Įvadas: Kas yra Sekvencinė Pavarų Dėžė?
Žurnale jau buvo aprašytos tipinės mechaninės ir kombinuotos traktorių transmisijos. Tolesnė mechaninių laiptinių transmisijų evoliucija - dinaminės arba sekvencinės (nuo angliško termino „sequence“ - nuosekliai, eilės tvarka) pavarų dėžės.
Sekvencinė pavarų dėžė - tai transmisijos tipas, kuriame pavaros jungiamos griežta seka: tik aukštyn arba žemyn. Anksčiau buvusi išskirtinai lenktynėms, sekvencinė pavarų dėžė dabar skinasi kelią ir į gatvės automobilius bei yra laikoma viena pažangiausių tarp hidromechaninių laiptinių transmisijų. Tokiose šalyse kaip Vokietija ar Jungtinė Karalystė, sekvencinės dėžės tampa vis populiaresnės sportiniuose automobiliuose. "Sekvencinės dėžės suteikia vairuotojui visišką kontrolę be vėlavimo," - teigia ekspertai. Tai naujos kartos sprendimas, jungiantis lenktynių technologijas su kasdieniu vairavimu.
Sekvencinių Pavarų Dėžių Privalumai ir Veikimo Principai
Pagrindiniai sekvencinių pavarų dėžių privalumai išryškėja perjungiant pavarą: jose perduodamas sukamasis judesys ir jėgos momentas. Perjungti pavarą eigoje, kaip ir traktoriuose su kombinuotomis pavarų dėžėmis, gali vairuotojas arba, priklausomai nuo apkrovos, elektroninė valdymo sistema. Skirtingai negu kombinuotose, dinaminėse pavarų dėžėse diapazonų perjungti mechaniškai nereikia. Pastarieji išskaidyti į režimus, kurie, kaip ir pavaros, perjungiami nenaudojant sankabos pedalo.
Ar verta rinktis brangesnę dinaminę pavarų dėžę vietoj kombinuotos transmisijos? Atsakymas - taip. Visi traktorių gamintojai išskiria du pagrindinius darbo režimus: darbinį ir transportinį. Variklio darbo sąlygos ir pavarų perjungimo momentai abiejuose režimuose yra skirtingi. Darbiniame režime aukštesnė pavara visada perjungiama esant didesniam variklio sūkių dažniui, t. y., priklausomai nuo variklio perduodamos galios ir sukimo momento. Transportiniame režime atvirkščiai: aukštesnė pavara perjungiama, kai sūkių dažnis mažesnis.
Renkantis Traktorių su Dinamine (Sekvencine) Pavarų Dėže
Renkant naują universalios paskirties (120-190 AG) traktorių, kuris bus naudojamas ir transporto darbams atlikti, verta atkreipti dėmesį į šiuos aspektus:
- Bendras pavarų skaičius: Galioja taisyklė: kuo pavarų daugiau, tuo ir perdavimo skaičiaus eilės tankis didesnis. Nuo to priklauso traktoriaus traukos savybės ir ekonomiškumas. Reikėtų atsižvelgti ne tik į perdavimo skaičiaus eilės tankį, ypač 5-15 km/val. diapazone, bet ir į diskų su frikciniais antdėklais skaičių daugiadiskėse sankabose.
- Daugiadiskės sankabos: Didesnės galios, ypač didesnės kaip 200 AG, traktoriuose transmisija perduodamas sukimo momentas taip pat yra didesnis, todėl, didinant daugiadiskių sankabų diskų su frikciniais antdėklais skaičių ir jų skersmenį, mažėja bendras pavarų skaičius. Visos pavarų dėžės, kuriose įrengtos daugiadiskės šlapiojo tipo sankabos, turi bendrą trūkumą: darbo metu šių sankabų diskai nors ir nežymiai, tačiau visą laiką buksuoja. Buksavimo intensyvumas tiesiogiai priklauso nuo perduodamo sukimo momento dydžio: kuo jis didesnis, tuo buksavimas intensyvesnis. Dėl to frikciniai antdėklai greičiau dyla, mažėja bendras mazgo resursas.
