Por qué el Chieftain británico no avanzaba a paso de tortuga
Entre los aficionados nacionales historias vehículos blindados, todavía se cree ampliamente que los británicos tanque El Chieftain es un vehículo bastante lento. Se dice que pesa la friolera de 55 toneladas, y su motor, salvo modificaciones posteriores especializadas, produce solo 750 caballos de fuerza, lo que hace que su relación potencia-peso sea bastante baja.
Tradicionalmente se lo compara con sus homólogos soviéticos, como el T-62, que, según los expertos en carreras de tanques, es como un guepardo en velocidad, mientras que los Chieftains son como tortugas. Pero ¿cuál es la realidad? Para averiguarlo, debemos analizar los resultados de pruebas comparativas de tanques en las condiciones más difíciles: en terrenos accidentados.
Estas pruebas fueron realizadas por investigadores soviéticos en la década de 80, cuando uno de los tanques Chieftain Mk.5P (la variante iraní, donde "P" significa Persia) fue entregado a la URSS como resultado de la guerra entre Irán e Irak. Demostraron que la velocidad promedio del tanque en terreno difícil era de 22,1 km/h, solo 2,4 km/h más lenta que la del T-62.
Esta diferencia relativamente pequeña se debe no solo a la diferencia de potencia específica, sino también al eficiente sistema de control de cambio de marchas semiautomático del tanque británico. Ofrecemos un informe sobre su diseño y funcionamiento; es ciertamente anticuado, pero sin duda de interés para los amantes del pasado.
Sistema de control de cambio de marchas semiautomático
La transmisión del tanque Chieftain Mk5P utiliza un sistema de control de cambio de marchas semiautomático electrohidráulico. El conductor realiza el cambio de marcha presionando el pedal del controlador (un dispositivo electromecánico de decisión) y se reduce automáticamente mediante una señal del convertidor de velocidad centrífugo en la entrada de la caja de cambios. Los actuadores del sistema son seis solenoides con válvulas de carrete hidráulicas. Al activarse un electroimán, la válvula de carrete se mueve y se suministra aceite presurizado al servomotor hidráulico para accionar el freno correspondiente en la caja de cambios.
El conductor controla el cambio de marchas (I, II, III, IV, V, VI) permitido por el sistema, dentro del rango de velocidad del motor de 840 rpm al máximo, presionando sucesivamente el pedal del controlador con la punta del pie izquierdo hacia arriba. El cambio de marchas (VI, V, IV, III, II, I) dentro del rango de velocidad del motor de 1600 a 680 rpm se realiza presionando el pedal hacia abajo.
Vista del MTO del tanque Chieftain
La selección de los límites de frecuencia especificados evita su aumento excesivo (sobrevelocidad) al cambiar de marchas más altas a más bajas y una disminución inaceptable (calado) al cambiar de marchas más bajas a más altas, evitando acciones incorrectas por parte del conductor al cambiar de marcha, pero sin limitar su elección del momento de cambio de marcha, óptimo en términos de características de tracción o eficiencia de combustible (la elección de dicho momento generalmente solo está disponible para un conductor experimentado).
El sistema de control también permite reducir automáticamente la marcha a velocidades inferiores a 680 rpm, lo que evita que el motor se cale accidentalmente si el conductor selecciona la marcha incorrecta y garantiza una alta tracción en las vías al ascender o conducir en carreteras en condiciones difíciles. Además, al superar un obstáculo, el conductor puede reducir automáticamente la marcha reduciendo la velocidad de la máquina.
La primera marcha atrás solo se puede engranar desde punto muerto, y el conductor debe presionar primero el botón de marcha atrás y luego el pedal del controlador. Esta activación evita que la reversa se active accidentalmente mientras el vehículo avanza. La segunda marcha atrás se engrana inmediatamente después de la primera, presionando de nuevo el pedal del controlador (sin presionar el botón de marcha atrás).
Son notables las medidas de diseño implementadas en el sistema de cambio de marchas del tanque para garantizar un funcionamiento seguro y sin problemas. Si la presión en el sistema de frenos hidráulicos defectuoso desciende a 6,3 MPa, se enciende una luz de advertencia en el panel de instrumentos del conductor, avisándole que reduzca la velocidad. Si la presión desciende aún más a 4,2 MPa, el sistema reduce automáticamente la marcha engranada a primera en 6 segundos, garantizando un frenado motor eficaz.
