23 10 24 Mano ukio prenumerata 2024 23 04 15 Gauti naujienas mobili žurnalas
Mano Ūkis 2009/04
Traktorių bepakopės transmisijos ir jų naujos konstrukcijos
  • Dr. Algirdas JANULEVIČIUS, LŽŪU
  • Mano ūkis

Bepakopė transmisija patogi tuo, kad, skirtingai nuo pakopinių transmisijų, galima pasirinkti bet kokį norimą greitį. Tai ypač svarbu, kai reikia tik truputį padidinti ar sumažinti agregato greitį arba varančiųjų ratų jėgą greičio sąskaita.

Traktoriai su bepakopėmis transmisijomis geriau prisitaiko prie darbo sąlygų, t. y. prie apkrovos. Be to, su bepakope transmisija agregatas greičiau įsibėgėja, nereikia keisti variklio sūkių perjungus pavaras, vairuotojas daugiau laiko gali skirti mašinai vairuoti bei technologiniam procesui stebėti.

Bepakopės hidrostatinės transmisijos lėtaeigėse mašinose naudojamos jau seniai. Ypač jos paplito kombainuose, ekskavatoriuose. Didžiausias hidrostatinės pavaros trūkumas buvo mažas jos naudingumo koeficientas. Mašinos su hidrostatine bepakope transmisija gana gerai dirba dideliu našumu, bet esant mažiems našumams (didesniems greičiams) jos dirba neekonomiškai. Todėl traktoriuose hidrostatinė pavara buvo naudojama gana ribotai.

Vokietijos kompanijos „Fendt“ konstruktoriai sukonstravo transmisiją, kurioje dalis galios perduodama mechaniškai, o kita dalis – bepakope hidrostatine pavara. Abiem (hidrostatine ir mechanine) pavaromis perduodami sukimo momentai galiausiai sumuojami ir suminis momentas perduodamas varantiesiems tiltams. Traktorius pajuda iš vietos sukimo momentą varantiesiems ratams perduodamas beveik tik hidrostatine pavara. Didinant važiavimo greitį sukimo momento perdavimą vis daugiau lemia mechaninė pavara. Belaipsniškai keičiant hidrostatinės pavaros perdavimo skaičių, transmisija tolygiai perduoda didesnę galios dalį hidrauliniu arba mechaniniu būdu.

1995 metais kompanija „Fendt“ pirmoji pasaulyje įrengė bepakopę Vario transmisiją 260 AG traktoriuose Fendt Favorit 962. Tai buvo didelis žingsnis į priekį, tobulinant traktorių transmisijas. Prasidėjo nauja bepakopių transmisijų kūrimo ir diegimo traktoriuose era. Atlikta analizė parodė, kad iš visų Europos rinkai 2007 metais pristatytų per 500 traktorių modelių 60 modelių (apie 12 proc.) yra su bepakopėmis dvisrautėmis (hidrostatinėmis-mechaninėmis) transmisijomis.

Dauguma traktorių įmonių jau gamina arba ruošiasi gaminti naujus traktorių modelius su bepakopėmis transmisijomis. Beveik visose traktorių bepakopėse transmisijose variklio sukimo momentas skaidomas į du srautus, kurie perduodami hidrostatine ir mechanine pavaromis. Abiem (hidrostatine ir mechanine) pavaromis perduodami sukimo momentai galiausiai sumuojami ir suminis momentas perduodamas varantiesiems tiltams. Bepakopių dvisraučių (hidrostatinių-mechaninių) traktorių transmisijų skirtumai išryškėja perdavimo skaičiaus keitimo procese. Skiriasi ir šių transmisijų konstrukcija.

Galima išskirti dvi bepakopių dvisraučių (hidrostatinių-mechaninių) transmisijų vystymo kryptis:

  • hidrostatinės pavaros panaudojimas didesnei galiai be papildomų mechaninių greičio keitimo pakopų visame greičio intervale;
  • mažesnės galios hidrostatinės pavaros panaudojimas, tačiau su papildomomis mechaninėmis greičio keitimo pakopomis (nuo 2 iki 8 pakopų) numatytame greičio intervale.

Kompanijoje „Fendt“ buvo apsispręsta dėl pirmosios vystymo krypties. Fendt Vario transmisijoje nuo pačio mažiausio važiavimo greičio iki pačio didžiausio greičio perdavimo skaičius keičiamas tik hidrostatine pavara. Be to, buvo sukurtos didelio darbinio tūrio ašinės hidraulinės mašinos (siurblys ir hidraulinis variklis) su dideliu kampu (iki 45°) sulenkiamu korpusu. Tokios bepakopės transmisijos naudingumo koeficientas siekia 0,8–0,85.

Bepakopės dvisrautės (hidrostatinės-mechaninės) su papildomomis mechaninėmis greičio keitimo pakopomis transmisijos įrengtos kompanijų „New Holland“, „John Deere“, „Steyer“, „Deutz-Fahr“ ir kitų traktorių modeliuose.