- Galios nuostoliai: Didesnis vienu metu įjungtų daugiadiskių sankabų skaičius lemia didesnius galios nuostolius transmisijoje arba mažesnį jos naudingumo koeficientą. Galios nuostoliai mažesni toje dinaminėje pavarų dėžėje, kurioje vienu metu įjungta mažiau daugiadiskių sankabų ir sujungta krumpliaračių.
- Didžiausias transportinis greitis: Viena iš būtinų sąlygų - didžiausias 50 km/val. greitis ir jam skirta speciali aukščiausia pavara. Paprastai didžiausio transportinio greičio pavara daroma sąlygiškai tiesioginė. Tačiau kai kurie ekspertai teigia, kad, esant mažesnei kaip 150 AG (pagal ECE R24 standartą) variklio galiai, didžiausią 50 km/val. greitį pasiekti ekonomiškai neracionalu, ypač važiuojant 40 km/val.
- Stabdžių sistema: Jei transportinis traktoriaus greitis siekia 50 km/val., dėl saugumo jame įrengiamos priekinio tilto ir kabinos elastingos pakabos. Kai mašinos greitis yra didelis, reikia efektyvesnių stabdžių, todėl traktoriuose papildomai sumontuojami priekinių ratų stabdžiai. Tokie stabdžiai įrengti New Holland TM175/190 traktoriuose su 19/6 Power Command dinamine pavarų dėže. Visų keturių ratų varančiųjų tiltų korpusuose sumontuoti diskiniai stabdžiai. Be to, stabdžių sistemoje galima įrengti stiprintuvą.
- Vientisi ratlankiai: Kita privaloma sąlyga - vientisi ratlankiai, t. y. ratlankiai su diskais turi sudaryti nedalomą elementą.
Jei traktorius su belaipte transmisija per brangus ar abejojama transmisijos ilgaamžiškumu, pagrindiniams ir sunkiausiems darbams (arimui, kultivavimui, sėjai ir pan.) atlikti rekomenduojama rinktis mašiną tik su dinamine pavarų dėže. Ji ne tik lanksčiau prisitaiko prie pakitusių darbo sąlygų, bet ir yra ekonomiškesnė, palyginti su kombinuota transmisija.
Sekvencinių Pavarų Dėžių Implementacija Traktoriuose: John Deere ir CNH
John Deere PowrShift Transmisijos
John Deere 6000/6010 SE/6020 SE/6020/7020 vidutinės galios klasės traktoriuose, taip pat ir aukštesnės grupės modeliuose, dinaminę pavarų dėžę įrengti nenumatyta. Pavyzdžiui, 7020 serijoje siūlomos dvi alternatyvos: bazinė kombinuota transmisija PowrQuad Plus (PQ+) arba pažangesnė, su automatinio valdymo režimais (autoshift) AutoQuad Plus (AQ+).
Vietoj nuo 1992 m. 7000/7010 serijose montuotos dinaminės arba sekvencinės pavarų dėžės 19/7 PowrShift dabar siūloma pažangesnė alternatyva - belaiptė transmisija AutoPowr (IVT). Analogiškai ir 120-160 AG John Deere 6020 serijos traktoriuose vietoj dinaminės pavarų dėžės montuojama belaiptė transmisija AutoPowr (6020 ir 7020 serijose, nors ir vadinamos vienu vardu, yra skirtingos konstrukcijos).
John Deere 6010 Serijos Modeliai su Dinamine Pavarų Dėže (18/7 PowrShift):
- John Deere 6010 serijos modeliuose 6810 ir 6910 buvo montuojama 18/7 (40 km/val.) dinaminė pavarų dėžė PowrShift.
- Automatinis visų pavarų perjungimas, priklausomai nuo variklio sūkių dažnio (apkrovos).
