Transmisijų gamintojai pakopinių hidromechaninių pavarų dėžių iš esmės jau netobulina. Įdiegus spartesnius elektrohidraulinius valdiklius, efektyvesnius slėgio reguliatorius, naujas valdymo programas ir multipleksines duomenų perdavimo linijas, pasiektos pakopinių hidromechaninių pavarų dėžių tobulinimo ribos.

Kitas etapas – bepakopis greičio reguliavimas. Todėl didžiausi pavarų dėžių tiekėjai ir patys traktorių gamintojai – „Carraro“, CNH, „Fendt“, „John Deere“, SDF, „Valtra“, ZF – visą dėmesį sutelkia bepakopiam greičio reguliavimui. Kad pasirinkto vektoriaus kryptis teisinga, rodo ir hibridinių technologijų tyrimai bei laukiamas jų praktinis panaudojimas artimiausioje ateityje.

Tendencijos

Bepakopės pavarų dėžės efektyvesnės atliekant daugelį technologinių operacijų žemės ūkyje. Jos taip pat patogesnės valdymo prasme. Bet kokia bepakopė pavarų dėžė vairuotojui leidžia pasirinkti tinkamiausią strategiją konkrečiam darbui atlikti. Dažniausiai, net esant dideliam agregato pasipriešinimui traukai, traktorius su bepakopiu greičio reguliavimu yra ekonomiškesnis už analogą su pakopine hidromechanine pavarų dėže, turinčia 16–48 fiksuotus perdavimo skaičius.

Griežtėjant dyzelinių, traktoriuose naudojamų variklių emisijų reikalavimams, vienas iš būdų degalų sąnaudoms, taip pat ir išmetamųjų dujų emisijai mažinti yra naudoti bepakopį greičio reguliavimą. Variklio elastingos srities dydis (sūkių diapazonas tarp didžiausios galios ir didžiausio sukimo momento) nėra prioritetinis kaip anksčiau. Daug svarbesnis yra variklio ir transmisijos parametrų valdymo tikslumas atsižvelgiant į apkrovą – pasipriešinimą traukai ir vairuotojo nustatytus dydžius: važiavimo greitį, variklio sūkių dažnį. Tolygiai keičiant perdavimo skaičių transmisijoje galima gauti pastovią optimalią variklio apkrovą. Taigi dirbti maksimaliai ekonomiškai.

Šiuolaikinių bepakopių pavarų dėžių efektyvumas tiesiogiai priklauso ne tik nuo jų konstrukcijos (angl. hardware) ypatumų, bet ir nuo valdymo programos (­angl. soft­ware) išbaigtumo. Tą pačią pavarų dėžę naudojant skirtingų gamintojų traktoriuose, vien tik keičiant valdymo programos parametrus, galima gauti kaskart vis naujas valdymo strategijas. Tai paaiškina skirtingus įvairių traktorių su ta pačia pavarų dėže efektyviuosius parametrus.

Statistika rodo, kad traktorių su bepakopėmis pavarų dėžėmis dalis rinkoje kiek­vienais metais didėja. Visi didieji traktorių gamintojai (AGCO, „Claas“, CNH, „John Deere“, SDF) turi bent po vieną modelį su bepakope pavarų dėže vidutinės galios segmente. Dauguma jų (AGCO, „Claas“, „John Deere“) bepakopį greičio reguliavimą siūlo ir didelės galios traktorių klasėje. Kol kas vienintelis „John Deere“ bepakopes pavarų dėžes montuoja į traktorius vikšriniais varytuvais (John Deere 8RT serija).

Per 2008 m. kompanija „Fendt“ pagamino rekordinį skaičių – 15 400 traktorių su bepakopėmis pavarų dėžėmis, o 2009 m. pabaigoje pagamino 100 000-ąjį traktorių su Vario pavarų dėže.