Naujos Valtra traktorių bepakopės transmisijos ypatumai

Valtra traktorių kompanijos konstruktoriai pakopinę transmisiją modernizavo į bepakopę. Įprasta Valtra traktorių transmisija sudaryta iš dinaminio reduktoriaus Powershift, reverso reduktoriaus, pavarų dėžės ir varančiųjų tiltų. Bepakopė transmisija gauta, modernizavus pakopinį dinaminį reduktorių į bepakopį.

Naujo bepakopio reduktoriaus konstrukcinis ypatumas yra tas, kad jis komplektuojamas su hidrostatiniu variatoriumi (reguliatoriumi). Reduktoriaus pagrindinę dalį sudaro planetinis diferencialinis (krumpliaratinis) reduktorius su dviem hidrauliškai valdomomis daugiadiskėmis sankabomis (C1 – mažesnių ir C2 – didesnių greičių). Hidrostatinis varia­torius skirtas planetinio reduktoriaus vedikliui valdyti. Jį sudaro keičiamo darbinio tūrio (0–75 cm3/aps.) ir alyvos srauto krypties siurblys ir pastovaus darbinio tūrio (75 cm3/aps.) ir keičiamos srauto krypties hidraulinis variklis. Komplektuojant dinaminį reduktorių su hidrostatiniu variatoriumi (reguliatoriumi), gaunamas bepakopis dinaminis reduktorius. Bepakopis dinaminis reduktorius komplektuojamas su visiškai paprasta tik greičių (H – greitus; M – vidutinius; LL – labai lėtus) diapazonus turinčia pavarų dėže.

Valtra traktorių bepakopio dinaminio reduktoriaus veikimo principas

Važiavimo pradžia. Daugiadiskė sankaba C1 yra įjungta. Siurblio darbinio tūrio keitimo diskas pakreiptas didžiausiu kampu (darbinis tūris – didžiausias). Traktoriaus variklio išvystomas sukimo momentas perduodamas planetiniam mechanizmui (centriniam krumpliaračiui) ir sukamas hidrosiurblys. Vediklis sukasi priešinga kryptimi (prieš laikrodžio rodyklę) didžiausiu greičiu, kadangi išeinantis velenas turi didesnį pasipriešinimą ir todėl yra nesukamas (traktorius stovi). Besisukantis vediklis suka hidrovariklį (dabar dirbantį siurblio režimu), kuris alyvos srautą nukreipia į hidrosiurblį. Jo darbinis tūris toks pat, o yra sukamas pagal laikrodžio rodyklę. Sumažinus hidrosiurblio disko pakreipimo kampą, sumažinamas siurblio darbinis tūris. Dabar hidrovariklis priverčiamas suktis lėčiau ir pradeda pristabdyti planetinio mechanizmo vediklį. Traktorius pradeda lėtai važiuoti. Hidrostatinėje pavaroje sudarytas slėgis padeda sukti  iš dinaminio reduktoriaus išeinantį veleną. Dinaminiame reduktoriuje sukimo momentas perduodamas dviem srautais: mechaniniu ir per hidrostatinę pavarą. Pradiniame etape traktoriaus greitis didinamas, tiesinant hidrosiurblio diską nuo didžiausio pakreipimo kampo iki kampo lygaus 0o (t. y. mažinant siurblio darbinį tūrį nuo maksimalaus iki 0).

Sukimo momentas perduodamas tik mechanine pavara. Kai siurblio diskas visiškai ištiesinamas, traktoriaus važiavimo greitis būna apie 5 km/val. M greičių dia­pazone ir 15 km/val. H greičių diapazone. Ištiesinus siurblį, jo darbinis tūris lygus nuliui ir yra uždaromas hidrovariklio alyvos srautas ir taip visiškai sustabdomas planetinio mechanizmo vediklis. Tada dinaminis (bepakopis) reduktorius visą traktoriaus variklio perduodamą galią perduoda tik mechaniniu būdu (per planetinio mechanizmo krumpliaračius).

Traktoriaus važiavimo greičio didinimas. Toliau kreipiant siurblio diską nuo 0o iki didžiausio pakreipimo kampo (jis svyra į kitą pusę), siurblys alyvos srautą nukreipia taip, kad hidrovariklio sukimosi kryptis sutampa su siurblio kryptimi (sukamas traktoriaus variklio sukimosi kryptimi, t. y. pagal laikrodžio rodyklę). Tada planetinio mechanizmo vediklis ir centrinis krumpliaračiai sukami ta pačia kryptimi, todėl išeinančio veleno sukimosi bei traktoriaus važiavimo greičiai yra didesni. Didinant siurblio disko pakreipimo kampą, didėja planetinio mechanizmo vediklio ir išeinančio veleno sūkiai bei traktoriaus važiavimo greitis. Sukimo momentas perduodamas per mechaninę ir hidrostatinę pavaras. Bepakopio reduktoriaus išeinančiam velenui perduodamas jau susumuotas sukimo momentas. Ta kryptimi visiškai sulenkus siurblio diską traktoriaus greitis padidėja apytikriai iki 9 km/val. M greičių diapazone ir 28 km/val. H greičių diapazone, esant 1 900 min.-1 variklio sūkiams. Tada planetinio mechanizmo vediklis ir išeinantis velenas sukami vienodais sūkiais.

