Konstrukce traktorových převodovek Zpracoval: Ing. Robert Voženílek, Ph.D. Pracoviště: katedra vozidel a motorů (TUL) Tento materiál vznikl jako součást projektu In-TECH 2, který je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem ČR.

In-TECH 2, označuje společný projekt Technické univerzity v Liberci a jejích partnerů - Škoda Auto a.s. a Denso Manufacturing Czech s.r.o. Cílem projektu, který je v rámci Operačního programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost (OP VK) financován prostřednictvím MŠMT z Evropského sociálního fondu (ESF) a ze státního rozpočtu ČR, je inovace studijního programu ve smyslu progresivních metod řízení inovačního procesu se zaměřením na rozvoj tvůrčího potenciálu studentů. Tento projekt je nutné realizovat zejména proto, že na trhu dochází ke zrychlování inovačního cyklu a zkvalitnění jeho výstupů. ČR nemůže na tyto změny reagovat bez osvojení nejnovějších inženýrských metod v oblasti inovativního a kreativního konstrukčního řešení strojírenských výrobků. Majoritní cílovou skupinou jsou studenti oborů Inovační inženýrství a Konstrukce strojů a zařízení. Cíle budou dosaženy inovací VŠ přednášek a seminářů, vytvořením nových učebních pomůcek a realizací studentských projektů podporovaných experty z partnerských průmyslových podniků. Délka projektu: 1.6.2009 – 31.5. 2012

INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ Cíl projektu INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ

Používané typy převodovek PŘENOS A TRANSFORMACE ENERGIE Používané typy převodovek Bez synchronizace Se synchronizací Synchronizované s násobným řazením pod zatížení ( Powershift ) Řazené plně pod zatížením ( Full Powershift ) Bezstupňové INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ

Důvody vývoje převodovek PŘENOS A TRANSFORMACE ENERGIE Důvody vývoje převodovek Požadavky na přenos vyšších výkonů Požadována vyšší účinnost S tím souvisí také spotřeba paliva, jenž je dnes hlavní pro provoz jakéhokoli motorového vozidla INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ

Důvody vývoje převodovek PŘENOS A TRANSFORMACE ENERGIE Důvody vývoje převodovek Požadavky na přenos vyšších výkonů Požadována vyšší účinnost Zmenšení konstrukce Komfort obsluhy Jedná se především o jednoduchost a přehlednost pro obsluhu a způsob volby jednotlivých režimů. INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ

Převodovky s násobným řazením pod zatížením PŘENOS A TRANSFORMACE ENERGIE Převodovky s násobným řazením pod zatížením Stupni řazenými pod zatížením se rozumí takové stupně, kde při řazení nedochází k přerušení toku výkonu. Stupně řazené pod zatížením jsou dva, tři nebo čtyři. Řazení stupňů pod zatížením zajišťují elektromagnetické, či elektro-hydraulické spojky INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ

Složení převodovky s násobným řazením pod zatížením PŘENOS A TRANSFORMACE ENERGIE Složení převodovky s násobným řazením pod zatížením Hlavní převodovka, na principu násobiče točivého momentu ( 2° – 4° ) Skupinová převodovka ( 4° - 5° ) Reverzační převodovka ( umožňuje volbu směru jízdy ) Přídavná převodovka pro vývodový hřídel ( 1° - 4° ) INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ

Složení převodovky s násobným řazením pod zatížením PŘENOS A TRANSFORMACE ENERGIE Složení převodovky s násobným řazením pod zatížením Hlavní převodovka, na principu násobiče točivého momentu ( 2° – 4° ) Skupinová převodovka ( 4° - 5° ) Reverzační převodovka ( umožňuje volbu směru jízdy ) Přídavná převodovka pro vývodový hřídel ( 1° - 4° ) INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ

PŘENOS A TRANSFORMACE ENERGIE Převodovky s násobným řazením pod zatížením Čerpáno z časopisu Mechanizace zemědělství Konstrukce 2 stupňového násobiče STEYR INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ

PŘENOS A TRANSFORMACE ENERGIE Převodovky s násobným řazením pod zatížením Čerpáno z časopisu Mechanizace zemědělství Konstrukce 2 stupňového násobiče ZETOR INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ

PŘENOS A TRANSFORMACE ENERGIE Převodovky s násobným řazením pod zatížením Čerpáno z časopisu Mechanizace zemědělství Konstrukce 3 stupňového násobiče SAME INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ

PŘENOS A TRANSFORMACE ENERGIE Převodovky s násobným řazením pod zatížením Čerpáno z časopisu Mechanizace zemědělství Konstrukce 4 stupňového násobiče John Deere INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ

Upořádání převodovky PowerShift PŘENOS A TRANSFORMACE ENERGIE Upořádání převodovky PowerShift Čerpáno z časopisu Mechanizace zemědělství INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ

Upořádání převodovky PowrQuard PŘENOS A TRANSFORMACE ENERGIE Upořádání převodovky PowrQuard Čerpáno z časopisu Mechanizace zemědělství INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ

Bezstupňové převodovky PŘENOS A TRANSFORMACE ENERGIE Bezstupňové převodovky Využití maximálního výkonu motoru => zvýšení produktivity práce Práce s konstantními otáčkami motoru, např. při nutnosti konstantních otáček vývodového hřídele ( secí stroje, postřikovače, …) Nízké otáčky při přepravě => nižší spotřeba Ideální konstantní otáčky motoru přispívají k minimalizaci emisí motoru „Správný převod ve správnou chvíli“ INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ

Bezstupňové převodovky - vývoj PŘENOS A TRANSFORMACE ENERGIE Bezstupňové převodovky - vývoj Firma Fendt začala pracovat na vývoji této převodovky již začátkem sedmdesátých let, avšak uvedení na trh si vyžádalo mnoho času. S touto myšlenkou se zabývali i na Německé technické univerzitě, kde byla vyvinuta plynulá převodovka s řetězovým variátorem a též International Harvester používal plynulou převodovku na svých „Hydro“, ale mělo to malý dopad na další vývoj těchto převodovek. S první sériově vyráběnou plynulou převodovkou přišla na trh firma Fendt ve svém modelu Favorit Vario 926 o výkonu 260 koní na konci roku 1995, tento krok byl považován za milník ve vývoji této techniky. Po uvedení první plynulé převodovky bylo postupně představovány další verze od ostatních výrobců. V dnešní době nabízí tyto převodovky do svých traktorů většina světových výrobců traktorů jako jednu z mnoha variant. Firma Fendt nabízí traktory střední a vyšší třídy pouze s převodovkami „VARIO“ INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ

Bezstupňové převodovky - konstrukce PŘENOS A TRANSFORMACE ENERGIE Bezstupňové převodovky - konstrukce Dělení výkonu na dvě samostatné větve prostřednictvím planetového diferenciálu INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ

Bezstupňové převodovky - konstrukce PŘENOS A TRANSFORMACE ENERGIE Bezstupňové převodovky - konstrukce Mechanická větev za použití mechanických převodů ( 2° - 8° ), jenž jsou řazeny převážně automaticky pro daný rozsah prostřednictvím řídící jednotky převodovky. Pracovní rozsah, silniční rozsah a někdy i přídavný plazivý rozsah, pro velmi malé rychlosti, je řazen manuálně řidičem INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ

Bezstupňové převodovky - konstrukce PŘENOS A TRANSFORMACE ENERGIE Bezstupňové převodovky - konstrukce Hydrostatická větev, jeden hydromotor s konstantním či variabilním geometrickým objemem a jeden (většina výrobců) či dva ( Fendt) hydromotory s variabilním geom. objemem, jenž jsou na společném hřídeli. INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ

Bezstupňové převodovky – princip funkce PŘENOS A TRANSFORMACE ENERGIE Bezstupňové převodovky – princip funkce Pro funkci této převodovky není zapotřebí spojky, přesto je použita pro snadnější start motoru a pro nouzové stavy Funkce spojky je nahrazena hydrostatickým převodem. Přenos výkonu je od motoru veden na převod ozobenými koly, který ho rozděluje do větve hydrostatické a mechanické. Opětné spojení těchto dvou větví je prostřednictvím planetového diferenciálu. Mechanická větev je spojena s centrálním kolem planetového převodu a hydrostatická s korunovým kole. Z rozdílných otáček hydrostatické větve a mechanické jsou odvozeny výstupní otáčky na koncový převod. INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ

Bezstupňové převodovky – princip funkce PŘENOS A TRANSFORMACE ENERGIE Bezstupňové převodovky – princip funkce V čistě mechanické větvi pohání centrální kolo satelity čímž je roztáčí, protože korunové kolo stojí. Satelity jsou uchyceny na unášeči, znamená to tedy, že pokud rotují satelity, musí rotovat i unášeč a takto se přenáší výkon na hnací kola. Ovšem motor rovněž pohání hydrogenerátor (Fendt používá axiální hydrogenerátor s naklápěním celého tělesa, ostatní klasický axiální hydrogenerátor s naklápěcí deskou). Tento hydrogenerátor dodává olej do hydromotoru (Fendt používá dva hydromotory), který pohání korunové kolo planetového převodu. Pokud hydromotor pohání korunové kolo souhlasně s otáčkami centrálního kola, dochází k maximálnímu roztočení unášeče satelitů a traktor rovněž zrychluje. Pokud hydromotor otáčí korunovým kolem pomaleji nebo dokonce opačným směrem vůči centrálnímu kolu způsobí zpomalení unášeče satelitů a tedy i traktoru. Pokud jsou otáčky korunového a centrálního kola stejné, jednotka se uzamyká a traktor zastaví. INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ

Bezstupňové převodovky – převodovka Vario firmy FENDT PŘENOS A TRANSFORMACE ENERGIE Bezstupňové převodovky – převodovka Vario firmy FENDT Čerpáno z časopisu Mechanizace zemědělství INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ

PŘENOS A TRANSFORMACE ENERGIE Bezstupňové převodovky – princip funkce – aktivní klidový stav a první rychlostní rozsah Čerpáno z časopisu Mechanizace zemědělství INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ

Bezstupňové převodovky – princip funkce – druhý rychlostní rozsah PŘENOS A TRANSFORMACE ENERGIE Bezstupňové převodovky – princip funkce – druhý rychlostní rozsah Čerpáno z časopisu Mechanizace zemědělství INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ

Bezstupňové převodovky – princip funkce – třetí rychlostní rozsah PŘENOS A TRANSFORMACE ENERGIE Bezstupňové převodovky – princip funkce – třetí rychlostní rozsah Čerpáno z časopisu Mechanizace zemědělství INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ

Bezstupňové převodovky – princip funkce – čtvrtý rychlostní rozsah PŘENOS A TRANSFORMACE ENERGIE Bezstupňové převodovky – princip funkce – čtvrtý rychlostní rozsah Čerpáno z časopisu Mechanizace zemědělství INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ

Bezstupňové převodovky – princip funkce – jízda vzad, první rozsah PŘENOS A TRANSFORMACE ENERGIE Bezstupňové převodovky – princip funkce – jízda vzad, první rozsah Čerpáno z časopisu Mechanizace zemědělství INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ

Bezstupňové převodovky – princip funkce – jízda vzad, druhý rozsah PŘENOS A TRANSFORMACE ENERGIE Bezstupňové převodovky – princip funkce – jízda vzad, druhý rozsah Čerpáno z časopisu Mechanizace zemědělství INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ

Bezstupňové převodovky – výhody a nevýhody PŘENOS A TRANSFORMACE ENERGIE Bezstupňové převodovky – výhody a nevýhody výrazné přednosti v hospodárnosti a komfortu ovládání, umožňuje dosáhnout větší výkon a zároveň snížit spotřebu paliva. Převodovkou VARIO lze plynule nastavit kteroukoli rychlost a touto rychlostí také jet. Pomocí joysticku lze pracovat v rozsahu rychlostí od 0,02 do 50 km.h-1. Plné využití výkonu motoru Při přepravě se zrychluje bez trhavých pohybů a bez manipulace s řadicí pákou až do rychlosti 50 km.h-1 Tempomat převodovky udržuje rychlost jízdy a zajišťuje komfort automatického systému řízení. Rovněž při práci s nářadím (poháněným vývodovým hřídelem) jsou jeho otáčky udržovány na téměř konstantní hodnotě. Žádné sešlapování spojkového pedálu či řazení převodových stupňů Nižší účinnost v přenosu energie, protože obsahuje hydrostatickou větev, kde je přenos výkonu neefektivní Čerpáno z časopisu Mechanizace zemědělství INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