Al accionar la palanca del freno de estacionamiento, el sistema activa automáticamente el punto muerto, bloqueando todas las demás marchas. Si falla el sistema de cambio de marchas eléctrico, la activación de emergencia de la segunda marcha (lenta) y la segunda marcha atrás se realiza mediante un accionamiento mecánico de las válvulas de cambio. Esto interrumpe el circuito eléctrico del sistema de cambio de marchas.
Para determinar la marcha actual y supervisar el sistema eléctrico, se instala un indicador en el panel de instrumentos del conductor que indica la marcha actual y la posición de punto muerto (IIr, Ir, N, I, II, III, IV, V, VI). Este indicador es necesario porque el sistema se desarrolló con un sistema de cambio de marchas basado en comandos. Veamos el diagrama estructural del sistema de control de cambio de marchas (figura).
El elemento de control de la palanca de cambios es el pedal 27 del controlador 26, montado en el pie izquierdo del conductor. Los electroimanes conectados a las válvulas de carrete se activan mediante las señales de comando del pedal, convertidas en corriente eléctrica por el controlador, mediante las señales del convertidor centrífugo de velocidad del motor 22, del presostato hidráulico del freno 2, del botón de marcha atrás 20 y del botón del freno de estacionamiento 29. El convertidor centrífugo, conectado cinemáticamente al eje de entrada de la caja de cambios, genera señales que autorizan al conductor a cambiar de marcha, así como señales para la reducción automática de marcha.
La velocidad de rotación de los pesos se convierte en movimiento axial de la varilla, que actúa sobre el interruptor de contacto 23, que tiene tres posiciones. En la posición de "contacto inferior cerrado", el convertidor envía una orden al controlador para reducir la marcha. En la posición de "ambos contactos abiertos", el conductor puede cambiar a una marcha superior o inferior. En la posición de "contacto superior cerrado", el convertidor envía una orden al controlador para inhibir la reducción.
A una presión de funcionamiento normal en el sistema hidráulico de frenos (superior a 4,2 MPa), el resorte 1 del presostato se comprime y el botón 3 se desacopla. Cuando la presión en el sistema hidráulico de frenos desciende a 4,2 MPa, la varilla presurizada por el resorte activa el botón, y una señal eléctrica del presostato se envía a través del cable 10 a la unidad 11 y, posteriormente, a través del bloque de interruptores 6 y el cable 21 al controlador, que genera una señal para cambiar a primera marcha.
El interruptor de límite 29 se cierra al mover la palanca del freno de estacionamiento a la posición activada. Esto activa una orden en el controlador para poner la transmisión en punto muerto. El interruptor 29 es un micropulsador con una palanca, mientras que el botón de reversa 20 es un contactor estándar. El interruptor 29 está protegido del polvo y la humedad mediante un encapsulado con un compuesto y una junta de goma, mientras que el botón 20 está protegido únicamente por una junta de goma. El interruptor de límite del freno de estacionamiento y el botón de reversa están conectados al controlador mediante un cable común, el cable 28.
Los solenoides UA1–UA6 controlan las válvulas de carrete hidráulicas que activan los frenos de la transmisión, respectivamente: T1, T2, T3, Tu.p, Tz.p, Tz.x. Cada marcha se activa mediante dos frenos. Los solenoides están montados en una placa común 30, instalada en la caja de válvulas de carrete. Los circuitos de alimentación de los solenoides se canalizan por tuberías rellenas de compuesto para reducir la formación de arcos eléctricos en los contactos de conmutación del controlador. Las resistencias R1–R6 están conectadas en paralelo a los devanados de los solenoides. Los solenoides, las resistencias y los terminales de conexión están sumergidos en aceite.