- Galimybė darbo metu iš karto įjungti aukštesnę pavarą, neįjungiant tarpinės pavaros.
- Sąsaja tarp pavaros numerio ir važiavimo greičio (tik 18/7 transmisijoje). Pavyzdžiui, greitis 5-ta pavara, esant vardiniam variklio sūkių dažniui, siekia 5,2 km/val. Dėl tokios sekos transmisiją paprasčiau valdyti.
- Nėra galimybės nustatyti norimą manevravimo ir apsisukimo galulaukėje pavarą.
- Neprogramuojamas elektrohidraulinis reversas, kuris perjungiamas ta pačia svirtimi kaip ir pavaros.
- Negalima nustatyti norimų transmisijos valdymo parametrų.
- Integruota mašinos stovėjimo padėtis.
- Didžiausias greitis - 40 km/val.
- Transmisijoje 19/7, kuri įdiegta 7010 serijos modeliuose, yra po 6 pavaras 1,7-4,7 km/val. ir 5,5-11,2 km/val. diapazonuose, o 13,0-40,6 km/val. diapazone yra 7 pavaros. Išplėstiniame darbo diapazone (5-15 km/val.) numatytos 8 pavaros. Reversavus važiavimo kryptį, 2,7-17,0 km/val. diapazone taip pat numatytos 7 pavaros.
- Eigos lėtintuvas 19/7 transmisijoje neįrengtas, nes greitis važiuojant žemiausia pavara nedidelis (1,2-1,7 km/val.), praktiškai jis siekia 27 m/min.
- Didžiausias greitis 40-42 km/val. (priklausomai nuo efektyviojo padangos spindulio), palyginti su kombinuota transmisija, pasiekiamas 45 proc.
John Deere 19/7 PowrShift transmisiją tiesiogiai lyginti su kompanijos CNH Power Command būtų neteisinga. Pirmiausia, PowrShift yra pakankamai sena konstrukcija. Paskutinieji nuo konvejerio nuriedėję John Deere traktoriai su dinamine pavarų dėže turi išties patikimą, laiko patikrintą mazgą. Transmisijoje PowrShift naudojami tiesiakrumpliai krumpliaračiai. Joje, kaip ir PowrQuad bei AutoQuad transmisijose, montuojamos analogiškos šlapiojo tipo daugiadiskės sankabos Perma Clutch/II. Tačiau joje neįrengiami preciziški proporcinio valdymo elementai.
Daugeliui vartotojų traktoriai su 19/7 PowrShift transmisija patrauklesni, nes perjungiant pavaras nereikia svirties stumti specialiomis kreipiančiosiomis. Tačiau 6010/7000/7010 modelių traktoriuose šalia vairo rato nerasime elektrohidraulinio reverso svirties. Važiavimo kryptis reversuojama patraukus transmisijos valdymo svirtį atgal per tarpinę padėtį iki norimo atbulinio greičio (pavaros). Šis eigos reversas yra neprogramuojamas, t. y., negalima nustatyti skirtingų greičių pirmyn ir atgal. Be to, skirtingai negu kombinuotose John Deere transmisijose, PowrShift greičiai nėra tiesiogiai reversuojami, t. y., perdavimo santykis nėra 1:1.
Vėliau patobulintose PowrShift transmisijose buvo įdiegta funkcija, leidžianti perjungimo metu praleisti tarpinę pavarą, iš karto pasirenkant aukštesnę pavarą.
CNH Power Command Transmisijos
Tuo tarpu CNH korporacija siūlo skirtingus vidutinės galios traktorių su belaiptėmis transmisijomis modelius: Case IH CVX/New Holland TVT/Steyr CVT. Visi jie gaminami „Steyr“ gamykloje Austrijoje ir yra Steyr CVT analogai. Traktorių Case IH MXM Maxxum ir New Holland TM modeliuose belaiptė transmisija nenumatyta.
Korporacijos CNH Power Command transmisija, nors ir yra Range Command kombinuotos pavarų dėžės tobulesnis variantas, tačiau ji turi daugiau nustatymo ir automatinio valdymo galimybių.
