23 10 24 Mano ukio prenumerata 2024 23 04 15 Gauti naujienas mobili žurnalas
Mano Ūkis 2011/04
Pavarų dėžės: kitoks požiūris
  • D. Šišlavas
  • Mano ūkis

Per pastaruosius dvejus metus naujos, originalios konstrukcijos bepakopes pavarų dėžes pristatė dar du gamintojai.

Didieji traktorių gamintojai šiuo metu naudoja labai įvairių konstrukcijų bepakopes pavarų dėžes. AGCO įmonių grupės traktoriuose montuojamos dviejų skirtingų konstrukcijų („Fendt" ir „Valtra"), bendrovės „Claas" - dviejų (abi ZF), CNH - dviejų (abi „New Holland"), JCB - vienintelės konstrukcijos („Fendt"), kompanijos „John Deere" - trijų („John Deere" ir ZF), įmonių grupės SDF - trijų skirtingų konstrukcijų (SDF („Same") ir ZF) pavarų dėžės.

Taigi, vienintelė AGCO iš gamintojus vienijančių grupių visada naudojo savos konstrukcijos (OEM) pavarų dėžes, kurias gamina jai priklausančiose gamyklose Vokietijoje ir Suomijoje. Neseniai „ZF S-Matic CVT" pavarų dėžių atsisakė ir grupė CNH. Nuo šiol ji taip pat visiems traktoriams naudoja savos konstrukcijos mazgus. Yra ir priešingas pavyzdys - kompanija „Claas", kuri į traktorius montuoja tik techninio partnerio - „ZF Friedrichshafen AG" - bepakopes padalyto galios srauto pavarų dėžes S-Matic ir Eccom.

Mažesni, regioniniai gamintojai taip pat nelieka nuošalyje. Didžiosios Britanijos kompanija JCB didelės galios klasės modeliuose 8250 Fastrac V-Tronic montuoja bepakopę dvisrautę pavarų dėžę Fendt Vario ML260.

Neseniai apie bepakopių pavarų dėžių naudojimą prabilo ir grupė ARGO, ketinanti jas montuoti į kompanijos „Landini" traktorius.

Pirmąkart traktoriuje - toroidinis variatorius

Apie originalios konstrukcijos bepakopę pavarų dėžę 2009 m. lapkritį pranešė Italijos kompanija „Carraro Group", gaminanti ir traktorius, ir transmisijas. Mažo (apie 100 AG) pajėgumo Carraro Agritalia gaminamuose ir per Antonio Carraro tinklą platinamuose traktoriuose naudojamas Didžiosios Britanijos kompanijos „Torotrak" dviejų sekcijų toroidinis variatorius, konstrukcija panašus į Japonijos firmos „Jatco" analogiškos konstrukcijos pavarų dėžę. Pastaroji montuojama vietos rinkoje parduodamuose Nissan automobiliuose. Carraro DriveTech padalyto galios srauto bepakopės pavarų dėžės VaryT techninio projekto įgyvendinimas truko penkerius metus.

Inžinerinė firma „Torotrak" nėra šios srities naujokė. Vienas iš jos finansinių išteklių šaltinių yra licencinės sutartys su JAV transmisijų sunkvežimiams ir autobusams gamintoja „Allison". Kompanijos „Torotrak" variatoriaus panaudojimas Carraro VaryT pavarų dėžėje atvėrė plačias pritaikymo galimybes ir kitose 50-150 AG pajėgumo savaeigėse žemės ūkio mašinose. VaryT pavarų dėžė, kaip bazinė platforma, numatyta ne tik traktoriams, bet ir įvairių tipų statybų mašinoms.

Greičiui bepakopiškai reguliuoti vietoje kitoms CVT pavarų dėžėms įprasto hidrostatinio variatoriaus VaryT pavarų dėžėje naudojamas toroidinis variatorius.

