Az 1960-as években kezdtek elterjedni azok a sebességváltó-konstrukciók, amelyek már eltértek az addig általánosan használt egyszerű mechanikus rendszerektől, és külön terep-, illetve országúti fokozatcsoportokat alkalmaztak. Az igazi fejlődési hullám azonban az 1960-as évek végén, majd az 1970-es évek elején indult el, amikor megjelentek a terhelés alatt kapcsolható, úgynevezett powershift váltók. Ezek a megoldások azóta is meghatározó szerepet töltenek be a mezőgazdasági erőgépek piacán. Az 1980-as évek újabb fontos állomást hoztak a duplakuplungos rendszerek megjelenésével. A következő nagy változást az 1990-es évek vége és a 2000-es évek eleje jelentette, amikor a fokozat nélküli hajtóművek megjelentek a traktorokban. Több gyártó saját fejlesztésben készíti erőátviteli rendszereit, míg más vállalatok vagy konszernek külső, erre szakosodott beszállítóktól szerzik be a váltókat. A fejlesztések fő célja minden esetben az volt, hogy a motor teljesítményét az adott munkafolyamathoz és haladási sebességhez minél pontosabban lehessen igazítani.
Különböző igények, eltérő megoldások
A mezőgazdasági üzemek eltérő munkafolyamatai más-más követelményeket támasztanak a traktorok erőátviteli rendszereivel szemben. A gazdaság profilja nagyban meghatározza, milyen hajtáslánc bizonyul ideálisnak. Napjainkban a legtöbb gyártó ugyanazon típushoz többféle váltóváltozatot is kínál. A különböző teljesítménykategóriákban általában választható terhelés alatt kapcsolható és fokozat nélküli hajtómű is. A vásárlás során elsősorban azt kell mérlegelni, hogy az adott traktor milyen feladatokat és milyen éves kihasználtság mellett fog ellátni. Minden váltórendszernek vannak előnyei és korlátai, ezért nincs minden körülmény között ideális megoldás. A vezetési komfort, az ergonómia és a könnyű kezelhetőség ma már ugyanolyan fontos szempont, mint maga a vonóerő vagy az üzemanyag-fogyasztás.
Automatizálás és kezelési komfort
A mai kínálat rendkívül széles, a fejlesztések középpontjában pedig egyre inkább a kezelési kényelem és az automatizálás áll. A kartámaszba épített, hüvelykujjal vezérelhető váltógombok gyakorlatilag szabvánnyá váltak az európai fejlesztési elveket követő traktoroknál. Az elektrohidraulikus irányváltó szintén általános felszereltségnek számít. Egyre több modell rendelkezik olyan menetpedál-vezérléssel, amely lehetővé teszi a megállást és az elindulást kuplungpedál használata nélkül. Ez különösen rakodási feladatoknál vagy emelkedőn történő induláskor jelent komoly előnyt. Bár ezek a kényelmi rendszerek növelik a beszerzési költséget, megfelelő kihasználtság mellett hosszú távon gazdasági előnyt jelenthetnek. A traktorok teljesítményének növekedésével és rugózási rendszereik fejlődésével párhuzamosan megjelentek a 40, 50, sőt akár 80 km/h végsebességre képes, alacsonyabb motorfordulatszámra optimalizált váltók is.
Milyen szempontok számítanak?
A sebességváltók tervezésénél nem csupán a fokozatok száma lényeges, hanem azok kiosztása és egymáshoz viszonyított átfedése is. Ideális esetben ugyanahhoz a munkaművelethez több használható fokozat is rendelkezésre áll, különösen az agrotechnikai szempontból meghatározó 4–12 km/h, illetve a szállítás során fontos 15–40/50 km/h tartományokban. A mezőgazdasági vontatók üzemidejük nagy részét ezekben a sebességtartományokban töltik. A talajmunkák nagy vonóerőt követelnek, míg a növényápolási feladatoknál a pontos haladási sebesség tartása kerül előtérbe. A precíziós gazdálkodás elterjedésével ez utóbbi még nagyobb jelentőséget kapott. Az állattartó telepeken és majorokban végzett ismétlődő műveleteknél az egyszerű és gyors irányváltás is kiemelt elvárás. A modern powershift és fokozat nélküli rendszerek ezeknek az igényeknek ma már teljes mértékben megfelelnek.
