Belaipsnės transmisijos (CVT - Continuously Variable Transmission) traktoriuose - tai technologija, leidžianti tolygiai keisti greitį ir traukos jėgą visame diapazone. Idėja sukurti tokią transmisiją yra tokia pat sena kaip ir pats traktorius; jau 1907 m. patente pastebimos pirmosios belaiptės transmisijos užuomazgos. Vėliau, XX a. VI-VII dešimtmečiais, vyko eksperimentai su dujų turbininiais varikliais, o 1954 m. vienas iš pirmųjų prototipų buvo pristatytas vokiečių gamintojo „Schlüter“. Vėliau „Claas“ taip pat prisidėjo prie belaipčių transmisijų kūrimo.
Didelis postūmis įvyko, kai hidraulinių komponentų įmonė „Sauer-Danfoss“ pradėjo gaminti siurblius ir hidraulinius variklius, kurių diskai galėjo pasvirti 45 laipsnių kampu, nors iki tol didžiausias pasvirimo kampas siekė tik 30 laipsnių. Šis 50 proc. kampo padidinimas leido pasiekti naujas galimybes.
Šiandien žemės ūkyje naudojami traktoriai gali turėti tris skirtingos konstrukcijos belaipsnes transmisijas, kurias vienija bendras pavadinimas - CVT. Jas visas vienija tolygus, nepertraukiamas greičio ir, svarbiausia, traukos jėgos keitimas visame diapazone.
Fendt Vario: Pirmoji serijinė belaipsnė transmisija
Fendt Vario - tai pirmoji įdiegta serijinėje gamyboje ir paprasčiausia iš trijų naudojamų belaipčių transmisijų. Ji naudojama plačiausiame galios diapazone, nuo 63 kW/86 AG iki 265 kW/360 AG. Didžiausias traktoriaus su tokia transmisija (pvz., JCB 8250 Fastrac) pasiekiamas greitis - 65 km/val. Ši transmisija montuojama į AGCO Challenger, Fendt, JCB, Massey Ferguson traktorius.
Fendt Vario transmisijos modifikacijos žymimos raidžių ir skaitmenų simboliais, nurodančiais vardinę galią, kuri gali būti perduota konkrečia transmisija. Pavyzdžiui, Vario ML 200 reiškia, kad jos bazinė konstrukcija apskaičiuota perduoti 200 kW/272 AG.
Vario transmisijoje nėra daugiadiskės šlapiojo tipo sankabos, išskyrus vienintelę sankabą, skirtą priekiniam (4WD) tiltui įjungti. Hidrostatinio kontūro tiekėjas - kompanija „Sauer-Danfoss“. Visose Vario transmisijose, išskyrus modifikacijas ML200/260, yra po vieną kintamo debito ašinį-stūmoklinį siurblį (q = 120 cm3) ir analogišką hidraulinį variklį (q = 120 cm3). Kompanijos „Sauer-Danfoss“ itin tiksliai pagaminto kintamo debito siurblio disko pasvirimo kampas gali kisti nuo +30 iki -45 laipsnių. Vienam ar dviem hidrauliniams varikliams disko pasvirimo kampas yra mažesnis: nuo 0 iki -45 laipsnių. Tai leidžia pasiekti 0,02-30/40/50/60 km/val. greitį pirmyn ir 0,02-37/38/40 km/val. atgal.
Išskirtinė Fendt Vario transmisijos ypatybė - 4 greitėjimo laiptai, tuo tarpu 2 valdymo diapazonai yra visose belaipėse transmisijose. Greitėjimo laiptai leidžia pasirinkti norimą traktoriaus greitėjimą. Pavyzdžiui, lėčiausias I-as laiptas reikalingas tiksliai privažiuoti prie agregato, o greičiausias IV-as - dirbant transporto darbus. Šie laiptai perjungiami eigoje.
