęgłem hydrokinetycznym już nie mieliśmy. Na śliskiej drodze zdarzył nam się również wypadek. Wskutek poślizgu samochód zjechał do rowu i przewrócił się 35

12 (fot. 16 ). O dziwo, mimo, że w kabinie znajdowały się 4 osoby nic się nikomu nie stało. Trzeba było odholować samochód po postawieniu na koła do naprawy. W sumie w czasie badań trakcyjnych przejechaliśmy Starem 66 ze skrzynią SP łącznie ponad 30 tys. km i w 1962 r. badania te zakończyliśmy. Fot. 13. Rok 1962, badania samochodu Star 66 ze skrzynią biegów SP. Samochód w drodze do Morskiego Oka wjeżdża w las. Fot. 14. Zniszczone w czasie badań wirniki sprzęgła hydrokinetycznego skrzyni biegów SP. Wykonane w postaci toczonych czasz aluminiowych ze wstawianymi na wcisk blaszanymi łopatkami okazały się niewystarczająco wytrzymałe. 36

13 Fot 15. Nowe wirniki sprzęgła hydrokinetycznego skrzyni biegów SP wykonane w postaci odlewów aluminiowych. 37

14 Fot. 16 a i b. Na śliskiej nawierzchni w okolicach Nowego Targu Star 66 wpadł w poślizg, wjechał do rowu i przewrócił się. Trudno w to uwierzyć, że z 4 osób, które znajdowały się w kabinie nikt nie odniósł nawet sińca. Fot. 17. Rok 1962, konferencja zorganizowana przez prof. Habicha w Katedrze Ciągników PW na temat hydromechanicznej skrzyni biegów SP. W prezydium od lewej dwóch pułkowników ( nazwiska nie zapamiętane ) i prof. Habich. W trakcie badań skrzyni SP zebraliśmy cenne doświadczenia. Ogólne, znane z literatury i własnych rozważań zalety tego rodzaju skrzyń biegów potwierdziły się, natomiast wybrany schemat kinematyczny skrzyni SP wykazał pewne wady. Dotyczyło 38

15 to zbyt dużej rozpiętości przełożeń i niekorzystnego ich rozkładu. W związku z tym Habich postanowił opracować nowy projekt hydromechanicznej skrzyni biegów. Fot. 18. Prof. Habich pokazuje egzemplarz skrzyni biegów SP uczestnikom konferencji. Poza prof. Habichem (drugi od lewej) pozostałe osoby nie rozpoznane. Fot. 19. Rok 1962, wystawiony na stoisku Katedry Ciągników na wystawie Politechnika Warszawska w służbie Gospodarki Narodowej egzemplarz prototypu Ciągnika rolniczego EH 4x4, obok stoi prof. Edward Habich. 39

16 Fot. 20. Egzemplarz skrzynki przekładniowej SP w zespole z silnikiem spalinowym pokazany na wystawie. Fot. 21. Prof. Habich pokazuje i objaśnia ówczesnemu Premierowi Piotrowi Jaroszewiczowi ( drugi od lewej) wystawione eksponaty Katedry Ciągników. Trzeci od lewej prof. Ignacy Brach. 40