Korporacijos CNH vidutinės galios klasės universalios paskirties traktoriuose (pvz., Case IH MXM Maxxum ir New Holland TM) montuojama 17/6 (30 km/val.), 18/6 (40 km/val.) ir 19/6 (50 km/val.) dinaminė pavarų dėžė Power Command. Suprantama, didžiausi greičiai yra santykiniai dydžiai, tiesiogiai priklausantys nuo efektyviojo padangos spindulio. Transmisija Power Command yra šiek tiek modifikuota kombinuota Range Command transmisija.
Power Command transmisija yra bazinė įranga galingiausiuose Case IH MXM Maxxum ir New Holland TM modeliuose 175 (130 kW/177 AG) ir 190 (142 kW/194 AG). Transmisiją 19/6 Power Command galima įrengti tik didesnės galios (177 AG ir 194 AG) modeliuose, nes mažesnės galios traktoriuose didžiausiam 50 km/val. greičiui pasiekti ne visada pakanka variklio galios.
CNH Power Command Transmisijos (17/6, 18/6, 19/6) Ypatybės:
- Automatinis visų pavarų perjungimas priklauso nuo trijų parametrų: variklio sūkių dažnio, važiavimo greičio (pasirinktos pavaros) ir apkrovos.
- Trys automatinio valdymo režimai (dažnai tokio tipo transmisijose žymimi vienu pavadinimu - autoshift): Auto Field (pagrindinis darbinis), Auto Transport (transportinis) ir Go To (manevravimo, apsisukimo galulaukėje pavara).
- Programuojamas elektrohidraulinis reversas perjungiamas svirtele šalia vairo rato.
- Automatinis nuoseklus grįžimas prie užprogramuotos pavaros.
- Optimaliausia pavara derinama prie realaus važiavimo greičio (Speed Matching).
- Vairuotojas gali nustatyti norimus transmisijos valdymo parametrus.
- Speciali didžiausiam transportiniam greičiui skirta aukščiausia pavara (tik 19/6, 50 km/val. transmisijoje).
- Power Command transmisijoje, turinčioje įstrižakrumplius krumpliaračius, yra 9 daugiadiskės sankabos (palyginimui, Range Command jų yra 6). Įstrižakrumpliai krumpliaračiai, palyginti su tiesiakrumpliais, perduoda ne tik didesnį sukimo momentą, bet ir kelia mažesnį triukšmą.
- Pavarų dėžė tepama kombinuotai, t. y. slėginiu ir taškymo būdu.
- Pavaros Power Command transmisijoje perjungiamos ne tik atsižvelgiant į važiavimo greitį ir variklio sūkių dažnį, bet ir į apkrovą (transmisijai perduodamą sukimo momento dydį). Dėl to pavaros eigoje perjungiamos sklandžiau ir, svarbiausia, šis parametras praktiškai nepriklauso nuo apkrovos dydžio. Būtinybė matuoti apkrovą iškilo įdiegus automatinio valdymo režimus: Auto Field ir Auto Road. Jų valdymo algoritmus realiai galima atskirti tik įvertinus perduodamo sukimo momento dydį.
Mechaninės Pavarų Dėžės Pavertimas į Sekvencinę
Sekvencinės pavarų dėžės yra greitesnės už įprastas mechanines, tačiau rinkoje yra produktų, kurie mechaninę pavarų dėžę gali paversti sekvencine vos per kelias minutes. Jūs žinote, kaip perjungiamos mechaninės pavarų dėžės pavaros - pavarų perjungimo svirtimi reikia sekti H formos schemą. Tačiau sekvencinės transmisijos veikia kur kas greičiau, nes perjungimo svirtį reikia judinti tik pirmyn-atgal.