Du valdymo diapazonai analogiški esamiems kitose transmisijose. Pirmasis diapazonas skirtas sunkiems, pagrindiniams žemės ūkio darbams, prioritetą teikiant dideliam traukos jėgos perdavimui. Atitinkamai greičiai I-uoju diapazonu yra mažesni: 0,02-28 km/val. pirmyn ir 0,02-16 km/val. atgal. II-ojo diapazono paskirtis - efektyviai derinti traktoriaus greitį ir variklio sūkius. Todėl, pavyzdžiui, didžiausias greitis pasiekiamas esant mažesniems (1 500-1 900 min-1) variklio sūkių dažniams. Greičių diapazonas, įjungus II-ąjį diapazoną, yra 0,02-30/40/50/60 km/val. pirmyn ir 0,02-37/38/40 km/val. atgal. Didžiausias greitis priklauso nuo traktoriaus modifikacijos ir nustatytų kontrolerio parametrų.
Fendt Vario transmisijoje greičiai pirmyn ir atgal skiriasi, nes siurblio disko pasvirimas į priešingą pusę yra 50 proc. I-asis ir II-asis diapazonai gali būti perjungti ne tik traktoriui stovint, bet ir jam važiuojant. Tačiau perjungiant juos eigoje, nutraukiamas sukamojo judesio perdavimas pagrindinei pavarai, todėl to nepatartina daryti įkalnėje.
Kita svarbi ne tik Fendt Vario, bet ir kitų belaipčių transmisijų ypatybė - hidraulinės sankabos imitavimas, kuris patikėtas hidrostatiniam kontūrui. Įjungus šią funkciją, traktorių galima pristabdyti arba visiškai sustabdyti spaudžiant stabdžių pedalą. Tokiu būdu traktoriaus variklis neužgesinamas, neperkraunamas, o darbo metu beveik nebuksuoja varantieji ratai. Be to, esant didelei apkrovai, pajudėjimo iš vietos metu varikliui ir transmisijai neperduodamos didelės smūginės apkrovos - traktorius pajuda tolygiai. Su įjungta Turbo Clutch funkcija traktoriaus Fendt pajudėjimo iš vietos momentas sutampa su 1 250 min-1 variklio sūkių dažniu.
Dirbant sunkius darbus nerekomenduojama, kad variklio sūkiai ilgą laiką būtų žemiau 1 250 min-1 ribos, nes tai turi įtakos pastoviam hidrostatinio transmisijos kontūro apsauginio vožtuvo veikimui. Dėl tos pačios priežasties ilgiau kaip 1 minutę laikyti nuspaustą stabdžių pedalą taip pat nepatartina - paprasčiau, laikant nuspaustą stabdžių pedalą, spustelėti neutralios (N) transmisijos padėties jungiklį.
Visuose traktoriuose su belaiptėmis transmisijomis yra aktyvaus sustojimo funkcija. Ji leidžia laikinai stabtelėti, o po to sklandžiai pajudėti iš vietos. Fendt Vario turi daugiau greičio nustatymo būdų. Galima užprogramuoti ne tik norimą darbinį, apsisukimo galulaukėje, bet ir atskirus greito eigos keitimo (reverso) greičius. Jie ypač patogūs dirbant su priekiniu krautuvu.
Nors visų belaipčių transmisijų kontroleriai leidžia nustatyti ribinę variklio apkrovą (iki 30 proc.), tačiau tik Fendt Vario ją galima pačiam pasirinkti 1 proc. tikslumu, nepriklausomai nuo režimo. Ribinė variklio apkrova - prioritetinis dydis transmisijos valdymo sistemoje, todėl, dirbant sunkius žemės ūkio darbus (ariant, kultivuojant, sėjant), gali nepavykti nustatyti arba pasiekti iš anksto nustatyto pastovaus darbinio greičio. Priežastis - nustatyta per maža ribinė variklio apkrova. Pageidaujamą darbinį greitį nustatyti arba pasiekti galima tik pakeitus šią ribinę apkrovą.
Paskutinis Fendt Vario transmisijos patobulinimas susietas ne su jos hidromechaniniais komponentais, o su elektronine valdymo sistema. Priklausomai nuo apkrovos, Tractor Management System (TMS) sistema optimizuoja perdavimo skaičių transmisijoje ir derina jį su variklio sūkiais. Pasirinkus konkretų greitį, variklio sūkių dažnį siekiama išlaikyti optimaliai mažiausią.