Viena toroidinio variatoriaus sekcija (VaryT pavarų dėžėje jos dvi) sudaryta iš dviejų vienas priešais kitą įrengtų ratų su sferiniu (toroidiniu) darbiniu paviršiumi. Ratai, kurių vienas yra varantysis, o kitas - varomasis, tarpusavyje nesujungti. Sukamasis judesys varančiajam ratui perduodamas per du priešingose pusėse įrengtus specialios formos ritinėlius. Varančiosios dalies sukimo momentą varomajai daliai perduoda trinties jėgos tarp ritinėlių ir ratų darbinių paviršių.

Pagrindiniai toroidinio variatoriaus privalumai, palyginti su diržiniais variatoriais (pvz., CNH EasyDrive)

● Galimybė perduoti didesnę galią.

● Greitesnis perdavimo skaičiaus keitimas.


Nors tai kompaktiškas mazgas, vietos jis užima daugiau negu diržinis variatorius. Jo masė taip pat didesnė.

Kaip ir bet kokioje kitoje bepakopėje pavarų dėžėje, VaryT perdavimo skaičius, priklausomai nuo apkrovos, keičiamas automatiškai: išlaikomas pastovus važiavimo (technologinės operacijos atlikimo) greitis, variklis gali dirbti ekonomiškiausių sūkių diapazone.

Pagrindinė techninė sąlyga toroidinei pavarų dėžei: norint perduoti didesnį sukimo momentą, didesnė trinties jėga turi veikti ritinėlio kontakto su ratų paviršiumi vietose. Trinties jėga yra proporcinga ritinėlio prispaudimo prie ratų jėgai. Sunkumų konstruktoriams ir technologams kyla dėl itin mažo kontaktinio paviršiaus ploto. Panaudojus labai geros kokybės plieną, atsparų dideliems kontaktiniams slėgiams, ir pritaikius specialias frikcines alyvas, toroidiniam variatoriui pavyko perduoti 677 Nm variklio sukimo momentą, o tai yra labai geras rodiklis šio tipo perdavoms.

Toroidinio variatoriaus perdavimo skaičius kinta, keičiant ritinėlio ašies padėtį horizontalioje plokštumoje, t. y. keičiant per ritinėlio lietimosi taškus ant abiejų darbo ratų nubrėžtų skersmenų santykį. Taigi, varomasis ratas gali suktis lėčiau arba greičiau už varantįjį ratą, o per ritinėlio lietimosi taškus nubrėžtiems apskritimams esant vienodo skersmens, ratai gali suktis vienodu greičiu.

Toroidinis variatorius, kaip ir hidrostatinis, yra atskiras, sugedus lengvai pakeičiamas mazgas. Dėl preciziškos konstrukcijos įprastinėmis dirbtuvės sąlygomis jis neremontuojamas.

Toroidinis variatorius - nėra šių dienų atradimas. Pirmąją tokio tipo perdavą 1877 m. užpatentavo Čarlzas V. Hantas (Charles W. Hunt), o ketvirtajame praėjusio šimtmečio dešimtmetyje firma „Perbury-Hayes" jos pagrindu pradėjo gaminti pavarų dėžes lengviesiems automobiliams.

VaryT pavarų dėžė mažos galios Carraro traktoriuose pristatyta dėl dviejų priežasčių. Viena iš jų - griežtesni, pereinamieji Etapo IIIB/Tier 4 emisijų reikalavimai iki 174 AG pajėgumo varikliams, kurie įsigalios nuo 2012 m. sausio 1 d. Be to, pati pavarų dėžės konstrukcija yra labai kompaktiška, o tai konstrukciniu požiūriu idealus sprendimas kompaktiškiems mažos galios traktoriams.

Konstruktorių teigimu, Carraro DriveTech pavarų dėžės bandymų programa buvo ilgiausia, nes buvo siekiama užtikrinti reikiamą patikimumą ir efektyvumą. VaryT dėžėje pavyko gerokai sumažinti šiluminius galios nuostolius. Nors technologiškai mazgas yra labai sudėtingas, konstrukciškai jis gerokai paprastesnis už įprastą hidromechaninę pavarų dėžę.