CNH duomenimis, iš Europos Sąjungoje per 2008 m. pagamintų 95 000 didesnio kaip 100 AG pajėgumo traktorių maždaug pusė tenka modeliams su bepakopėmis pavarų dėžėmis. Iš ZF metinės 266 mln. EUR (apie 918 mln. Lt) apyvartos pramonės ir žemės ūkio sektoriuje 32 proc. tenka bepakopėms transmisijoms Eccom/S-Matic CVT. Didžiausio transmisijų gamintojo ZF pajamos už parduotas CVT pavarų dėžes jau tapačios pajamoms, gaunamoms už SPS/FPS tipo pakopines hidromechanines pavarų dėžes.

Pastaruoju metu stebima tendencija, kad vis daugiau traktorių gamintojų vienijančių grupių bepakopes pavarų dėžes siekia gaminti pačios. AGCO grupėje jas gamina kompanijos „Fendt“ ir „Valtra“, CNH grupėje – „New Holland“. Dvi skirtingas bepakopes pavarų dėžes JAV gaminamiems traktoriams 7030 bei 8030/8R/8RT modeliams išnaudodama savo techninį potencialią gamina ir „John Deere“. Naujos kartos bepakopę pavarų dėžę su greito jungimo sankabomis grupė CNH, iki šiol didžiausias ZF transmisijų pirkėjas, gamina jai priklausančioje gamykloje Antverpene, Belgijoje. Šis strateginis didžiųjų gamintojų pasirinkimas neabejotinai mažina ZF bepakopių pavarų dėžių gamybos apimtis.

Dar viena tendencija, kuri pradėjo ryškėti pastaraisiais metais – bepakopių pavarų dėžių naudojimas mažos galios (<100 AG), specialiosios paskirties traktoriuose. Pirmuoju traktoriumi su bepakope pavarų dėže tapo 2007 m. parodoje „Agritechnica“ pristatytas Same Frutteto Continuo. 2009 m. bepakopės transmisijos įrengtos ir Fendt 200 Vario ir Carraro Agriplus VaryT.

Kas pirmasis?

Pirmuoju visiškai masinei gamybai paruoštu traktoriumi su bepakope pavarų dėže laikomas Fendt 926 Vario, 1995 m. pristatytas tarptautinėje žemės ūkio mašinų ir technologijų parodoje „Agritechnica“.

Serijinė Fendt 926 Vario traktorių su 260 AG pajėgumo MAN D 0826 LE 531 varikliu ir bepakope padalyto galios srauto transmisija Fendt Vario ML200 gamyba pradėta 1996 m. Fendt Vario ML200 pakeitė iki tol didelės galios klasės „Fendt“ traktoriuose naudotą pakopinę hidromechaninę pavarų dėžę ZF T-7300, kuri šiek tiek modifikuota iki šiol naudojama didelės galios klasės SDF grupės traktoriuose. Ji naudota ir pirmosios kartos Valtra S serijos traktoriuose. O Fendt Vario ML200 pavarų dėžės konstrukcinė dalis (hardware) šiandien naudojama naujuosiuose 200–290 AG pajėgumo Fendt 800 Vario TMS serijos traktoriuose. Per trejus metus (nuo 2002 m., kai atnaujinta Fendt 900 Vario traktorių serija), 926 modelio traktorių pagaminta 3 358. Šiuo metu į visus kompanijos „Fendt“ gaminamus traktorius (70–370 AG) montuojamos tik bepakopės pavarų dėžės Fendt Vario ML70-260.

Kalbant apie pirmąsias bepakopes pavarų dėžes būtina paminėti kitos garsios vokiečių firmos – „Anton Schlüter“ – traktoriaus projektą, pavadinimu Euro Trac CVT. Anuomet aukščiausio techninio lygio traktorius gaminusi nedidelė firma „Schlüter“ 1991 m. pabaigoje planavo pradėti trijų 90–110 AG pajėgumo modelių (900, 1000 ir 1100) gamybą su „Hurth-Reimers“ konstrukcijos bepakopėmis pavarų dėžėmis, pakeisiančiomis iki tol naudotas hidromechanines ZF TL-3000 serijos pavarų dėžes. Tačiau 1991 m. buvo pagamintas vienintelis Schlüter Euro Trac 1000 CVT modelio traktorius su 100 AG pajėgumo 4 cl. MAN D 0824 TUE serijos varikliu.