Bremer kompanija sukūrė naujovišką pavarų perjungimo mechanizmą, kuris įprastą mechaninę pavarų dėžę su H schema gali paversti sekvencine transmisija. Tai yra mechanizmas leidžia pavaras perjunginėti traukiant ir stumiant rankeną. Trūkumas tas, kad neįmanoma praleidinėti pavarų, o ir sankabą vis tiek teks naudoti, priešingai nei tikrose sekvencinėse transmisijose.
Bremer Pavarų Perjungimo Mechanizmo Privalumai:
- Greitesnis pavarų perjungimas: Tam tereikia lengvų judesių, nes Bremer svirtis juda 40 proc. mažiau nei įprasta mechaninės transmisijos svirtis - tai ir suteikia pageidaujamą greitį. Visgi daugeliu atvejų vis tiek reikės spausti sankabos pedalą.
- Lengvas montavimas: Nereikia išimti pavarų dėžės, virinti ar atlikti kitų pakeitimų. Mechanizmas surenkamas automobilio salone kaip kokie „Ikea“ baldai - gamintojai teigia, kad profesionalių mechanikos žinių tam tikrai nereikia, o darbą galima užbaigti per kelioliką minučių.
- Lankstumas: Vairuotojas pagal savo įpročius ir mėgstamiausią vairavimo poziciją gali pasirinkti pavarų svirties rankenos kampą, pačios svirties neutralią padėtį, galima netgi keisti perjungimo kryptį. Pačią svirtį su specialiu adapteriu galima perkelti ir į kitą automobilio vietą, toliau nuo transmisijos, pavyzdžiui, prie vairo.
Bremer pavarų perjungimo mechanizmas yra labai įdomus gaminys. Šiuo metu Bremer pavarų perjungimo mechanizmas kainuoja 2400 JAV dolerių. Tai, žinoma, didelė suma, tačiau ir gaminys yra neeilinis. Tikėtina, kad pasibaigus pirminio pardavimo etapui kainos augs. Bremer mechanizmai tinka daugeliui Tremec transmisijų, naudojamų sportiniuose automobiliuose: T5, T56, TKO 500, TKO 600, TR 6060 ir TR 3560.
Sekvencinė vs. Kitos Transmisijos: Pliusai ir Minusai
Pabandykime įvertinti pagrindinių pavarų dėžių privalumus ir trūkumus, palyginti su sekvencine.
Mechaninė Pavarų Dėžė
Tradicinė, mechaninė pavarų dėžė ir toliau išlieka vyraujanti nedidelės galios, santykinai pigių automobilių segmente. Tai paprasta, labai patikima, didžiausią naudingumo koeficientą turinti transmisija. Kuo mechanizmas mažiau sudėtingas, tuo jo patikimumas didesnis. Taupiems mechaninė pavarų dėžė papildomai reiškia lėčiau tuštėjantį degalų baką. Trūkumai? Kai kas taip ir neišmoksta laiku bei tiksliai perjungti reikiamos pavaros. Paradoksalu, bet atrasime ir tokių, kurie neatranda loginio ryšio tarp variklio sūkių, važiavimo greičio ir pavaros. Tuo tarpu azartiški vairuotojai niekada neatsisakys patys perjungti pavaros, taigi ir mechaninės pavarų dėžės, ir didins savo profesionalumą kiekvieną kartą išvažiuodami į trasą.
Automatinė Pavarų Dėžė
Automatinės pavarų dėžės leidžia švelniai ir tolygiai pajudėti iš vietos, tačiau už tai sumokama didesniais eksploatacijos bei priežiūros kaštais. Komfortišką pajudėjimą sąlygoja šioje transmisijoje vietoje tradicinės frikcinės sankabos naudojamas hidrotransformatorius, tolygiai keičiantis ir iki 2,8 karto didinantis perduodamą sukimo momentą. Kita vertus, pastarasis agregatas didžia dalimi sumažina bendrą pavarų dėžės naudingumo koeficientą. Pasiekus atitinkamą greitį arba pradėjus stabdyti varikliu, hidrotransformatoriaus darbo ratai blokuojami specialiu frikciniu stabdžiu. Taip mažinamos degalų sąnaudos ir didinamas stabdymo varikliu efektyvumas. Automatinės pavarų dėžės viduje - sudėtingas planetinių reduktorių ir daugiadiskių sankabų derinys. Eksploatacijos metu daugiadiskių sankabų diskai su frikciniais antdėklais dyla, dėl to pavaros perjungiamos ne taip sklandžiai kaip naujame agregate. Automatinė pavarų dėžė yra gerokai sudėtingesnė už paprastą, mechaninę transmisiją, todėl remonto kaštai kalba ne jos naudai.