ZF Steyr S-Matic/ZF Steyr Eccom: Antroji pagal populiarumą
ZF Steyr S-Matic/ZF Steyr Eccom - tai antroji pagal populiarumą belaipsnė transmisija, turinti daugiausia modifikacijų. Ji naudojama traktoriuose Case IH/New Holland/Steyr, Claas, Deutz-Fahr, John Deere. Bazinė ZF S-Matic transmisija panaši į Eccom, tačiau pastarosios negalima išimti iš šono. ZF Steyr S-Matic transmisija montuojama į CNH korporacijai priklausančių gamintojų traktorius.
Transmisijų ZF Steyr S-Matic/ZF Steyr Eccom modifikacijos žymimos skaitmeniniu simboliu, nurodančiu didžiausią galią, kuri gali būti perduota konkrečia transmisija.
ZF Steyr transmisija, skirtingai nei Fendt Vario, turi 4 diapazonus. Tai reiškia, kad transmisijoje yra tiek pat daugiadiskės sankabos komplektų. Pastarosios sankabos ir yra ta jungiamoji grandis su tradicinėmis dinaminėmis ar kombinuotomis transmisijomis. Viena iš priežasčių, kodėl pasirinktas toks sprendimas, siejama su mažesnį pasvirimo kampą turinčiu siurblio disku. Už perėjimo tarp gretimų diapazonų tolygumą atsakingas variklio kontroleris.
Važiavimo krypčiai keisti taip pat panaudota ne siurblio disko pasvirimas į priešingą pusę, o daugiadiskė šlapiojo tipo sankaba. Analogiškai Fendt Vario ir John Deere transmisijoms, ZF Steyr transmisijoje yra valdymo režimai, derinantys važiavimo greitį, variklio sūkius ir apkrovą: Load Control ir Eco.
John Deere IVT: Hibridinis sprendimas
John Deere IVT (Infinitely Variable Transmission) transmisijos idėja artimesnė ZF Steyr nei Fendt Vario transmisijai. Originali John Deere IVT transmisija montuojama į didesnės galios traktorių modelius 7020 ir 8030. Kaip ir ZF Steyr, transmisijoje John Deere IVT hidrostatinis kontūras derinamas su tradicine dinamine pavarų dėže. Tačiau kompanijos „John Deere“ specialistai pasirinko panašų į naudojamą Fendt Vario pavarų dėžėje „Sauer-Danfoss“ hidrostatinį komplektą.
Dėl didesnio (iki 45 laipsnių) siurblio disko pasvirimo, skirtingai nei ZF Steyr transmisijoje, John Deere IVT panaudoti ne 4, o 2 diapazonai. Šioje transmisijoje, kuri montuojama John Deere 8030 serijos traktoriuose, važiuojant į priekį yra įjungtos 4 daugiadiskės sankabos, atgal - dvi. John Deere IVT greičių diapazonas - 0,05-40/50 km/val. pirmyn ir 0,05-18 (20) km/val. atgal.
John Deere IVT belaiptėje transmisijoje yra du siurbliai/hidrauliniai varikliai: vienas kintamo debito ašinis-stūmoklinis (q = 160 cm3) ir jam analogiškas pastovaus debito (q = 160 cm3) siurblys. Pastovaus debito siurblio/hidraulinio variklio diskas visą laiką pakreiptas dideliu (45 laipsnių) kampu.
John Deere IVT turi analogišką Fendt Vario aktyvaus sustojimo funkciją, kuri čia vadinama Power Zero. Ji įjungiama trumpam (iki 10 sekundžių), ranka laikant vairo kairėje esančią svirtelę norimoje padėtyje. Tiesa, jei traktoriaus apkrova ir važiavimo greitis viršija leistinas ribas, Power Zero negalima aktyvuoti. Svirtelę laikant nuspaustą ilgiau kaip 10 sekundžių, automatiškai įjungiamas stovėjimo stabdys (P).