Nepriklausomai nuo įspūdingo techninio ir inžinerinio potencialo, „Schlüter“ finansinė padėtis kasmet blogėjo. Pritaikyti bepakopes pavarų dėžes HM 8 galingesniems (190–200 AG) Euro Trac 1900/2000 LS modeliams tapo per brangu. Tačiau projektu susidomėjo „Claas“.

Schlüter Euro Trac su hidromechaninėmis ZF pavarų dėžėmis gamyba baigta 1995 m. sausio 17 d. Tiesa, iš išlikusių komplektuojamųjų dalių rinkinių „Schlüter“ entuziastai Euro Trac traktorius surinkinėjo iki pat 2002 metų.

1997 m. pristatytas pirmasis firmos „Claas“ traktorius Xerion su bepakope ZF Eccom 3.5 pavarų dėže neatsirado iš niekur. Jis yra tiesioginis Schlüter Euro Trac 1900/2000 su bepakope pavarų dėže HM 8 projekto įpėdinis.

CNH traktoriuose – trys skirtingos CVT transmisijos

Grupė CNH per pastaruosius dvejus metus rinkoje pasiūlė dvi naujas bepakopes pavarų dėžes. Pirmoji – diržinis ­variatorius EasyDrive, skirtas nedidelio iki 115 AG pajėgumo traktoriams. Šiuo metu jis naudojamas 41–51 AG pajėgumo New Holland 3000 Boomer serijos traktoriuose. JAV šie traktoriai parduodami „Case IH“ prekės ženklu.

Bepakopiame diržiniame variatoriuje EasyDrive sukamasis judesys perduodamas iš specialių segmentų sudaryta daugiaeile grandine. Tai gana pigi ir nesudėtinga konstrukcija, kurios pagrindinis trūkumas – galimybė perduoti riboto dydžio ­sukimo momentą. Todėl diržinis variatorius nei vidutinės, nei juolab didelės galios klasės traktoriuose negali būti naudojamas.

Bepakopėje EasyDrive transmisijoje diržinis variatorius iš esmės skirtas važiavimo greičiui keisti. Sukamasis judesys iš variklio pirmiausia perduodamas daugiadiskei, elektrohidraulinei reverso sankabai. Ji sujungta su už jos įrengto planetinio reduktoriaus centriniu krumpliaračiu. Diržinis variatorius sujungtas su planetinės pavaros vedikliu (satelitais), o centrinė pavara – su vainikiniu krumpliaračiu.

Varančiųjų ir varomųjų kūginių ratų, pagamintų iš chrominio plieno, padėtis, atsižvelgiant į apkrovą ir važiavimo greitį, keičiama specialiu hidrauliniu reguliatoriumi. Kūginių ratų padėtys keičiamos, atsižvelgiant į diržo slydimo momentą kontakto su ratais vietoje.

Jei darbo metu neleistinai padidėja apkrova, reverso sankaba laikinai išjungiama. Taip užtikrinama didžiausia traukos (stūmos, jei dirbama su priekyje sumontuotu krautuvu) jėga ir variklis neužgęsta. Analogiškai apsauga nuo perkrovos suveikia dirbant iš anksto nustatytu greičiu, jei dėl pasipriešinimo traukai važiavimo greitis sumažėja žemiau nustatytos ribos.

Tai kol kas vienintelis diržinio variatoriaus, konstrukciškai panašaus į naudojamą automobilių pramonėje (pvz., Audi A4/A6 Multitronic, Nissan Note/Murano, Toyota Avensis) panaudojimo traktoriuose pavyzdys.