Šiuo metu siūlomos keturios skirtingos bepakopės VaryT pavarų dėžės. Joms panaudota atitinkamų modelių mechaninių arba hidromechaninių Carraro pavarų dėžių platforma. Pavyzdžiui, VaryT 5.5 sukonstruota mechaninės dviejų velenų pavarų dėžės Carraro T5.5 bazėje. Jos pirminiam velenui gali būti perduotas iki 60 kW/82 AG vardinis pajėgumas. Dar didesniam, iki 110 kW/150 AG vardiniam pajėgumui (kas atitinka apie 165 AG bruto variklio pajėgumą) skirta bepakopė VaryT 15.0 pavarų dėžė, kuriai panaudota hidromechaninės greito jungimo (analogiškai DSG, nelyginio skaičiaus pavaroms įjungti naudojama viena sankaba, lyginio - kita) pavarų dėžės Carraro DueT 15.0 platforma. Priklausomai nuo modelio, VaryT transmisijos varantiesiems ratams gali perduoti nuo 17 600 iki 47 211 Nm dydžio sukimo momentą.

Kompanijos „Carraro Group" ir „Torotrak" 2005 m. susitarimas Italijos gamintojui toroidinio variatoriaus bepakopėje pavarų dėžėje panaudojimui išskirtinių teisių nesuteikia. Panašaus pobūdžio licencijas yra gavusios dar dvi kompanijos: „Iseki" (Japonija) ir „Uzel" (Turkija). „Iseki" jau yra pristačiusi panašios konstrukcijos pavarų dėžę savos gamybos traktoriams, o „Massey Ferguson" licencijomis besinaudojanti Turkijos įmonė „Uzel" bepakopės pavarų dėžės su toroidiniu variatoriumi pristatymą dėl finansinių sunkumų atidėjo.

Toroidinio variatoriaus pagrindinis trūkumas - riboto dydžio sukimo momento perdavimas. Todėl jis kol kas naudojamas tik savaeigėse vejų priežiūros mašinose ir mažos bei vidutinės galios (iki 165 AG) traktoriuose. Nepaisant to, kompanija „Torotrak" puoselėja ambicijas šį mazgą pritaikyti galingesnėms mašinoms. Firma skelbia ieškanti techninio partnerio, padėsiančio šį tikslą realizuoti.

ZF Eccom - galingiausiam tradicinės konstrukcijos traktoriui

Kompanija ZF, pristatydama didelės galios mašinoms pritaikytas bepakopes pavarų dėžes Eccom 4.5 ir 5.0, orientavosi ne tik į mažomis serijomis Europoje gaminamus Claas Xerion 4500 ir 5000 modelius, bet ir į JAV įmonėse gaminamus didelės galios traktorius. Pirmiausia, į Case IH Steiger/Quadtrac ir New Holland T9000/T9. Įmonių grupė CNH vienintelė iš didžiųjų traktorių gamintojų, kuri dar nenaudoja bepakopių pavarų dėžių didelės galios traktoriuose. Tačiau 2007 m., Eccom 4.5 ir 5.0 pristatymo metu, didžiausias ZF partneris žemės ūkio srityje - grupė CNH - pristatė savos konstrukcijos CVT pavarų dėžę vidutinės galios traktoriams.

Beje, dabartinės ZF S-Matic pavarų dėžės, skirtos 140-220 AG pajėgumo traktoriams, konstrukcijos autorystė priklauso CNH sudėtyje esančiai įmonei „Steyr", kuri ją pristatė 1997 m. Prieš dešimtmetį visas teises į minėtos konstrukcijos pavarų dėžę įsigijo gamybos partneris ZF. Taip iš ZF Steyr S-Matic liko ZF S-Matic, kuri ir toliau gaminama Austrijoje. Konstrukciškai  į ją panaši ZF Eccom pavarų dėžė, skirta 100-380 AG pajėgumo traktoriams, gaminama Vokietijoje.

ZF Eccom 5.0 skirta iki 650 AG pajėgumo traktoriams. Iš pavarų dėžės sukamasis judesys perduodamas vairavimo ir hidraulinės sistemos siurbliams. Numatyta GTV perdava. Priekinis tiltas - ne pastoviai įjungto tipo, koks yra žemesniųjų modelių ZF Eccom pavarų dėžėse, o įjungiamas priverstinai kumšteline mova.

