Если автогрейдер движется в транспортном режиме на большой скорости, то общее сопротивление движению складывается из сопротивления качению, включающего трение шин о дорогу, и силы на деформацию дороги, а также сопротивление воздуха. В рабочем режиме автогрейдера общее сопротивление составляется из сопротивления грунта резанию, сопротивления трения перемещаемого грунта по стальному отвалу и грунту, а также сопротивления качению. Величины указанных сопротивлений зависят от общей массы автогрейдера, типа и состояния поверхности дороги, типа и давления в шинах и др. Так, например, резко увеличивается общее сопротивление движению при разгоне машины, преодолении крутых подъемов, упоре отвалом в труднопреодолимое препятствие.
Двигатель автогрейдера с помощью трансмиссии создает на ведущих колесах 3 окружную силу Рк (рис. 6, б), которая благодаря силе сцепления шин с опорной поверхностью дороги, в свою очередь, вызывает равную и противоположно направленную ей силу тяги Тк. Эта сила, возникшая на всех ведущих колесах, определяет общую силу Т (см. рис. 6,а), являющуюся движущей силой машины. Для движения автогрейдера необходимо, чтобы общая сила тяги превосходила величину силы общего сопротивления.

При различных режимах работы автогрейдера необходимо изменять силу тяги в очень широком диапазоне, достигающем о-г-10 раз.

Движение автогрейдера обеспечивается вращением ведущего колеса вокруг оси за счет силы Рк, приложенной на расстоянии RK, которое представляет собой плечо силы и называется радиусом качения колеса (см. рис. 6,6). Произведение силы на плечо называют моментом силы, а момент силы, под действием которого тело вращается, называется крутящим моментом.

Обозначив крутящий момент на колесе через Мк и зная радиус качения колеса RK, определим величину этого момента: MK=PKRK. Учитывая, что РК=ТК, можно определить величину силы тяги на колесе.

Радиус качения колеса RK практически постоянен, следовательно, изменение силы тяги возможно только за счет изменения крутящего момента Мк на ведущем колесе, подводимого к нему от двигателя автогрейдера.

Двигатель автогрейдера развивает определенную мощность, которая передается ведущим колесам. Эта мощность представляет собой произведение крутящего момента Мк на скорость вращения колес пк. Поскольку мощность двигателя ограничена, то, например, яри необходимости увеличения крутящего момента скорость вращения колес одновременно должна быть уменьшена и наоборот.

Это обстоятельство вызывает необходимость применения в автогрейдерах между двигателем и ведущими колесами преобразователя (трансмиссии).

Основным назначением трансмисии является передача и увеличение крутящего момента двигателя на ведущие колеса, а также изменение скорости вращения ведущих колес.

В качестве преобразователя крутящего момента двигателя в трансмиссиях автогрейдеров используются зубчатые передачи. Изменение крутящего момента и скорости вращения зубчатой передачей производится ступенчато вследствие различных соотношений чисел зубьев парных шестерен. На рис. 7 показана зубчатая передача, включающая два параллельных вала с закрепленными на них шестернями, имеющими соответственно число зубьев. Шестерня (Zx) ведущая, а шестерня (Z2) ведомая. Отношение числа зубьев ведомой шестерни к числу зубьев ведущей называют передаточным числом зубчатой передачи.

Для случая когда Zx равно Z2, передаточное число равно единице, крутящий момент и обороты на валах равны. Если Z% меньше Z2, передаточное число больше единицы, крутящий момент на валу больше, а обороты вала меньше (замедляющая передача). Когда Zx больше Z2, передача ускоряющая, момент на валу меньше, а обороты вала больше. Таким образом, с помощью подбора передаточных чисел зубчатых передач можно ступенчато обеспечить необходимый диапазон изменения крутящего момента и скорости.

