Nepaisant, kad pastaruoju metu rinkoje pristatytos naujos John Deere DirectDrive, John Deere e23 ir ZF Terrapower TPT pakopinės transmisijos, per pastaruosius penkerius metus bepakopį greičio reguliavimą pasirinko šeši nauji gamintojai - nuo „Aebi" iki „McCormick".

Be to, kai kurie naujai pristatomų traktorių modeliai turi tik bepakopį greičio reguliavimą. Be alternatyvų. Tai viena iš priežasčių, kodėl naująsias pakopines transmisijas, nepaisant padidėjusio jų automatizavimo lygio ir išsaugotos patrauklesnės kainodaros, lydi nevienoda sėkmė.

Bepakopės pavarų dėžės ir komponentų mažinimo strategija

Siekiant efektyviau išnaudoti variklio galią ir sukurti didesnę pridėtinę vertę (gauti geresnius našumo rodiklius ir mažesnes valandines darbo sąnaudas), paranku taikyti bepakopį greičio reguliavimą. Jei skaičiuotume su japonų ir šveicarų gamintojais „Yanmar" bei „Rigitrac", traktorių bepakopes transmisijas gamina ir tiekia net 12 kompanijų.

Bepakopis greičio reguliavimas idealiai dera su vadinamąja „downsizing" komponentų mažinimo strategija. Galima naudoti mažesnio darbo tūrio, tačiau didesnę litrinę galią turinčius variklius, kurie yra efektyvesni už prieš tai naudotus didesnio darbo tūrio jėgos agregatus. Didesnę litrinę galią turintys varikliai kartu su bepakopio greičio reguliavimo sistema užtikrina nuo 3 iki 10 proc. mažesnes degalų sąnaudas, atitinkamai mažiau teršia aplinką kenksmingais deginiais. Tačiau ką galima pasakyti apie mažesnį pastarųjų variklių elastingumą? Viena vertus, gelbsti tolygus ir automatinis perdavimo skaičiaus reguliavimas transmisijoje. Dėl to ir naudojami šie varikliai, kita vertus, variklyje taip pat diegiamos jo rodiklius gerinančios priemonės: naudojamas kintamos geometrijos turbokompresorius (VGT) arba dviejų pakopų turbokompresorinio pripūtimo sistema su atskirais kiekvienai pakopai aušintuvais, didelio (iki 2 000 bar) slėgio degalų įpurškimo sistema, nepriklausoma aušintuvo ventiliatoriaus perdava su bepakopiu sūkių dažnio reguliavimu ir kita.

Iš praktinės pusės svarbu, kad bepakopis greičio reguliavimas leidžia geriausiai išspręsti automatinio darbinio greičio, apkrovos ir variklio sūkių derinimo klausimą. Geriausiai - taip, kad pastovus darbinis greitis būtų išsaugotas mažiausiomis energijos sąnaudomis. Verta paminėti, kad nors apkrovos ir darbinio greičio santykis reguliuojamas automatiškai, ribinės apkrovos vertes operatorius gali reguliuoti individualiai. Tai yra numatyta beveik visose bepakopėse transmisijose.

Didesnis traukos mašinos efektyvumas gaunamas dar ir dėl to, kad traktorius nuolat dirba visiškai apkrautas (apkrovos indeksas siekia 100 proc. arba pagal senąją metodiką 1,0). Nepriklausomai nuo atliekamo darbo, bepakopė transmisija leidžia išnaudoti visą variklio efektyvumo potencialą. Todėl klaidinga manyti, kad bepakopis greičio reguliavimas yra efektyvus tik atliekant transporto darbus.

Trys pagrindiniai tipai

Dar niekada bepakopių transmisijų pasiūla nebuvo tokia didelė. Tokį asortimentą lemia konstrukcijų įvairovė. Pagal hidrostatinio variatoriaus, kuris gali būti dvimašininis arba trimašininis (toks yra Fendt ML220/ML260/TA400 transmisijose), įrengimą visas šiuolaikines bepakopes pavarų dėžes pagal konstrukciją galima suskirstyti į tris bazines grupes.

Transmisijų tipai

• Pirmasis tipas: su hidrostatiniu variatoriumi, įrengtu planetinės pavaros įėjime.
• Antrasis tipas: su hidrostatiniu variatoriumi, įrengtu planetinės pavaros išėjime.
• Trečiasis tipas: kombinuotasis.

