Hydrostat, menič alebo CVT? Ktorý je lepší? Ktorý je najlepší? Ktorá je krajšia? Ktorá je najkrajšia? Tá, ktorá sa vám najviac páči... Podobne je to aj s odpoveďou na prvé dve otázky. Ten, ktorý vám najviac vyhovuje... Taká je správna odpoveď, pretože správne položená otázka mala znieť – ktorý je pre mňa najvhodnejší? Dobré sú všetky ale do vašich konkrétnych podmienok je „najlepší“ iba jeden.

V nasledujúcich riadkoch sa vám pokúsime vysvetliť ako jednotlivé druhy pohonov pracujú a zároveň poukážeme na ich výhody a nevýhody. V závere sa dozviete odpoveď, ako túto dilemu rieši MANITOU - svetový líder v manipulácii s materiálom. V súčasnej dobe môžeme nájsť v poľnohospodárskej technike rôzne druhy prevodoviek a prevodov. Vývojári pracujú stále na efektívnejšom prenose krútiaceho momentu až na koncové prevody. Avšak stratám sa pri prenose nikdy nevyhneme.

V manipulačnej technike dnes nájdeme tri základné typy prevodového ústrojenstva a to:

- hydrostatický prevod,

- hydrodynamický menič v spojení s prevodovkou (mechanická/automatická),

- vario prevodovka.

HYDROSTATICKÝ PREVOD

Hydrostatické prevody tvoria neoddeliteľnú súčasť väčšiny mobilných poľnohospodárskych strojov. Na prenos výkonu sa využíva tlaková energia pracovnej kvapaliny, pričom prenášaný výkon je priamo úmerný tlaku a prietoku pracovnej kvapaliny. Na rozdiel od štandardných otvorených hydraulických obvodov, bežne používaných na ovládanie rôznych

mechanizmov poľnohospodárskych strojov, sa pri hydrostatických prevodoch používa uzatvorený hydraulický obvod.

Výhody a nevýhody hydrostatických prevodov

Okrem už vyššie uvedenej plynulej regulácie pojazdnej rýchlosti mobilných strojov, hydrostatické prevody majú celý rad ďalších výhod, ktoré možno zhrnúť nasledovne:

- prenos energie aj na ťažko prístupné a priestorovo nepriaznivo orientované miesta,

- prenos energie potrubím alebo ohybnými hadicami aj na väčšie vzdialenosti od zdroja tlakovej energie,

- malá hmotnosť a malé rozmery hydraulických prvkov,

- veľký rozsah zmeny prevodového pomeru,

- intenzívne brzdenie motorom,

- jednoduché istenie motora proti preťaženiu,

- kľudný a plynulý rozbeh bez rázov,

- jednoduchá údržba a zaručené mazanie pohyblivých častí,

- nenáročná diagnostika a signalizácia porúch počas prevádzky.

Hlavnou nevýhodou hydrostatických prevodov je nižšia účinnosť prenosu energie v porovnaní so štandardnými mechanickými prevodmi, ktoré dosahujú účinnosť 90 percent. Hydrostatické prevody majú účinnosť okolo 70 percent a v niektorých prípadoch ešte menej. Okrem nižšej účinnosti je vhodné ešte uviesť nasledovné nevýhody hydrostatických prevodov:

- citlivosť na nečistoty v oleji,

- vplyvom opotrebovania hydraulických častí sa znižuje účinnosť pohonu,

- vplyv teploty oleja na činnosť a prevádzkové vlastnosti hydrostatického prevodu,

- možnosť úniku oleja zo systému.

HYDRODYNAMICKÝ MENIČ

Hydrodynamický pohon môžeme povedať, že funguje ako klasický automat v osobnom aute. Motor točí lopatkami hydrodynamického meniča, ktoré uvádzajú do pohybu hydraulický olej, ktorého vírenie roztáča ďalšie lopatky spojené s výstupným hriadeľom vedúcim do prevodovky. V poľnohospodárskej technike však hydrodynamický menič sa nepoužíva len v spojení s automatickou (powershiftovou) prevodovkou ale aj s mechanickou. Keď sa čerpadlo otáča rýchlejšie ako turbína (pri rozbehu), prúd oleja pôsobí na koleso statora tak, že voľnobežka je zablokovaná a stator je v pokoji. V tomto prípade dochádza k násobeniu krútiaceho momentu. Akonáhle sa otáčky turbíny priblížia otáčkam čerpadla, začne sa spolu s turbínou a čerpadlom otáčať aj stator. Prestane sa potom násobiť krútiaci moment a menič sa chová ako klasická kvapalinová spojka. Podľa prevedenia meniča môže byť krútiaci moment motora pri rozjazde zosilnený na 1,9 až 4 – násobok. Maximálna účinnosť hydrodynamického meniča krútiaceho momentu je približne 97%, pričom vzniká preklz asi 3%.

Výhody

- nedochádza k mechanickému opotrebovaniu,

- zabezpečuje mäkký rozjazd bez tzv. cuknutia,

- zosilnenie krútiaceho momentu,

- väčšia ťahová sila v porovnaní s hydrostatickým pohonom,

- pri začiatku rozbiehania je zosilnenie krútiaceho momentu maximálne,

- rázy krútiaceho momentu a torzné kmitanie motora sú tlmené hydraulickým olejom,

- menšie nároky na priestor vďaka kompaktnej konštrukcii,

- tichý chod.

Nevýhody

- nižšia účinnosť oproti mechanickému prenosu výkonu,

- stály pohon olejového čerpadla znižuje celkovú účinnosť,

- vyššia cena.

