Ezen ismeretek birtokában már megalapozottan dönthet számára, illetve a traktorral elvégzendő feladatokra legalkalmasabb hajtómûvel felszerelt típus mellett.
A már hagyományosnak mondható, terhelés alatt kapcsolható PowerShift váltók mellett egyre nagyobb jelentőségû a hidrosztatikus-mechanikus teljesítmény elágazásos fokozat nélküli váltók alkalmazása. Ebből adódóan egyre több gyártó kínálatában szerepel a fokozat nélküli (CVT – Continuously Variable Transmission) váltóval szerelt traktor. A múlt évben összegyûjtött „A kereskedelemben megtalálható fokozat nélküli sebességváltóval szerelt traktortípusok” címû táblázat (1.) már kiegészítésre szorul. Ugyanis a Massey Ferguson 8400-as szériája (Fendt, Dyna-VT) és a New Holland TVT 135, 145, 155, 170, 190 szériái (Steyr-ZF, AutoCommand™) is fokozat nélküli váltóval rendelkeznek.
A vizsgálati módszer
A hajtómûvek értékelésekor nem elegendő csak a hajtómûvet, hanem a teljes hajtásláncot (beleértve a motort, a járószerkezetet és az elektronikus szabályozási rendszert is) kompletten kell vizsgálni. Továbbá nem elegendő csak a hatásfokok alapján értékelni az egyes hajtásláncokat (2.). Figyelmet kell fordítani az erőgépek nagyobb kihasználtságára, a károsanyag-kibocsátás és a hajtóanyag fogyasztás csökkentésére is.
A teljes hajtásrendszer vizsgálata bonyolult, összetett és költséges feladat. Ez okból kidolgoztunk egy komplex vizsgálati módszert a traktorok hajtásrendszerének értékelésére (3.).
A hagyományos, méréseken alapuló vizsgálatokat két részre osztottuk, a laboratóriumi és a szántóföldi mérésekre. A laboratóriumi mérések alkalmával a hajtáslánc első elemének, a motornak a jelleggörbéjét határoztuk meg. A szántóföldi vizsgálatra egy többszintû vizsgálatsorozatot állítottunk össze, melynek két alapszintje a traktor vontatási, illetve a traktor-munkagép vizsgálatok. A traktorok vontatási jellemzőinek felvételét az MGI F 39-1-321 alapján az OECD CODE I ajánlásait figyelembe véve végeztük. A traktor-munkagép szintet ismét tovább bontottuk szállítási-, nagy vonóerő igényû- és TLT hajtást igénylő munkagép vizsgálatokra.
A szállítási vizsgálat
A kidolgozott vizsgálati módszer alapján a szállítási vizsgálatokat sík-, ill. dombos területen kialakított speciális mérőpályán hajtjuk végre. A traktor-munkagép szinten belül eddig a sík területen (Dél-Pest megyei Mezőgazdasági Rt., Cegléd, Cifrakert) kialakított mérőpályán végeztük el vizsgálatainkat. A mérőpálya tartalmaz tarló, föld- és betonút szakaszokat. Az egyes szakaszokat a különböző alkalmazásoknak megfelelően további részekre osztottuk. A vizsgálat során mértük és regisztráltuk az eltel időt [s], a motor fordulatszámát [1/perc], a sebességet [m/sec], a fogyasztást [l/h], a hátsó tengely fordulatszámát [1/perc] továbbá a trigger jelet [V], melyet az egyes szakaszok szétválasztására használtunk. A vizsgálatot vontatvány nélküli, terheletlen traktoron, továbbá egy kéttengelyes HW 8011 típusú pótkocsit vontatva végeztük.
A vizsgált erőgépek
A méréseket azonos motorteljesítményû (Pnévl. = 108 kW), abroncsméretû és nyomású, továbbá pótsúlyozással azonos tengelyterhelésûre beállított traktorokon hajtottuk végre. Az erőgépek csak a beépített hajtómûben különböztek. Az egyik traktor egy elektrohidraulikus vezérlésû 4 sebességcsoportú és csoportonként 6 sebességfokozatú PowerShift váltóval rendelkezett. A másik traktorba egy hidrosztatikus-mechanikus teljesítmény elágazásos, teljes tartományon belül fokozat nélkül kapcsolható váltó került beépítésre.