17 Fot. 22. Prof. Habich na stoisku Katedry Ciągników na Wystawie. Drugi od prawej ówczesny Rektor Politechniki Warszawskiej prof. Jerzy Bukowski. W 1962 r. odbyła się w Katedrze Ciągników konferencja zorganizowana przez Habicha. Zaproszeni zostali na nią przedstawiciele wojska ( fot. 17 ) i Habich przedstawił podsumowanie dotychczasowych wyników prac nad hydromechaniczną skrzynią biegów pokazując również wykonany egzemplarz (fot. 18 ). Następnie złożył propozycję, aby korzystając z zebranych doświadczeń wykonać prototyp skrzyni biegów oparty na nowym schemacie. Uznano, że wyniki są pozytywne i że należy prowadzić prace nadal, w tym również w kierunku zastosowań skrzyni w samochodach cywilnych. W 1962 r. została także zorganizowana na Politechnice Warszawskiej w Gmachu Głównym wystawa pt. Politechnika Warszawska w służbie Gospodarki Narodowej. Na wystawie tej dość obszerne stoisko było poświęcone wynikom prac Katedry Ciągników PW i przedstawiono na nim między innymi prototyp ciągnika EH 4x4 (fot. 19) i skrzyni biegów SP w zespole z silnikiem spalinowym (fot. 20). Stoisko odwiedzili liczni przedstawiciele władz rządowych z ówczesnym premierem Piotrem Jaroszewiczem (fot. 21) i władze Politechniki z Rektorem prof. Jerzym Bukowskim (fot. 22). 3. Skrzynia biegów PA W 1962 r. w Katedrze Ciągników rozpoczęły się prace nad nową hydromechaniczną skrzynią biegów. Zaczęło się od dyskusji nad możliwymi schematami przedstawionymi przez prof. Habicha i Michała Paszkowskiego. Ostatecznie Habich zdecydował, że będzie realizowany jego schemat. Na tej podstawie Michał Paszkowski, Andrzej Górny, Zbigniew Szydelski i Zdzisław Tomczyński opracowali rysunki konstrukcyjne skrzyni biegów oznaczonej PA. W 1963 r. Habich zgłosił do opatentowania schemat tej skrzyni i otrzymał patent nr (fot. 23). Części skrzyni wykonała FSC Starachowice i tam 41

18 też przy współpracy Andrzeja Górnego zostały zmontowane i następnie przywiezione do Katedry 2 egzemplarze prototypów. Tu skrzynia PA przeszła najpierw badania stanowiskowe (fot. 24) po czym jeden egzemplarz został zamontowany w samochodzie ciężarowym Star 27 wyposażonym w silnik wysokoprężny S530 o mocy 100 KM. Najpierw przeprowadziliśmy badania trakcyjne z wykorzystaniem przyrządu z tzw. piątym kołem (fot. 25), a następnie badania drogowe częściowo na drogach górskich w Bieszczadach (fot. 26) i Tatrach (fot. 27). Wyniki badań były pozytywne i zakończyliśmy je w 1964 r. przekazując samochód ze skrzynią PA do FSC w Starachowicach. Fot. 23. Schemat kinematyczny planetarnej skrzyni biegów do pojazdów mechanicznych według rysunku z patentu nr Edwarda Habicha: 1 - wał wejściowy, 2- wał wyjściowy, 3- sprzęgło hydrokinetyczne, 4, 5 i 6- szeregi planetarne, 7, 8, 9 i 10- hamulce taśmowe, 11, 12, 13 i 14- sprzęgła wielopłytkowe, 15- wolne koło. Włączane na poszczególnych biegach są następujące elementy cierne: I - hamulce 7, 8 i 9, IIhamulce 8 i 10, sprzęgło 13, III - hamulec 8,sprzęgła 13 i 14, IV - hamulce 9 i 10, sprzęgło 11, V - hamulec 10, sprzęgła 11 i 12, VI - sprzęgła 11, 12 i 13, wsteczny - hamulce 7 i 10, sprzęgło 12. Fot. 24. Badania stanowiskowe prototypu skrzyni PA. Skrzynia była napędzana silnikiem elektrycznym z pomiarem momentu obrotowego na wejściu. 42

19 Fot. 25. Badania trakcyjne samochodu Star 27 ze skrzynią PA za pomocą przyrządu z tak zwanym piątym kołem. Fot. 26. Rok 1963 badania drogowe samochodu Star 27 ze skrzynią PA w Bieszczadach. Przy samochodzie od lewej Zdzisław Tomczyński i Wiesław Klingbajl. 43

20 Fot. 27. Badania drogowe samochodu Star 27 ze skrzynią PA w Tatrach, tu w okolicy Morskiego Oka. Fot. 28. Rok 1964 badania trakcyjne autobusu SAN H30 ze skrzynią biegów PA i silnikiem S530. W 1964 r. Fabryka Autobusów w Sanoku przekazała Katedrze Ciągników do badań ze skrzynią PA autobus SAN H30 z silnikiem wysokoprężnym S530. Po wymontowaniu fabrycznej skrzyni biegów założyliśmy skrzynię PA. Mieliśmy tu trochę kłopotów z mechanizmem przełączania biegów, gdyż między skrzynią PA zblokowaną z silnikiem 44