John Deere IVT taip pat galima stabdyti stabdžių pedalais, nenaudojant sankabos pedalo, t. y. valdyti tarsi lengvąjį automobilį su automatine pavarų dėže. John Deere IVT turi 4 padėčių automatinio transmisijos valdymo režimų jungiklį: I-oji padėtis - darbui su GTV, priekiniu krautuvu ar naudojant daug hidraulinės sistemos vartotojų, II-oji padėtis - sunkiems, didelės traukos jėgos reikalaujantiems darbams, III-ioji padėtis - lengvesniems ir transporto darbams. Pasirinkęs vieną iš šių režimų vairuotojas, atsižvelgdamas į numatomą darbą, papildomai gali pasirinkti variklio sūkių dažnį arba jo diapazoną. Išjungus transmisijos valdymo režimus, variklio sūkiai, atsižvelgiant į apkrovą, nekeičiami. Transmisijoje taip pat yra 2 valdymo režimai: pagrindiniams sunkiems darbams (L) ir transportinis (H).
Dėl saugumo, kaip ir bet kuriame kitame moderniame traktoriuje, jei vairuotojas važiavimo metu atsistoja, traktorius tuoj pat sustoja.
Bendra informacija apie transmisijas
Visų belaipčių transmisijų projektinis resursas atitinka konkretaus laiko likusių agregatų, tarp jų ir variklio, resursą: pirmosios transmisijos skaičiuotos 8-10 tūkst. moto valandų, antrojo etapo (iki 2004 m.) - iki 12 tūkst. moto valandų, naujausių - iki 15 tūkst. moto valandų. Sugedus belaiptei transmisijai, traktorių vilkti galima ne toliau kaip 8 km ir ne didesniu kaip 9-10 km/val. greičiu. Saugiausia išsikviesti specialų pervežimo transportą. Negalima paleisti traktoriaus variklio jį stumiant arba traukiant.
Hidraulinė transmisija ir pneumatinė transmisija, vadinama skysčio transmisija, yra nauja technologija, sukurta pagal skysto statinio slėgio perdavimo principą. Tai plačiai naudojama technologija pramoninėje ir žemės ūkio gamyboje. Šiais laikais skysčių perdavimo technologijos lygis tapo svarbiu šalies pramonės plėtros lygio simboliu.
Hidraulinės transmisijos taikymas yra labai stiprus, pavyzdžiui, pakrovimo ir iškrovimo krovimo mašinų hidraulinė sistema, kaip tam tikra saugojimo mašina, šiuolaikiniame sandėlyje, kad ją būtų galima naudoti tekstilės maišelių, alyvos būgnų, statinių ir kitų prekių mechanizavimo darbams atlikti. Taip pat gali būti naudojamas universalioje cilindrinėje šlifuoklio hidraulinėje sistemoje ir kitoje gamybos praktikoje. Šioms sistemoms būdinga didelė galia, didelis gamybos efektyvumas ir geras stacionarumas.
Kaip plačiai naudojama technologija, hidraulinis slėgis ateityje turi plačią perspektyvą. Toliau tobulėjant kompiuteriui, hidraulinei valdymo sistemai ir išmaniajai valdymo technologijai, kompiuterinio valdymo technologijai ir kitoms technologijoms, ji gali atlikti tam tikrą vaidmenį daugiau kartų, bet taip pat gali būti subtilesnė, lankstesnė, kad užbaigtų numatomą valdymo užduotį.
Hidraulinė transmisija turi daug išskirtinių privalumų, todėl ji yra plačiai naudojama įvairiose pramonės šakose: pramoninės plastiko apdirbimo mašinos, staklės; statybinė technika, žemės ūkio technika, automobiliai; metalurgijos mašinos, kėlimo įtaisai; potvynių vartai ir DAMS civilinei ir hidraulinei inžinerijai; elektrinės turbinų greičio reguliavimo įtaisas; denio kranai (gervės), laivapriekio durys; milžiniškas antenos valdymo įtaisas specialioms technologijoms; karinis pramoninis ginklų valdymo įtaisas.
