A traktorral elvégzendő feladatok sora határozza meg, hogy – az előnyök és hátrányok figyelembevételével – milyen erőátviteli rendszer használata indokolt, melyik alkalmas a gép gazdaságos üzemeltetésére.

Az erőátviteli berendezéseknek fő feladata a teljesítmény-átvitel. Az alapfeladat ellátásával egyidejûleg azonban több járulékos feladatot is végre kell hajtani. Ilyen járulékos feladatok a következők:

• az erőfolyam szükség szerint megszakítható legyen;
• az erőfolyamon keresztül a teljesítmény elágaztatható legyen az összes hajtott elemhez;
• a nyomaték, szükség szerinti arányban, elosztható legyen az elágazások irányában;
• a kerék, vagy a hajtott munkaeszköz fordulatszáma és nyomatéka módosítható legyen, az áttételek változtatása a motor főtengelyének fordulatszámához és nyomatékához viszonyítva;
• a forgástengelyek térbeli elhelyezése megoldhatóvá váljon;
• a forgásirány változtatható legyen (előre- és hátramenet lehetővé tétele).

A fokozatnélküli traktor hajtómûvek fő mûködési elve hidrosztatikus erőátviteli rendszerként üzemel, melynek fő mûködési módja az alábbiak szerint történik. Hidrosztatikus erőátviteli mód esetén a motor által meghajtott hidraulikaszivattyú nyomásból származtatott energiát juttat el hidraulikus csővezetékrendszeren keresztül a járószerkezetet meghajtó hidromotorokig. Főként olyan erőgépeken kerül beépítésre e rendszer, ahol viszonylag nagy nyomatékokat kis fordulatszámok mellett kell biztosítani (pl. traktorok, targoncák, rakodógépek), s az irányváltoztatás is gyakori. A hajtás folytonossága mindaddig fenntartható, amíg a folyadék áramlása biztosított a rendszeren belül. Ha a folyadék áramlása megszûnik, akkor a hajtáslánc erőátvitele megszakad. A fordulatszám és a nyomaték változtatása a hidraulikus körbe épített áramlásirányító szelep mûködtetésével fokozatmentesen megvalósítható. Az erőátviteli rendszer teljesítményelágaztatása a hidraulikus rendszeren belül – csővezetékek segítségével – bármennyi hidromotorhoz elágaztatható. A forgásirány változtatása a hidraulikus körbe épített útváltó szelepek igénybevételével végezhető el.

A traktorok erőátviteli rendszereinek elvi felépítése megegyezik a többi gépjármûvével, de kialakításukkor a munkavégzés jellegétől függően figyelembe kell venni az alábbi mezőgazdasági sajátosságokat:

• az üzemidő jelentős részében 10 km/h-nál kisebb, esetenként mászó sebességgel (0,5–2,5 km/h) történik a munkavégzés;
• a szállítást végző traktorok sebessége elérte a 30, gyors traktoroknál a 40, 50 km/h-t (egyes esetekben a max. haladási sebesség 80 km/h is lehet);
• majori munkák, rakodás esetén gyakori az előre-, hátrameneti irányváltás;
• a munkaeszközök meghajtása céljából teljesítmény elágaztatás szükséges (mellső vagy/és hátsó TLT-hajtás);
• szükséges a tartósan nagy vonóerő kifejtés (pl. talajmûvelés esetén),
• egyes munkák megkívánják a haladási sebesség pontos tartását (tápanyag-utánpótlás, növényvédelem);
• gyakori a tartós munkavégzés hátramenetben;
• ahhoz, hogy sebességváltás közben ne álljon le a gépcsoport, szükséges az erőfolyam megszakítása nélküli terhelés alatti kapcsolás lehetővé tétele;
• a forgattyús-, a sebességváltómû- és a hátsóhídház gyakran olyan merev szerkezeti egységrendszerré van összekapcsolva, amely egyben a traktor tartóvázszerkezetének feladatát is ellátja.