Bepakopės transmisijos yra padalyto galios srauto, t. y. galia varytuvams, išskyrus ribinius režimus (pajudant iš vietos ir važiuojant didžiausiu greičiu), perduodama dviem kontūrais: mechaniniu ir hidrostatiniu. Priklausomai nuo važiavimo greičio ir variklio sūkių dažnio, galios perdavimo abiem kontūrais santykis skiriasi. Šis skirtumas taip pat priklauso nuo naudojamos transmisijos tipo ir jos konstrukcijos.

Nors ne tik traktorių, bet ir automobilių bepakopes transmisijas įprasta vadinti bendru pavadinimu CVT (angl. Continiously Variable Transmission), išskyrus e-CVT, kuriuo žymimos hibridinės sinerginės perdavos, kai kurie gamintojai naudoja trumpinį IVT (angl. Infinitely Variable Transmission). Tarp CVT ir IVT apibrėžimų yra esminis skirtumas: IVT transmisijose greitis bepakopiškai reguliuojamas abiem kryptimis, ne tik važiuojant į priekį, bet ir atgal. Klasikinėje CVT transmisijoje bepakopiškai greitis reguliuojamas tik viena kryptimi - važiuojant į priekį. Tuo tarpu atbulinei eigai skirta atskira galios perdava, todėl net Fendt Vario ML transmisiją, panašiai kaip John Deere AutoPowr (mod. 7R/8R/8RT), tikslingiau būtų vadinti kaip IVT, nes važiavimo kryptis joje keičiama, keičiant alyvos srauto kryptį hidrostatiniame variatoriuje (siurblį lenkiant į priešingą pusę).

Priklausomai nuo konstrukcijos tipo, skiriasi mechaninių pavarų, vadinamųjų diapazonų, transmisijoje skaičius. Jei hidrostatinis variatorius įrengtas planetinės pavaros išėjime, galimos 1-2 mechaninės pavaros, kurių greičių diapazonai išdėstyti lygiagrečiai. Variatorių įrengus įėjime, 0-50/60 km/val. greičių intervalas suskirstytas į 2-4 nuosekliai išdėstytus diapazonus. Išimtis yra tik Valtra Direct transmisija, naudojama vidutinės galios N3/N4 ir T3/T4 serijos traktoriuose su 4 ir 6 cl. varikliais: šioje transmisijoje 4 greičių diapazonai išdėstyti lygiagrečiai. Kombinuotos konstrukcijos transmisijose taip pat yra 2-4 mechaninės pavaros, tačiau skiriasi jų perjungimo būdas.

Nepriklausomai nuo transmisijos tipo, jos efektyvumas ir atitinkamai naudingumo koeficientas visame greičių diapazone nėra pastovus. Jis priklauso nuo traktoriaus greičio, variklio sūkių dažnio ir pasirinkto diapazono, todėl gali būti skirtingas.

Naudingumo koeficiento reikšmės

• Pirmasis tipas: 0,78-0,85.
• Antrasis tipas: 0,77-0,83.
• Trečiasis tipas: 0,78- 0,86.

Dauguma šiuo metu naudojamų bepakopių transmisijų, atleidus akseleratorių, neperjungiamos į neutralią padėtį, o automatiškai didindamos perdavimo skaičių leidžia traktoriui lėtėti iki tol, kol jis visai sustoja. Traktoriui sustojus, transmisija lieka įjungta, aktyvioje fazėje, tad neleidžia jam pariedėti nė į vieną pusę, pavyzdžiui, atgal įkalnėje. Funkcija, vadinama Power Zero, ne tik mašinos valdymą daro patogesnį, bet ir didina aktyvųjį saugumą. Tokią funkciją turi CNH AutoCommand, Fendt Vario ML, John Deere AutoPowr, ZF Eccom//S-Matic CVT/ Terramatic TMT ir kitos transmisijos.

Konstrukcijų įvairovę lemia gamintojų siekis ne tik gaminti kuo efektyvesnes transmisijas, bet ir rasti kuo geresnį derinį su naudojamais varikliais bei varančiaisiais tiltais. Tačiau ne tik tai - svarbus ir ekonominis veiksnys. Dėl šios priežasties didieji žemės ūkio mašinų gamintojai stengiasi variklius ir transmisijas gamintis patys. Taip daro „John Deere" (išskyrus 6R serijos traktorių bepakopes transmisijas), analogiškos strategijos laikosi grupės CNH ir AGCO. Mažesni gamintojai, net ir naudodami specializuotų gamintojų produkciją, pamažu jų dalį mažina ir pristato savo konstrukcijos agregatus. Pavyzdžiui, transmisija Claas EQ200 jau montuojama į kompanijos vidutinės galios traktorius Arion 500/600, SDF T5100 - į mažos galios Deutz-Fahr 5 TTV, Hürlimann XM V-Drive ir Lamborghini Nitro VRT.