Pagrindinis hidraulinės transmisijos principas yra naudoti slėginę alyvą kaip darbinę terpę uždarame inde, kad būtų pasiekta energijos konversija ir galios perdavimas.
Pavarų dėžių įvairovė yra gana didelė, jų konstrukcijų skirtumai taip pat nemaži. Tai vienas iš pagrindinių traktoriaus transmisijos elementų. Bet kokioje savaeigėje mašinoje transmisija perduoda variklio generuojamą galią bei sukimo momentą varytuvams, keisdama šio momento dydį ir kryptį. Keičiant perdavimo skaičių transmisijoje, galima gauti norimą varytuvams perduodamo sukimo momento dydį, t. y. priklausomai nuo apkrovos ir darbo sąlygų jį didinti arba mažinti.
Mechaninės transmisijos dėl paprastumo ir pigumo naudojamos tik nedidelės galios klasės traktoriuose (iki 160 AG pajėgumo ir 10 t bendrosios masės). Pastarojo dešimtmečio tendencija - mechanines transmisijas naudoti tik bazinės įrangos traktoriuose. Šio tipo transmisijos ir ateityje bus naudojamos mažos galios traktoriuose, ypač gaminamuose sparčiai besivystančiuose EMEA ir APAC regionuose.
Daugumoje šiuolaikinių pažangių traktorių montuojamos hidromechaninės pakopinės arba bepakopės pavarų dėžės. Šių transmisijų įvairovė rinkoje didžiausia. Tai lemia nemažas jų gamintojų skaičius: „New Holland“, „Carraro“, „Caterpillar“, „Dana“, „Fendt“, „Valtra“, „Fuji Heavy Industries“, „John Deere“, GIMA, „Same“, ZF.
Hidrostatinės transmisijos be alternatyvos naudojamos kai kuriose savaeigėse žemės ūkio mašinose, pavyzdžiui, teleskopiniuose keltuvuose, kombainuose, purkštuvuose. Traktoriuose priešingai: dėl palyginti nedidelio greičių diapazono ir mažo efektyvumo jos beveik nenaudojamos.
Pirmieji serijiniai traktoriai su lygiagretaus jungimo hibridine transmisija yra John Deere 7430 ir 7530 E Premium, pristatyti 2007 m. Tarptautinėje parodoje „Agritechnica“ Vokietijoje. Pabrėžtina, kad traktoriuose, skirtingai nei automobiliuose montuojamose mini hibridinėse sistemose, tarp variklio ir transmisijos įrengtas generatorius nenaudojamas paleidžiant variklį ir kaip variklio sukimo momento stiprintuvas. Nenaudojamas ir rekuperacinis darbo režimas.
Dyzelinėse-elektrinėse arba nuoseklaus jungimo hibridinėse transmisijose, kurios struktūriškai panašios į hidrostatines, variklis nėra tiesiogiai sujungtas su varytuvais. Šiuo atveju dėl daugkartinio energijos transformavimo neišvengiami galios nuostoliai. Tiesa, tai nesumažina bendrų transmisijos privalumų, kuriuos užtikrina galimybė varikliui dirbti efektyvesniu režimu. Be to, mažesnis erdvės poreikis jėgos agregatui įrengti.
Žemės ūkio paskirties traktoriuose dyzelinė-elektrinė transmisija nenaudojama, išskyrus atliekant įvairias eksperimentines studijas. Paskutinis pavyzdys - 2011 m. pristatytas šveicariškas modelis Rigitrac EWD 120.
Vidaus degimo variklis turi palyginti siaurą darbinių sūkių diapazoną, todėl transmisija traktoriaus traukos jėgą gali keisti, nekeisdama variklio sūkių dažnio ir krypties. Variklio alkūninio veleno sūkių dažnis visada didesnis už ratų. Šiuolaikiniuose traktoriuose montuojamų pavarų dėžių valdymo programos leidžia pasirinkti valdymo režimą, leidžiantį varikliui dirbti pastoviu sūkių dažniu: priklausomai nuo apkrovos, keičiamas transmisijos perdavimo skaičius ir važiavimo greitis.