A mezőgazdasági erőgépekkel szembeni elvárások (pl. termelékenység, hatásfok stb.) növekedése eredményezte azt, hogy kifejlesztették a tengelykapcsoló mûködtetése nélkül is, azaz terhelés alatt kapcsolható erőátviteli elemeket. E agrotechnikai és mûszaki jellemzők folyamatos igényeinek való megfelelés, valamint a gyártói oldalon megjelenő – versenyképességet javító – folyamatos fejlesztés hozta előtérbe a fokozatnélküli hajtómûvel szerelt erőgépek szerepét és elterjedését. A fokozat nélküli hajtómûvek egyik csoportja sebességcsoportonként kapcsolhatók fokozatmentesen (pl. ékszíjhajtású variátor – arató-cséplő gépeknél). Másik csoportját alkotják a teljes sebességtartományon belül fokozatmentesen kapcsolható hajtómûvek.

A traktorvezető szempontjából tekintve ergonómikus a fokozatnélküli váltás lehetősége, valamint az ilyen rendszerû sebességváltók kezelése, hiszen nincs szükség nehéz fizikai erőkifejtésre, sem lábbal, sem kézzel, hiszen mind a fel-, mind a lekapcsolást a vezetőtől függetlenül a belső elektronikai egységek végzik, így folyamatos munkavégzés történik anélkül, hogy a terhelési viszonyokat a traktorvezető jelentősen befolyásolná.

Előnyei:

• könnyû, gyors kezelhetőség; a haladási sebességfokozat megválasztása igazodik a motor terheléséhez;
• nagyobb területteljesítmény, jobb mûszaki kihasználtság;
• automatizálható a sebességfokozatok közötti váltás;
• állandó motor-járószerkezet áttétel választás esetén csökken a fajlagos hajtóanyag-felhasználás.

Hátrányai:

• a több mûködő elemből adódóan kisebb a sebességváltómû hatásfoka, mint a mechanikus vagy hagyományos sebességváltóké;
• magasabb beruházási költségû.

Napjainkban a kapcsolható sebességfokozatok száma és a traktor motorteljesítménye között kevésbé található közvetlen összefüggés, mint a korábbi évtizedekben. Miért is van szükség a fokozatnélküli traktorhajtómûvek alkalmazási körének szélesítésére? A traktor hajtómûvek sebességhatára is kitolódott, mivel a mászófokozatot 0,5–2,5 km/h sebességtartományban kell tartani, addig a maximális haladási sebesség 40–50 (vagy akár 60!) km/h. A sebességtartományon belül nemcsak a sebességfokozatok száma a meghatározó, hanem a fokozatok elosztása és a sebességek fokozatonkénti átfedése is. Akkor mondhatjuk kedvezőnek a traktor sebességváltók fokozatelosztását, ha a munkagépek üzemeltetéséhez energetikailag minél több fokozat áll rendelkezésre az agrotechnikailag optimális tartományban (4–12 km/h). Természetesen a fokozatnélküli sebességváltók esetén könnyebb megtalálni az energetikai szempontból legkedvezőbb fokozatot, de ilyen váltómûvekkel rendelkező erőgépek esetén oda kell figyelni, hogy a munkavégzéshez szükséges alapbeállításokat az üzemeltető megfelelően válassza ki (pl. motorfordulatszám beállítása).

A fokozatnélküli váltómûvel szerelt traktorok üzemeltetése során a célfeladatok a termelési profilnak megfelelően eltérőek, mint a hagyományos váltómûvel rendelkező erőgépeké. A traktoros gépcsoport üzemeltetési sajátossága minden üzemeltetési módban más, ez a végrehajtandó munkafeladatokkal magyarázható. A traktorra – mind a traktormotorra, mind pedig a traktor járószerkezetére – változó jellegû terhelés hat. Ez elsősorban a talajviszonyoktól, a munkagéptől, a gumiabroncs és a talaj közötti kapcsolattól, valamint a terület lejtésétől függ. Traktoros gépcsoportnak a motorterhelés, illetve a vontatási terhelés befolyásolása érdekében kezdték el széles körben alkalmazni a terhelés alatt kapcsolható fix és fokozatnélküli hajtómûveket. A motorok tüzelőanyag jellegmezőjének alacsony fajlagos fogyasztás értékei szûk tartományban helyezkednek el a fix fokozatú és ehhez fix áttételi aránnyal rendelkező hajtómûveknél: az üzemeltetés során a munkapontok az esetek kisebb százalékában esnek ebbe a szûk tartományba. Ebben a szûk fordulatszám- és teljesítménytartományban való üzemeltetést a fokozatnélküli hajtómûvek (elektronikus) szabályozásával ez megoldott. Az automata üzemmódban a motor és a váltó elektronikus szabályozás bekapcsolt állapotában a rendszer a motor terhelési viszonyainak megfelelően igyekszik a hajtóanyag fogyasztást optimális értéken tartani.