Bepakopės transmisijos dinaminio reduktoriaus sankabų (C1, C2) perjungimas. Kai planetinio mechanizmo vediklis ir išeinantis velenas sukami vienodais sūkiais, įjungiama sankaba C2 ir išjungiama sankaba C1. Perjungimo metu sukimo momentas nenutraukiamas. Įjungus sankabą C2, pasikeičia mechaninės pavaros perdavimo skaičius ir hidrovariklis vėl priverčiamas dirbti siurblio režimu. Jis alyvos srautą nukreipia į hidrosiurblį, kurio darbinis tūris tuo metu toks pat kaip hidrovariklio ir yra sukamas taip pat pagal laikrodžio rodyklę. Hidrosiurblys neleidžia hidrovarikliui ir planetinio mechanizmo vedikliui suktis greičiau ir mažinti traktoriaus greitį. Taip yra pasiekiamas didžiausias šios bepakopės transmisijos darbo efektyvumas. Valtra traktorių bepakopės transmisijos darbo efektyvumas būna didžiausias, kai planetinio mechanizmo išeinantis velenas ir vediklis sukasi vienodais arba artimais sūkiais.

Važiavimo greičio didinimas, įsijungus greitinančiai dinaminio reduktoriaus pavarai C2. Didinant važiavimo greitį (> 9 km/val. M ir 28 km/val. H greičių diapazone) hidrosiurblio diskas lenkiamas (nuo didžiausio posvyrio kampo iki 0o) atgal. Sumažinus hidrosiurblio disko pakreipimo kampą, sumažinamas siurblio darbinis tūris, labiau pristabdomas hidrovariklis ir planetinio mechanizmo vediklis. Traktoriaus greitis didėja. Hidrostatinėje pavaroje sudarytas slėgis pradeda sukti dinaminio reduktoriaus išeinantį veleną. Dinaminiame reduktoriuje sukimo momentas perduodamas mechanine ir hidrostatine pavaromis. Hidrovariklis vėl dirba siurblio režimu. Traktoriaus greitis didinamas tiesinant hidrosiurblio diską (mažinant darbinį tūrį).

Sukimo momentas vėl perduodamas tik mechanine pavara. Kai hidrosiurblio diskas visiškai ištiesinamas (kreipiant atgal), traktoriaus važiavimo greitis būna apie 14 km/val. M greičių diapazone ir 43 km/val. H greičių diapazone. Ištiesinus siurblio diską, uždaromas hidrovariklio alyvos srautas ir taip visiškai sustabdomas planetinio mechanizmo vediklis. Tada vėl dinaminis (bepakopis) reduktorius visą traktoriaus variklio perduodamą galią perduoda tik mechaniniu būdu (per planetinio mechanizmo krumpliaračius).

Traktoriaus greičio didinimas iki didžiausio. Toliau atgal kreipiant siurblio diską (nuo 0o iki maksimalaus), siurblys alyvos srautą nukreipia taip, kad hidrovariklio sukimosi kryptis bus priešinga ­siurblio sukimosi krypčiai (prieš laikrodžio rodyklę). Tada planetinio mechanizmo vediklis ir centrinis krumpliaračiai sukami priešingomis kryptimis. Didinant siurblio disko pakreipimo kampą, didėja planetinio mechanizmo vediklio ir išeinančio veleno sūkiai bei traktoriaus važiavimo greitis. Sukimo momentas perduodamas mechanine ir hidrostatine pavaromis. Bepakopio reduktoriaus išeinančiam velenui perduodamas susumuotas sukimo momentas. Ta kryptimi visiškai sulenkus siurblio diską, gaunamas didžiausias traktoriaus greitis. Važiuojant keliu yra pasiekiamas beveik 20 km/val. greitis M greičių diapazone ir 62 km/val. (teorinis esant vardiniams variklio sūkiams) H greičių diapazone.

Naujoje Valtra traktorių bepakopėje transmisijoje galimi trys greičių diapazonai: M – vidutinių (darbinių) greičių 0–18 km/ val.; H – didelių (transportinių) greičių 0–50 (60) km/ val.; ir L – mažų greičių diapazonas. Valtra bepakopė transmisija gerai tinka dirbti mažesniais variklio sūkiais. Transporto darbams paruoštuose modeliuose greitis 50 km/val. greitis gaunamas, esant 1 550 min.-1 variklio sūkiams. Valtra bepakopės transmisijos naudingumo koeficientas – 0,8–0,85 ir didesnis.