Sekvencinės Pavarų Dėžės: Tarpinis Sprendimas ir Privalumai
Egzistuoja tarpinę nišą tarp mechaninių ir automatinių transmisijų užimančios pavarų dėžės. Jose automatizuotas ne pavarų perjungimas, o tik sankabos įjungimas/išjungimas. Tačiau tokių pavarų dėžių populiarumas išblėso, ir jos sėkmingai užleido pozicijas tobulesnėms sekvencinėms pavarų dėžėms.
Sekvencinės pavarų dėžės po truputėlį iš „Premium“ segmento stumia net mechanines transmisijas. Priežasčių keletas: su spartesniais kontroleriais ir kokybiškesniais vykdymo elementais jos veikia kur kas sklandžiau nei automatinės transmisijos, o, padidėjus pavarų skaičiui (iki 5, 6), pagerėjo ekonomiškumas. Be to, galima pasirinkti vieną iš kelių valdymo režimų (sportišką, žiemos ar pan.). Kaip ir mechaninėje transmisijoje pavaras galima perjungti svirtimi arba tiesiog jungikliais šalia vairo rato. Visa tai sukuria iliuziją, lyg šią transmisiją valdytum pats. Tačiau tik retais atvejais visas valdymas patikimas vairuotojui. Varikliui dirbant ribiniais režimais, pavaras vis tiek perjungia „budrusis“ kontroleris.
Net ir tos pačios klasės, panašios galios, tačiau skirtingų gamintojų automobiliuose sekvencinė pavarų dėžė gali turėti skirtingą valdymo programą. Tai galima pasakyti ir apie tos pačios markės automobilius, besiskiriančius variklio galia. Nulemia ne tik perduodamas didesnis sukimo momentas (variklio galia), bet ir pavarų dėžės gamintojas. Geriausias būdas yra atsisėsti ir pabandyti pačiam. Pereinant iš automatinio į rankinį valdymo režimą svarbu ne tik, kaip nustatytas sekvencinės pavarų dėžės kontroleris. Didelę įtaką daro variklio galia, jo elastingumas bei automobilio masė. Ganėtinai sunkiame vidutinės (D segmentas) arba vidutinės aukštesnės (E segmentas) klasės automobilyje, jei variklio galia neviršija 200 AG, kažkokio ypatingo efekto rankiniu būdu perjungiant pavaras nebus. Tuo tarpu galingas jėgos agregatas su solidžia sukimo momento atsarga leis išvengti nepatogių momentų net klaidingai perjungus pavaras - variklio galios smagiam manevrui atlikti pakaks perjungus ir aukštesnę pavarą.
Atskirai verta paminėti belaipsnes transmisijas (variatorius). Jų privalumai tokie patys kaip ir automatinės pavarų dėžės: vairuotojas ir keleiviai nejaučia pavarų perjungimo momentų, o variklio apkrova visuose darbo režimuose išlieka optimali. Važiavimo komforto, degalų sąnaudų, dinamikos požiūriu tai bene optimalus variantas. Nors belaipsnė transmisija išoriškai paprastesnė už sekvencinę pavarų dėžę, tačiau sudėtingų, preciziškai pagamintų elementų pakanka ir joje. Vienas belaipsnės transmisijos, konkrečiai variatoriaus, trūkumų - riboto dydžio sukimo momento perdavimas.
tags: #sekvencine #pavaru #deze #vikipedija