Több kutatási feladat és számos vizsgálati eredmény is alátámasztja, hogy a fokozatnélküli hajtómûvel szerelt traktor motorszabályozási- és erőátviteli rendszerének összhangja optimálisabb, mint a terhelés alatt kapcsolható (csoport vagy full powershift) váltóval rendelkező erőgépeké. A traktor így alkalmas nem csak a hagyományos erőgéppel végzett szántóföldi munkák végrehajtására, hanem szállítási feladatok folyamatos üzemben történő gazdaságos véghezvitelére is.

A fokozatnélküli sebességváltómûvek fejlesztése többcélú, egyrészt a traktorvezető számára növelni a komfortérzetet, és megkönnyíti számára a kezelést, valamint több lehetősége nyílik odafigyelni a munkaminőségre, másrészt a motor teljesítményének minél hatékonyabb kihasználásával kedvezőbb hajtóanyag-felhasználás, és ezáltal kedvezőbb traktor-munkagép üzemeltetési hatásfok elérésével.

A gyakorlati tapasztalatok és az elvégzett (összehasonlító) vizsgálati eredmények alapján a következő megállapítások tehetők a fokozatnélküli váltómûvel szerelt erőgépekkel szemben:

• a fokozatnélküli hajtómûvel szerelt erőgépek jobb gyorsulási tulajdonsággal és alacsonyabb fajlagos hajtóanyag-fogyasztással rendelkeznek;
• az alacsonyabb hajtóanyag-fogyasztás legfőbb oka az alkalmas időpontban végrehajtott motorfordulatszám változtatás;
• a szállítási vizsgálatok esetében szembetûnő előnyök mutathatók ki a powershift és a fokozatnélküli hajtómû közötti különbségre.

A gyors és pontos számítógépes technikának eredménye a motor és a fokozatnélküli hajtómû tökéletes összhangja. A menet közbeni szituációtól, a terheléstől és a menetsebességtől függően folyamatosan alkalmazkodik egymáshoz a motorfordulatszám és a fokozatmentes hajtómû áttétele. Így megvalósítható az optimális fogyasztás, a minimális károsanyag-kibocsátás és a gazdaságos, tervezhető üzemeltetés.

A legújabb fejlesztési irányok az elektronikus és elektrohidraulikus vezérlés fejlesztése a fokozatnélküli váltóknál is, ez az automatikus szabályozás terén is megmutatkozik, mivel a legtöbb traktorgyártó már rendelkezik a fokozatnélküli váltómûvel szerelt erőgéptípussal, melyekben automatikusan állítható a sebességtartomány. A mikroprocesszoros vezérléssel megoldottá vált az ilyen váltómûvek korszerû kezelése – elsősorban – a nagy teljesítménnyel rendelkező traktoroknál.

Gyakorlati tapasztalatok és vizsgálati eredmények is azt mutatják, hogy a fent ismertetett sebesség-váltómûvek mezőgazdasági alkalmazási területeken jól beváltak, kedvező tapasztalatokkal rendelkezünk a fokozatnélküli sebességváltók üzemeltetésével kapcsolatban is.

Természetesen csak olyan gazdaságok számára érdemes ilyen – nagyobb beruházási költséggel járó – fokozatnélküli sebességváltó-mûvel rendelkező erőgépet vásárolni, ahol az éves gépkihasználás biztosított. A nagy talajtömörödésû, változó talajellenállással rendelkező területeken érdemes a magasabb beruházást igénylő, fokozatnélküli váltómûvel szerelt erőgép vásárlása, hiszen a kapcsolási idő csökkentésével növelhető a területteljesítmény a mechanikus kapcsolású, vagy szinkronizált sebességváltó-mûvel rendelkező traktorokkal szemben.

A cikk szerzője: Kassai Zsolt