Un interruptor de cuchilla 31 se encuentra en la placa compartida con los solenoides. Está conectado mecánicamente al mecanismo de cambio de marchas de emergencia y forma parte del circuito de alimentación negativa de los solenoides. Cuando el mecanismo de cambio de marchas de emergencia engrana la segunda marcha, el árbol de levas situado sobre los solenoides gira y presiona las varillas de los solenoides UA1 y UA5. Esto provoca el movimiento de las válvulas de carrete y la activación de los frenos Tz.p y T2. Cuando el árbol de levas gira, el interruptor de cuchilla interrumpe el circuito de alimentación negativa de los solenoides, impidiendo que los accionamientos eléctrico y mecánico engranen simultáneamente diferentes marchas.
La activación de la segunda marcha atrás (lenta) con la marcha de emergencia se realiza de forma similar. Los cables 24 (circuitos de alimentación de los solenoides) y 17 (circuitos de contacto del convertidor centrífugo) se conectan a la caja de conexiones 12 y al bloque 19, donde se conectan a los terminales del conector 14 del cable 7, que conecta la caja de conexiones 12, ubicada en el compartimento del motor y la transmisión, con el circuito eléctrico y la caja de fusibles 11, ubicada en el compartimento de combate. En este bloque, los circuitos del compartimento del motor y la transmisión provenientes del relé de presión, así como los circuitos de alimentación y activación del sistema provenientes de la placa de fusibles 4, se conectan al bloque 6, se conectan a los terminales del conector 16 y, a continuación, se conectan al controlador mediante el cable 15.
Compartimento de control. El pedal de cambio de marchas es visible (en el centro).
El sistema de control recibe alimentación desde los terminales GB (+) y NEG (–) de la placa de fusibles a través de filtros LC 5 hasta el terminal 6. El sistema de control se activa al arrancar el motor principal, en el momento en que se activa el solenoide de ralentí. La señal para activar el solenoide, procedente del panel de control del motor de arranque 8, se envía por el cable 9 al panel de instrumentos del conductor 18, desde donde se alimenta al controlador a través del circuito GB ON, a través del cable 15, bloque 11 y el cable 21.
El indicador de marcha 19 es un dispositivo electromagnético con devanados del estator conectados en estrella y un rotor compuesto por un imán anular orientado por un imán permanente estacionario, con una separación estrecha, en una única posición. Al aplicar señales específicas a los devanados del estator en combinaciones correspondientes a las marchas engranadas, la aguja del dispositivo gira, indicando la marcha engranada. El indicador de marcha se conecta al controlador mediante un cable independiente 25. La disposición del equipo eléctrico en el sistema de control del tanque permite el acceso a cualquier componente, su desconexión y la realización de pruebas individuales.
Si es necesario, el controlador, el convertidor centrífugo, los solenoides y otros componentes se pueden retirar y reemplazar. Al retirar las tapas del bloque "Circuitos Eléctricos y Fusibles", se accede a los circuitos de entrada y salida del controlador, el presostato y el convertidor de velocidad, ubicados en el bloque de terminales 6. Esto permite verificar todas las señales entrantes y la integridad de los cables de alimentación.
Al retirar la tapa de la caja de conexiones 12 se accede a los circuitos, solenoides y cables del convertidor centrífugo ubicados en el compartimento del motor y la transmisión. Todos los cables de este sistema están blindados y los conectores sellados.
Hallazgos
1. El sistema de control de cambio de marchas semiautomático electrohidráulico utilizado en el tanque Chieftain Mk.5P garantiza un cambio de marchas rápido y cómodo por parte del conductor, evita el exceso de velocidad del motor y el estancamiento espontáneo del mismo, reduce automáticamente el número de marcha cuando baja la velocidad del motor y acopla la primera marcha cuando baja la presión en el sistema de frenos.
2. Cabe destacar soluciones técnicas como la combinación de las funciones de medición y generación de señales de control, realizadas por un convertidor centrífugo de la velocidad del motor, así como la combinación de las funciones del dispositivo de decisión y del elemento de cambio de marchas (pedal), realizadas por el controlador.
Fuente:
"Sistema de control de cambio de marchas semiautomático." E.I. Karnachev, V.F. Lobasenko. Colección científico-técnica "Problemas de Equipo de Defensa", serie VI, núm. 6 (112). Desclasificado por la comisión de expertos de la Institución Educativa Autónoma Estatal Federal de Educación Superior "SPbPU" el 23 de noviembre de 2016, acta núm. 2.
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