21 umieszczonym z tyłu autobusu i kabiną kierowcy była dość spora odległość. Udało nam się nabyć oryginalną, długą linkę Bowdena od francuskiego autobusu Chausson. Była ona bardzo starannie wykonana, wewnętrzna linka poruszała się w zewnętrznym pancerzu za pośrednictwem układu kulek, dzięki czemu ruch jej odbywał się z bardzo małymi oporami. Za pomocą tej linki połączyliśmy dźwignię zmiany biegów umieszczoną na desce rozdzielczej z mechanizmem na skrzyni PA. Do badań trakcyjnych autobus został wyposażony w urządzenie z piątym kołem (fot. 28), prądniczkę tachometryczną do pomiaru prędkości obrotowej silnika (fot. 29) i odpowiednie wskaźniki przy tablicy rozdzielczej (fot. 30). Przeprowadzone badania dały dobre wyniki i następnie przez kilka lat eksploatowaliśmy autobus jeżdżąc między innymi na różne sympozja i konferencje. Przejechaliśmy łącznie ponad 30 tys. km, po czym przekazaliśmy autobus z powrotem do Fabryki w Sanoku. Fot. 29. Badania autobusu SAN H30 ze skrzynią biegów PA. Zainstalowana prądniczka tachometryczna na wale silnika. Jak widać jest to model autobusu SAN z silnikiem z tyłu, ale umieszczonym wzdłużnie. Fot. 30. Tablica rozdzielcza autobusu SAN H30 wyposażonego w skrzynię biegów PA. Widoczny wskaźnik prędkości obrotowej silnika i dźwigienka zmiany biegów. 45

22 W 1964 r. prof. Habich zorganizował w Katedrze konferencję z zaproszonymi przedstawicielami Szefostwa Służb Samochodowych MON, na której przedstawił wyniki dotychczasowych prac nad skrzynią PA. Zapadła wówczas decyzja o przygotowaniu dokumentacji skrzyni do podjęcia produkcji seryjnej. Ponadto przedstawiciele wojska zaproponowali podjęcie prób nad zastosowaniem skrzyni PA w opancerzonym transporterze SKOT i Habich podjął to zadanie. Wiązało się to z pewnymi kłopotami, jakie nastręczała w eksploatacji fabryczna skrzynia biegów tego pojazdu. Mimo, że ten produkowany w Czechosłowacji pojazd był dobrze opisany w zagranicznych pismach sprawę objęto bardzo ścisłą tajemnicą. Nie wolno nam było w żadnych dokumentach pisanych wymieniać słowa SKOT, a jedynie pojazd terenowy. Najpierw wojsko przekazało nam do badań fabryczną skrzynię biegów marki PRAGA stosowaną w SKOCIE. Fot. 31. Rok 1964, badania stanowiskowe fabrycznej czechosłowackiej skrzyni biegów marki PRAGA stosowanej w transporterze opancerzonym SKOT : 1- silnik elektryczny dynamometryczny, 2- skrzynia biegów PRAGA. Nasze badania stanowiskowe (fot. 31) wykazały, że rzeczywiście przełączanie biegów w skrzyni PRAGA jest kłopotliwe. Ponadto skrzynia ma duże opory własne i nadmiernie grzeje się. Następnie zamontowaliśmy naszą skrzynie PA do SKOTA i odbyły się badania trakcyjne na poligonie w Sulejówku. SKOTEM kierował nasz pracownik Stanisław Samek, a w jazdach brał udział również Habich. Obserwowałem te badania towarzysząc delegacji Czechosłowackiej, która przybyła specjalnie do Polski w celu zapoznania się z wynikami zastosowania skrzyni PA w ich pojeździe. Byli zaskoczeni łatwością operowania skrzynią PA. Ponadto nie występowało nadmierne grzanie się skrzyni biegów PA. Niestety nie zezwolono mi na wykonanie fotografii SKOTA jeżdżącego ze skrzynią PA. 46