Bepakopės pavarų dėžės neturi fiksuotų perdavimo skaičių. Jose perdavimo skaičius visame greičių diapazone nuolat keičiasi. Pirmoji ir kol kas vienintelė kompanija, nuo 2009 m. gaminanti traktorius (nuo 60 iki 396 AG) tik su bepakopėmis pavarų dėžėmis yra „Fendt“. Įmonės „Schlüter“ kartu su „Fendt“ buvo pirmosios (atitinkamai 1991 ir 1995 m.) rinkoje pristačiusios serijinės gamybos traktorius EuroTrac 1000 CVT ir 926 Vario su bepakopėmis pavarų dėžėmis.
Paprastai bepakopės transmisijos naudojamos išimtinai galingiausiuose gamintojo modeliuose - flagmanuose. Tokie yra Claas Axion 900 ir Xerion, Deutz-Fahr Agrotron TTV 7-osios serijos, JCB Fastrac 7-osios serijos, Massey Ferguson 8600 serijos, Valtra S traktoriuose. Taip pat bepakopės transmisijos yra neatsiejama gerai sukomplektuotų traktorių dalis, kurie dažnai yra galingiausi atskirose modelių grupėse.
Understanding CVT !
Tepalo ir hidraulikos karterių funkcija
Tepalo - alyvos karteriai yra esminė variklio sistemos dalis, užtikrinanti tinkamą alyvos cirkuliaciją ir variklio aušinimą. Šie komponentai atlieka svarbų vaidmenį sumažinant trinimą, apsaugant variklio judančias dalis nuo pernelyg didelio nusidėvėjimo bei užtikrinant sklandų ir efektyvų variklio darbą. Tai konstrukciniai elementai, įrengti variklio apačioje, kuriuose kaupiama alyva, reikalinga variklio tepimui.
Tepalo - alyvos aušintuvai yra svarbi dalis variklio šilumos valdymo sistemoje, užtikrinanti efektyvų aušinimą ir stabilų variklio veikimą. Jie padeda atvėsinti alyvą, kuri ne tik tepa variklio judančias dalis, bet ir atlieka aušinimo funkciją. Tinkamai veikiantys tepalo-alyvos aušintuvai prisideda prie variklio ilgaamžiškumo, mažina perkaitimo riziką ir užtikrina optimalų variklio našumą net esant intensyviam naudojimui.
Pavarų dėžės - hidrauliniai filtrai yra esminė dalis modernių automobilių transmisijos sistemose, kuri užtikrina, kad hidraulinė skystis būtų švarus ir tinkamai cirkuliuotų per visą sistemą. Šie filtrai padeda apsaugoti pavarų dėžės komponentus nuo teršalų, dulkių ir nusidėvėjimo, todėl išlaiko sistemos efektyvumą ir ilgaamžiškumą. Hidrauliniai filtrai yra sukurti siekiant pašalinti kietąsias daleles, nešvarumus ir kitus teršalus iš hidraulinio skysčio, kuris perduoda galią transmisijos sistemoje.
Pavarų dėžės davikliai ir vožtuvai - tai kritinės automobilių transmisijos sistemos dalys, užtikrinančios tikslų variklio ir pavarų dėžės veikimą. Tinkamai veikiantys davikliai ir vožtuvai renka bei perduoda svarbią informaciją, padedančią valdyti pavarų perjungimo procesą ir optimizuoti hidraulinės sistemos darbą. Davikliai yra įrenginiai, kurie stebi įvairius transmisijos parametrus, tokius kaip pavarų perjungimo kampai, slėgis hidraulinėje sistemoje ar temperatūra. Vožtuvai pavarų dėžėje yra atsakingi už hidraulinio skysčio srautą ir spaudimo reguliavimą, kurie yra būtini efektyviam pavarų perjungimui.
tags: #atskiri #transmisijos #ir #hidraulikos #karteriai