Тпансмиссия автогрейдера включает в себя все узлы и агрегаты, педовательно передающие крутящий момент от коленчатого вала двигателя ведущим колесам (см. рис. 3 и 4). На автогрейдерах устанавливаются механические и гидромеханические трансмиссии. Механическая трансмиссия состоит из муфты сцепления коробки передач, ведущих мостов. К трансмиссии относятся также дополнительные редукторы и карданная передача.

Механические трансмиссии имеют простую конструкцию и высокую надежность в работе. Однако механические ступенчатые трансмиссии обладают и рядом недостатков. Для улучшения использования мощности двигателя обычно увеличивают число передач трансмиссии до 6—8, что усложняет конструкцию коробок передач и затрудняет управление машиной. Наличие в коробке передач значительного числа пар сменных шестерен, отличающихся передаточными числами, создает затруднение для машиниста при выборе нужной передачи, особенно в условиях резко переменных сопротивлений движению, и приводит к необходимости частого переключения передач.

Рис. 7. Зубчатая передача:
1 — ведущая шестерня, 2, 4 — валы, 3 — ведомая шестерня; п1, п2 — скорости вращения

Рис. 8. Схема гидротрансформатора: 1 — коленчатый вал двигателя, 2 — насос, 3 — реактор, 4 — вал турбины, 5 — турбина

Гидромеханическая трансмиссия по составу отличается от механической тем, что у нее вместо муфты сцепления устанавливается гидротрансформатор.

Гидротрансформатор (рис. 8) состоит из трех колес, снабженных лопатками, между которыми протекает рабочая жидкость — масло. Колесо, соединенное с коленчатым валом двигателя, называют насосом. Колесо, вал которого передает выходной момент из гидротрансформатора, называется турбиной. Колесо, закрепленное неподвижно, называется реактором.

Лопатки вращающегося насоса отбрысывают масло в сторону турбины, увлекая ее вслед за насосом. Из турбины масло за счет определенного наклона лопаток выходит в направлении, обратном вращению насоса, и ударяется о неподвижные лопатки реактора. В результате удара создается ответная сила (реакция) потока на турбину. Таким образом турбина вращается под действием крутящего момента двигателя, передаваемого ей потоком жидкости от насоса, а также дополнительной силы от реактора. Следовательно, на выходном валу гидротрансформатора можно получить крутящий момент больше момента двигателя. Однако при увеличении крутящего момента на турбине по сравнению с моментом на насосе скорость вращения турбины уменьшается, подобно тому как в механической зубчатой передаче увеличение крутящего момента на ведомом валу достигается за счет уменьшения его скорости.

Свойства гидротрансформатора позволяют автоматически и бесступенчато в широком диапазоне изменять крутящий момент или силу тяги, а также скорость автогрейдера в зависимости от общего сопротивления движению. Это, в свою очередь, дает возможность сократить число ступеней в коробке передач при обеспечении необходимого диапазона силы тяги и скорости.

При работе гидротрансформатора число оборотов турбины всегда меньше числа оборотов насоса. Это явление называется скольжением, которое увеличивается с увеличением сопротивления на валу турбины. Скольжение служит причиной потери энергии и определяет коэффициент полезного действия (КПД) гидротрансформатора. При нормальном скольжении КПД составляет 0,8—0,85 и при увеличении скольжения резко падает. При максимальной загрузке, когда вал турбины остановится (частота врещения равна нулю), т. е. будет полное скольжение, КПД равен нулю, хотя на валу турбины развивается максимальный крутящий момент.

Отношение крутящего момента на полностью застопоренном валу турбины к крутящему моменту на валу насоса (двигателя) называется коэффициентом трансформации. Этот коэффициент составляет 2,75-1-3,5 и определяет диапазон бесступеначатого изменения силы тяги на ведущих колесах в пределах одной ступени коробки передач.

Гидромеханические трансмиссии обеспечивают облегчение условий труда машиниста, повышение тяговых свойств и проходимости автогрейдера. Все это обусловливает повышение производительности машины при выполнении земляных работ. Кроме того, наличие гидротрансформатора смягчает резкие нагрузки на трансмиссию, повышая тем самым ее надежность.