23 4. Zakończenie prac nad hydromechaniczną skrzynia biegów Fot. 32. Rok. 1967, planowana produkcja w WSK Kalisz hydromechanicznych skrzyń biegów w 5 wersjach. Pozytywne wyniki badań prototypów skrzyni biegów PA spowodowały podjęcie przez Zjednoczenie Przemysłu Motoryzacyjnego Polmo decyzji o uruchomieniu jej produkcji seryjnej. Jako producent została wytypowana WSK Kalisz i w 1965 r. rozpoczęła się współpraca Katedry z tą Wytwórnią przy opracowywaniu dokumentacji dla pierwszej serii. Ze strony WSK przyjeżdżała do Katedry cała ekipa pracowników i wspólnie z Andrzejem Górnym, Janem Olechowiczem, Michałem Paszkowskim, Bogumiłem Szwabikiem i Zdzisławem Tomczyńskim opracowywała rysunki. Plany były 47

24 zakrojone na szeroką skalę, przewidywano produkcję 5 wersji skrzyń biegów dla samochodów: Star 27, Star 66, Skot, autobus Jelcz i autobus SAN ( fot. 32) i dla wersji tych opracowano dokumentację. WSK zaczęła nawet już wykonywać pierwsze części do skrzynki, kiedy otrzymała propozycję uruchomienia produkcji licencyjnej dla firmy Henschel, którą uznała za korzystniejszą i w związku z tym zaniechała dalszych prac nad skrzynką PA. Nastąpiły również zmiany organizacyjne na Wydziale SiMR PW, powstał Instytut Pojazdów w którym znalazła się Katedra Ciągników przekształcona w Zespół Dydaktyczny Ciągników. Część pracowników, w tym Michał Paszkowski przeszła do Przemysłowego Instytutu Motoryzacji. Wraz z nim przeniosły się do tego Instytutu dalsze prace nad rozwojem hydromechanicznych skrzyń biegów, Nadal współpracowali przy tym pracownicy Instytutu Pojazdów: Andrzej Górny, Zdzisław Tomczyński i Zbigniew Szydelski. Efektem były projekty kilku wersji 5-cio biegowych i 3-y biegowych skrzyń ze sprzęgłami hydrokinetycznymi bądź przekładniami hydrokinetycznymi przeznaczonymi dla autobusów. Wykonane zostały dwa prototypy wersji 3-y biegowej z przekładniami hydrokinetycznymi wyposażone w elektronicznohydrauliczne układy zmiany biegów z możliwością wyboru sterowania ręcznego bądź automatycznego. Jeden został przekazany do autobusu miejskiego do Sanoka, a drugi do MZK w Warszawie. Wyniki badań eksploatacyjnych były bardzo dobre. Fot. 33. Jedna z wersji hydromechanicznej skrzyni biegów dla autobusów opracowanej w PIMOT przez Michała Paszkowskiego i Zdzisława Tomczyńskiego w 1974 r. jako kontynuacja prac nad skrzynią PA. Niestety polski przemysł nastawił się wówczas na produkcję licencyjną i przerwano kontynuację tych prac. Nie zachowały się wykonane prototypy tych skrzyń biegów, a z dokumentacji zdołałem odzyskać tylko rysunek zestawieniowy jednej z ostatnich wersji 48