A vizsgálatok eredményei, következtetések
A terhelés alatt kapcsolható és a fokozat nélküli hajtómûvet tartalmazó hajtásláncok különbségeinek feltárására kifejlesztettünk egy szimulációs programot (4). A program a laboratóriumban és a szántóföldön mért adatok feldolgozásán, ábrázolásán túlmenően alkalmas a hajtáslánc egyéb paramétereinek számítására úgy, mint a megtett út [m], az elfogyasztott üzemanyag mennyisége (l), továbbá a hajtómû áttétel. Az egyes hajtáslánc jellemzők változása előre meghatározott függvénykapcsolatokban, beállított vizsgálati tartományban, valós időben ábrázolhatók.
Az eddig elvégzett vizsgálatsorozat esetében az egyes hajtómûvek közötti különbségek legjobban az alapjárati motorfordulatszámról maximális sebességre való gyorsítás, majd ennek a sebességnek a tartása mellett figyelhetők meg. A CVT-PowerShift Simulator analíziseinek eredményeit a terhelés alatt kapcsolható „PS”, és a fokozat nélküli „CVT” váltóval szerelt erőgépek esetében a 1–3. ábrák szemléltetik. A fokozat nélküli „CVT” váltó mellett található számok a terhelésszabályzó potenciométer állását jelzik, melyek a motor-hajtómû rendszer együttes vezérlésére (itt motorfordulatszám redukcióra) utalnak.
Eredményeink alapján megállapítható, hogy a létrehozott CVT-PowerShift Simulator alkalmas a terhelés alatt kapcsolható és a fokozat nélküli hajtómûvet tartalmazó hajtásláncok különbségeinek feltárására, elemzésére, értelmezésére.
Ezen eredmények alapján megállapíthatjuk:
- a fokozat nélküli hajtómûvel szerelt erőgépek jobb gyorsulási tulajdonsággal, nagyobb végsebességgel (1.ábra) és alacsonyabb hajtóanyag-fogyasztással rendelkeznek (3.ábra),
- az alacsonyabb hajtóanyag-fogyasztás legfőbb oka az állandó motorfordulatszámon megvalósítható fokozat nélküli hajtómûáttétel-változtatás és alkalmas időpontban végrehajtott motorfordulatszám redukció (2.ábra),
- mûködtetés szempontjából a fokozat nélküli váltó esetében nincs szükség a sebességváltás mûveletére. A fix fokozatokkal rendelkező terhelés alatti váltóval szemben nincs kapcsolási időszükséglet (2. ábra), amelynek hatása területteljesítményben, időben, munkaminőségben, fogyasztásban és kezelési kényelemben nyilvánul meg,
- vizsgálataink esetében a 20 másodpercig, ill. 170 méterig még a terhelt állapotú fokozat nélküli váltóval szerelt traktor is jobb jellemzőkkel rendelkezett, mint a terheletlen PowerShift váltójú traktor. Ezekből adódóan a szállítási mûveletek mellett a rövid ideig tartó, nagy gyorsulásokat és irányváltásokat tartalmazó rakodási mûveleteknél is előnyösen használhatók a fokozat nélküli váltóval szerelt erőgépek (3.ábra).
A gyors és pontos számítógépes technikának eredménye a motor és a fokozat nélküli hajtómû tökéletes összhangja. A menet közbeni szituációtól, a terheléstől és a menetsebességtől függően folyamatosan alkalmazkodik egymáshoz a motorfordulatszám és a fokozat nélküli hajtómû áttétele. Így ezzel a hajtáslánc rendszerrel megvalósítható az optimális motorterhelés és fogyasztás, a maximális területteljesítmény, továbbá a minimális károsanyag-kibocsátás és a gazdaságos, tervezhető üzemeltetés.
A szerző köszönetet mond az FVMMI GM Kht. munkatársainak
a mérésben nyújtott támogatásért!
Farkas Zsolt egyetemi tanársegéd
[1] Farkas Zs.: Fokozat nélküli traktorhajtómûvek, AGRO NAPLÓ 2004/1-2
[2] Manfred Lober: Technik rund um den Traktor, DLG-Mitteilungen 11/2001
[3] Farkas Zs. – Dr. Szente M. – Dr. Kerényi Gy.: Traktorhajtómûvek szimulációs vizsgálata, MTA AMB K+F tanácskozás, Gödöllő 2003
[4] Farkas Zs. – Dr. Kerényi Gy.: Terhelés alatt kapcsolható és fokozat nélküli hajtómûvek összehasonlító vizsgálatának analízise és szimulációja, MTA AMB K+F tanácskozás, Gödöllő 2005