Mechanikus és részben terhelés alatt kapcsolható váltók
A mechanikus sebességváltók fogalma ma már nem kizárólag a régi, szinkronizálás nélküli tolófogaskerekes rendszereket jelenti. Ide sorolják a szinkronizált mechanikus, illetve a részben vagy teljes egészében terhelés alatt kapcsolható konstrukciókat is. Átmeneti megoldásnak tekinthetők a fél-powershift, más néven Hi/Lo váltók. Ezeknél a sebességcsoportok kiválasztása még tengelykapcsoló használatával történik, ugyanakkor az adott csoporton belül már kuplungolás nélkül lehet fokozatot váltani. A sebességcsoportok közötti kapcsolást szinkrongyűrűk segítik, és rendszerint 3–4, ritkábban 6 csoport áll rendelkezésre. Az állandó kapcsolatban lévő fogaskerekek és előtéttengelyek biztosítják a működést. Az egyes fokozatokat különböző szorzóművek hozzák létre, amelyek jellemzően alacsony, közepes és magas tartományban dolgoznak. A mászófokozatok áttételeit külön hajtáság biztosítja. Ezek a konstrukciók ma is kedveltek az ültetvénytraktoroknál, valamint a kisebb univerzális gazdasági gépeknél.
Full-powershift rendszerek
A full-powershift váltók esetében a sebességfokozatok és a csoportok között egyaránt megszakítás nélkül lehet váltani, kuplungpedál használata nélkül. A teljes sebességtartomány folyamatosan elérhető marad. A kapcsolást elektrohidraulikus vezérlésű lamellás tengelykapcsolók és bolygóművek végzik. A fejlődést a mikroprocesszoros vezérlés, a mágneskapcsolók és az elektrohidraulikus szelepek tették lehetővé. Ezek a váltók általában manuális, részben automatikus vagy teljesen automata üzemmódban is használhatók. A modern rendszerek egyik legnagyobb előnye, hogy a számítógépes vezérlés folyamatosan figyeli a motor terhelését, így a rendkívül gyors, akár tizedmásodperc alatti kapcsolások szinte észrevétlenül történnek meg.
Fokozat nélküli hajtóművek
A fokozat nélküli sebességváltók az 1990-es évek közepén jelentek meg a mezőgazdasági gépeknél. A Vario vagy CVT néven ismert rendszerek kezdetben főként a közepes teljesítményű traktorokban voltak elérhetők, később azonban a kisebb, 100 lóerő alatti univerzális gépekben is megjelentek. Napjainkban már a legnagyobb teljesítménykategóriákban is egyre nagyobb szerepet kapnak. Ezeknél a hajtóműveknél nincs hagyományos értelemben vett fokozatváltás, a traktor fokozatmentesen gyorsítható a maximális sebességig. Legnagyobb előnyük, hogy a motor mindig az optimális fordulatszám-tartományban dolgozhat, ami jelentős üzemanyag-megtakarítást eredményezhet. Ez különösen a sok közúti szállítást végző vagy változó terepviszonyok között dolgozó gazdaságok számára előnyös. A tapasztalatok ugyanakkor azt mutatják, hogy nehéz talajmunkák során a mechanikus hajtásláncok bizonyos esetekben kedvezőbb hatásfokkal működnek.
A fokozat nélküli hajtóművek két fő csoportra oszthatók. Az egyik a részterheléses, sebességtartományon belüli fokozatmentes rendszer, amelyhez az ékszíjhajtású variátorok tartoznak. A másik a teljes sebességtartományban fokozatmentes hajtás, amelyet általában CVT-rendszerként emlegetnek. Ezek többnyire hidrosztatikus-mechanikus, teljesítmény-elágazásos elven működnek. A motor teljesítményét bolygóművek osztják két irányba, mechanikus és hidrosztatikus ágra. A legújabb fejlesztések az automatikusan szabályozott sebességtartományokra és az elektronikus vezérlésekre épülnek. A munkasebesség rendszerint két tartományban választható, lassú és gyors fokozatban, amelyeken belül automatikusan történik a sebességszabályozás. A lassú tartomány általában 0,02–30 km/h, míg a gyors 0,02–40 vagy akár 50 km/h közötti sebességet fed le. Hátramenetben a legtöbb rendszer nem biztosítja a teljes előremeneti sebességet, jellemzően annak 50–60%-a érhető el. Ez főként a tolt üzemű vagy megfordítható vezetőállású gépeknél bír jelentőséggel.
Fotó: zf.com
GÉPmax Tudástár: traktorváltó – A traktorváltó a mezőgazdasági erőgépek erőátviteli rendszere, amely a motor teljesítményét a munkasebességhez, vonóerőigényhez és terheléshez igazítja; fő típusai a mechanikus, powershift és fokozatmentes CVT-hajtóművek.