25 oznaczonej symbolem PB (fot. 33). Jest tu już blokowana sprzęgłem wielopłytkowym przekładnia hydrokinetyczna i wszystkie elementy cierne wykonane w postaci sprzęgieł wielopłytkowych, a więc tak, jak się to robi do dzisiaj. Niestety, tak jak wiele dobrych krajowych rozwiązań pozytywne wyniki zainicjowanych przez prof. Habicha prac nad hydromechanicznymi skrzyniami biegów nie zostały wykorzystane w samochodach. Natomiast zebrane doświadczenia pozwoliły nam na zaprojektowanie hydromechanicznych skrzyń biegów do wózków widłowych. Szczególnie owocna była współpraca z Gliwickimi Zakładami Urządzeń Transportowych ZREMB na podstawie, której uruchomiona została seryjna produkcja wózków widłowych GPW2500 i T200 i małej ładowarki Gł-120 (Kameleon) wyposażonych w hydromechaniczne skrzynie biegów zaprojektowane przez nas. Wózki te były produkowane przez wiele lat i są w użyciu do dzisiaj. Literatura: [1] Habich E.: Planetarna skrzynia biegów do pojazdów mechanicznych. Patent nr zgłoszony w 1963 r.. [2] Górny A., Szydelski Z.: Automatyzacja hydromechanicznej skrzyni biegów. Technika Motoryzacyjna nr /79. [3] Szydelski Z.: Przekladnia hydrokinetyczna do wózków widłowych. Przegląd Mechaniczny nr 24/85. [4] Szydelski Z.: Mała ładowarka kołowa do mechanizacji prac ziemnych. Przegląd Mechaniczny nr. 16/87. [5] Żebrowski Z.: Hydromechaniczna skrzynia biegów PA. Przegląd Mechaniczny Nr. 10/ Streszczenie Artykuł jest poświęcony historii opracowania konstrukcji, wykonania prototypów i badań hydromechanicznej skrzyni biegów dla samochodów terenowych i autobusów. Prace te były prowadzone w latach na zlecenie Szefostwa Służby Samochodowej MON przez pracowników Katedry Ciągników Politechniki Warszawskiej pod kierunkiem prof. Edwarda Habicha. Doprowadziły do wykonania prototypów 6-cio biegowych planetarnych skrzyń biegów typ SP i PA ze sprzęgłami hydrokinetycznymi, przebadanych następnie na samochodzie terenowym STAR 66, ciężarowym STAR 27, autobusie SAN H30 i transporterze opancerzonym SKOT. Wyniki badań były pozytywne co spowodowało w 1965 r. podjęcie decyzji przez Zjednoczenie Przemysłu Motoryzacyjnego POLMO o uruchomieniu produkcji seryjnej tych skrzyń biegów przez WSK Kalisz. Niestety nadszedł okres przestawiania się polskiego przemysłu na licencje i produkcji tej zaniechano. Zbudowane zostały jeszcze przez PIMOT prototypy 3-y biegowych tego typu skrzyń z przekładniami hydrokinetycznymi dla autobusów jako kontynuacja prac na skrzyniami PA i przebadano je na autobusach miejskich ale i tym razem na prototypach się skończyło. Słowa kluczowe: hydromechaniczna skrzynia biegów, przekładnia hydrokinetyczna, sprzęgło hydrokinetyczne, STAR 66, STAR 27, SAN H30, SKOT 49

26 EDWARD HABICH S HYDROMECHANICAL TRANSMISSION FOR OFF-ROAD VEHICLES AND BUSES Abstract Paper presents the overview of development, design process, prototyping, engineering and testing of hydro-mechanical transmission for off-road vehicles and busses. The research was carried out between at the request of the command of Służba Samochodowa of Ministry of National Defence, by the employees of the Department of Tractors, Warsaw University of Technology, under the auspices of prof. Edward Habich. This led to manufacturing the prototype of six geared planetary gearbox type SP and PA with hydrokinetic clutches. These were examined in STAR 66 off-road vehicle, Start 27 truck, SAN H30 bus and armored transporter SKOT. The results were positive which resulted in the 1965 decision by the Association of Automotive Industry POLMO to launch mass production of these gearboxes by WSK Kalisz. Unfortunately, due to the trend in Polish Industry for production licenses, the processes of production was abandoned. Another prototypes of three geared transmission with hydrokinetic clutches for buses were constructed at PIMOT, as a continuation of the previous research. Prototypes were examined in city buses, but this time they never ended up in mass production. Keywords: hydro-mechanic transmission, gearbox, fluid clutch, STAR 66, STAR 27, SAN H30 SKOT 50