Neseniai paaiškėjo, kad ZF Eccom 5.0 pavarų dėžes bando ir privati Vokietijos-Rusijos įmonė ATM „Terrion" - nuo Sankt Peterburge veikiančios „Kirovets" traktorių gamyklos atsiskyręs padalinys. Įmonė ruošia naują didelės galios traktorių seriją ATM 7000, kurioje planuojama montuoti nuo 253 kW/345 AG-302 kW/410 AG pajėgumo Deutz TCD 2013 serijos variklius. Kol kas tai prototipo statusą turinti mašina, demonstruota 2009 m. parodoje „Agritechnica". Apie galingiausio tradicinės konstrukcijos traktoriaus su bepakope pavarų dėže gamybą kol kas neužsimenama.

Nauja bepakopė pavarų dėžė galingiausioms mašinoms

Dviejų tipų bepakopes pavarų dėžes gamina kompanija „Mali Spezialfahrzeuge", priklausanti Šveicarijos „Mali-Motan Group" įmonių grupei, kuri įeina į Vokietijos „Marcus Liebherr" sudėtį. Bepakopės Mali WSE pavarų dėžės skirtos iki 150 AG, o WSG tipo agregatai - 160-520 AG pajėgumo traktoriams.

Modulinės Mali bepakopės pavarų dėžės išsiskiria originalios konstrukcijos hidrostatiniais variatoriais, kurių išskirtinis bruožas - efektyvios, didelio darbo tūrio hidraulinės mašinos su dideliu, ±45 o kampu atlenkiamu siurblio cilindrų bloku. Hidrostatinis variatorius gali būti valdomas mechaniškai. Sugedus elektroniniam pavarų dėžės valdikliui, galimas avarinis pavarų dėžės valdymas.

Bendras naujos kartos Mali bepakopių pavarų dėžių naudingumo koeficientas prilygsta geriausių hidromechaninių pakopinių pavarų dėžių konstrukcijoms ir siekia 0,85-0,90. Didžiausias perdavimo skaičių santykis pavarų dėžės įėjime ir išėjime - 1:7,8.

Mažiausias mašinų, kuriose įrengiamos Mali bepakopės pavarų dėžės, greitis - 0,02 km/val., didžiausias - 62 km/val. Atskirais atvejais, naudojant papildomą greitinančiąją pavarą galimas net 100 km/val. greitis, kartais būtinas karjerų krautuvams.

Itin galingoms iki 380 kW/516 AG pajėgumo mašinoms skirta Mali WSG 500 bepakopė pavarų dėžė. Jos hidrostatiniame variatoriuje sumontuotas net 422 cm3 darbo tūrio kintamo debito ašinis-stūmoklinis siurblys. Didžiausias sukimo momentas, perduodamas išeinančiuoju pavarų dėžės velenu - 13 362 Nm. Maksimalus mašinos greitis su šia pavarų dėže - 62 km/val.

Vokietijos neariamosios žemdirbystės propaguotojas - kompanija „Horsch" - prieš kelis dešimtmečius prekiavusi šiek tiek modifikuotais rusiškais didelės galios traktoriais K-735 Kirovets su savo prekės ženklu (Horsch K-735) pranešė pristatysianti galingiausio pasaulyje traktoriaus su bepakope pavarų dėže prototipą. Ši įmonė nedidelėmis serijomis gamina specialiosios paskirties traktorius, turinčius hidrostatinę pavarą.

Visų planuojamo gaminti traktoriaus detalių įmonė neatskleidžia, bet kol kas aišku tiek, kad jis bus vairuojamas pasukant priekinę jo dalį galinės atžvilgiu. Vienų šaltinių teigimu, būsimasis Horsch traktorius turės rusiško Kirovets platformą su 428 AG pajėgumo Daimler varikliu. Kitų šaltinių teigimu, variklio galia viršys 500 AG. Tikrai žinoma, kad transmisijoje planuojama panaudoti bepakopę Mali WSG 500 pavarų dėžę. Taip pat kalbama, kad Mali WSG pavarų dėžės gali būti naudojamos ir 300-500 AG pajėgumo Kirovets traktoriuose.

Dainius Šišlavas

Mano ūkis, 2011/04