CVT PREVODOVKA

Prevodovka Vario (označuje sa tiež skratkou CVT = prevodovka s plynulo meniteľným prevodom) alebo tiež ako prevodovka s rozdelením hnacej sily (power split transmission) kombinuje hydrostatický a mechanický pohon. A to tak dômyselne, že pri rozjazde zaberá iba hydrostatika, ktorú pri zvyšujúcej pojazdovej rýchlosti postupne dopĺňa pohon mechanický. Pri dosiahnutí maximálnej rýchlosti mechanický pohon úplne nahradzuje hydrostatiku. Ako to konštruktéri dosiahli? Kúzlo hľadajme za motorom, kam bolo umiestnené planétové súkolesie. Planétové súkolesie je zostava ozubených kolies. Koleso umiestnené uprostred sa nazýva slnečné, ktoré zabezpečuje mechanický prenos sily. Okolo neho obieha sústava ďalších ozubených kolies, ktoré sa nazývajú satelity. Tie sú vzájomne prepojené unášačom, ktorý je cez tlmič torzných kmitov spojený s výstupným hriadeľom motora. Celú túto sústavu obieha veľké koleso s vnútorným ozubením, ktoré zabezpečuje hydrostatický prenos sily a nazýva sa korunové. Všetky tieto kolesá sa môžu otáčať. To je dôležitý rozdiel oproti planétovým sústavám ozubených kolies, ktorú poznáme z koncových prevodovnáprav, u ktorých je vždy jedna súčasť fi xná.

Princíp činnosti CVT

Pri rozjazde kladie najnižší odpor vonkajšie korunové koleso, tým pádom sa točí a roztáča hydraulické čerpadlo. V tej chvíli je dôležité si uvedomiť, že čerpadlo a hydromotor sú piestové s naklápacou doskou, ktorá reguluje prietok oleja. Ak je náklon dosky nulový, je nulové aj prietokové množstvo. Pri naštartovaní motora nie je doska v čerpadle naklonená, a tým pádom sa čerpadlo točí bez odporu. Výsledkom je že hydromotor stojí. Ako náhle dosku v čerpadle nakloníme, olej začne prúdiť a rozbiehať hydromotora. Takže stroj sa rozbieha hydrostaticky. Tým sa začína točiť aj mechanická časť, ktorá je s hydrostatickou spojená s ďalším ozubeným kolesom mimo planetového súkolia. Keď nastavíme dosku hydromotora do nulového náklonu tak sa zastaví aj s čerpadlom. Ale pretože je doska naklonená, vytvára taký odpor, že motor prenáša krútiaci moment len mechanicky.

Výhody CVT prevodovky

- nižšia spotreba v porovnaní s hydrostatikou a hydrodynamikou,

- plynulý bezstupňový chod,

- plynulá regulácia rýchlosti,

- intenzívne brzdenie motorom,

- zrýchľovanie stroja pri súčasnom klesaní otáčok.

Nevýhody

- zložitá elektronická regulácia,

- vysoká obstarávacia cena,

- zložitá diagnostika prevodovky.

MANITOU si nevybral pre svoje stroje iba jednu možnosť. Podľa účelu a charakteru práce na ktorý je daný stroj vyrobený a na ktorý sa najviac využíva je použitý aj prevodový systém. V strojoch určených na „jemnejšiu“ manipuláciu, pri zdvíhaní obsluhy, manipulácii s objemnými a ťažkými bremenami sa využíva hydrostatický prevod (rotačné teleskopy s veľkým dosahom s plošinou pre obsluhu MRT, stroje s vysokou nosnosťou MHT pre manipuláciu s ťažkými a veľkými bremenami). Pre dynamickú prácu s potrebou veľkej trakčnej sily sa využíva hydrodynamický menič (väčšina aplikácií v poľnohospodárstve, terénne vysokozdvižné vozíky). Rad stavebných strojov MT je v ponuke s hydrodynamickým meničom ale aj s hydrostatickým prevodom (hlavne pri používaní manipulačnej plošiny). Pretože podmienky v poľnohospodárstve sú najpremenlivejšie a nároky kladené na stroje najvyššie a zároveň často protichodné ponúka MANITOU - expert na manipuláciu v poľnohospodárstve – vo svojich manipulátoroch radu MLT, určených pre poľnohospodárstvo, všetky tri druhy pohonov. Dokonca je možné vybrať si niektoré typy s pohonom hydrostatickým, alebo meničom (MLT 845, MLT 741). Stroje sú konštrukčne úplne identické avšak líšia sa len druhom pohonu.

Ak sa budete rozhodovať ktorý z teleskopických manipulátorov s akým druhom pohonu si kúpite, nemusí to byť tak ako ste boli doteraz zvyknutí – že budete počúvať o výhodách toho-ktorého druhu pohonu a jeho výhody a vhodnosť pre váš podnik budú spomenuté len okrajovo, prípadne vôbec. Môže to byť aj tak, že popíšete, čo od vášho nového manipulátora očakávate, v akých podmienkach bude pracovať a podľa toho vám navrhneme najvhodnejší pohon. Samozrejme nielen to, ale aj motor, hydrauliku, ovládanie, pneumatiky a ostatnú výbavu.

Manitou ako jediný výrobca poskytuje možnosť voľby aj v tak zásadnej a konštrukčne náročnej veci ako je druh pohonu. Svetový líder si to môže dovoliť!

 

Moreau Agri Life - Archív