Antroji CNH naujiena – modernizuota iki tol Case IH CVX (mod. 140–195), New Holland TVT ir New Holland T7530/T7550, Steyr CVT (mod. 6135–6190) naudota ZF ­Steyr S-Matic 1.8 bepakopė pavarų dėžė. Naujojoje pavarų dėžėje naudojamos modernesnės greito jungimo sankabos. Ši pavarų dėžė skirta 150–250 AG pajėgumo traktoriams. Anksčiau naudota ZF Steyr S-Matic 1.8 buvo pritaikyta iki 190 AG pajėgumo traktoriams.

Naujos pavarų dėžės grupei CNH prireikė kuriant vidutinės galios klasės traktorių platformą. Mat vidutinės galios diapazonas padidėjo iki 230 AG. Be to, CNH siekė pakeisti iki 200 AG pajėgumo traktoriuose naudotą ZF Steyr S-Matic CVT pavarų dėžę.

Kaip ir ZF Steyr S-Matic CVT pavarų dėžėje, CNH CVT yra keturių diapazonų hidromechaninė pavarų dėžė, kurioje bepakopis greičio reguliavimas vykdomas kiek­vieno iš keturių diapazonų ribose. Pirmieji trys diapazonai skirti pagrindinėms operacijoms, ketvirtasis – transporto darbams.

Naujojoje CNH CVT pavarų dėžėje diapazonus eigoje perjungia ne įprastinės daugiadiskės šlapiojo tipo, o atskirai sugrupuotos greito jungimo daugiadiskės sankabos, panašios į DSG pavarų dėžes, naudojamas lengvuosiuose automobiliuose. Greito jungimo sankabos leidžia iš anksto įjungti aukštesnį arba žemesnį diapazoną, užtikrinant ne tik labai greitą, bet ir sklandų diapazonų perjungimą.

Kai viena sankaba įjungta, tuo pačiu metu sujungiami kito diapazono krumpliaračiai. Gretimas diapazonas perjungiamas išjungus pirmąją ir įjungus antrąją sankabą.

Ariant, skutant, kultivuojant, t. y. atliekant operacijas, kada pasipriešinimas traukai didžiausias, traktoriaus su ankstesnės kartos pavarų dėže ZF Steyr S-Matic CVT vairuotojas turėjo vengti atitinkamo greičio ir variklio sūkių dažnio santykio, kada perjungiami diapazonai. Nekreipiant dėmesio į šią rekomendaciją, labai sumažėdavo pavarų dėžės išdirbis. CNH CVT pavarų dėžėje su greito jungimo sankabomis šios problemos neliko.

Bepakopėje CNH CVT pavarų dėžėje hidrostatinis galios perdavimas, perdavimo skaičių diapazonai ir variklio elastinga sritis suderinti taip, kad esant dažniausiai darbo metu naudojamiems greičiams dominuotų mechaninis galios perdavimas. Šiais atvejais pavarų dėžės naudingumo koeficientas didžiausias. Atitinkamai pakeisti GTV reduktoriaus perdavimo skaičiai. Dabar 1 000 min.-1 GTV sūkių dažnis pasiekiamas, esant efektyviausiam galios perdavimui ir ekonomiškumo prasme 1 890 min.-1 variklio sūkiams. Siekiant, kad variklis dar geriau būtų išnaudojamas šiam dirbant efektyvesnių mažesnių sūkių diapazone, naujuose CNH traktoriuose įrengtas didesnio darbo tūrio hidraulinės sistemos siurblys.

Naują CNH vidutinės galios klasės platformą turintys traktoriai gaminami Austrijoje (Case IH Puma CVX, Steyr 6200 CVT) ir Didžiojoje Britanijoje (New Holland T7000 Auto Command).

Tęsinys kituose numeriuose