Astmevaba käigukast muudab töö lihtsamaks
Üha rohkem on traktoritootjad masinate suurema võimsuse ja väiksema kütusekulu kõrval pööranud suurt tähelepanu ka traktorijuhi töö mugavusele, võttes kasutusele laialdaselt automaatikat. Hea näide mootori ja jõuülekande elektroonilisest koostööst on järjest populaarsemaks muutuv astmevaba käigukast.
Astmevaba jõuülekanne võimaldab kasutada traktorit efektiivselt ka osalise koormusega. Eri tootjatel on see ülekanne lahendatud
erinevalt.
Saksa traktoritootja Fendt arendas astmevaba kahe võimsusvooga hüdrostaatilis-mehaanilise jõuülekande Vario välja juba 1970. aastatel, nüüd on astmevaba jõuülekandega varustatud ka mitmed teised tuntud traktorimargid – Case IH, John Deere, Massey Ferguson, Deutz-Fahr ja Claas. Astmevaba jõuülekanne on jõudnud ka väiketraktorite standardvarustusse.
Efektiivne ja säästlik
Fendt oli maailmaturul esimene, kes astmevaba käigukasti põllumajanduses kasutusele tõi. See oli esimene kahe võimsusvooga astmevaba jõuülekanne traktoril. Siiani peetakse Fendti Vario käigukasti kvaliteetseimaks. Vario jõuülekanne on kasutusel kõikidel Fendti mudelitel alates 70 hobujõust kuni 390ni.
“Fendt Vario on täielikult astmevaba käigukast, see tähendab, et liikumisel kuni 60 kilomeetrit tunnis ei toimu mingit käigugrupi vahetust koormuse all,” selgitab Fendti Eestis turustava Agriland OÜ müügijuht Mihkel Timmermann. “Kogu liikumine nii töös kui transpordis on sujuv.”
Fendt kasutab elektroonilist käigukasti ja mootori suhtlussüsteemi TMS (Tractor Management System – elektrooniline veojõukontroll, mis reguleerib mootori pöördeid vastavalt koormusele, säilitades ühtlase liikumiskiiruse). See tagab mugava juhtimise jalaga või käega, ilma et juht peaks mootoripöördeid määrama – seda teeb elektroonika, ja võimalikult kütusesäästlikult. Elektrooniline suhtlussüsteem TMS teeb Fendti traktori ökonoomseks, hoides mootoripöördeid võimalikult madalal.
Rääkides foorumites levinud arvamusest, et tööjõudlusele annab astmevaba käigukast küll juurde, kuid automaatika tarbib rohkem kütust ja vajab enam hobujõude, täpsustab Timmermann, et selget vahet tuleb teha astmevabal ja automaatkäigukastil.
“Kui konkurentidel ei olnud veel astmevabad käigukastid nii populaarsed, siis sellist juttu levitati, aga praegu ei räägi sellest enam ükski traktoritootja,” täpsustab Timmermann. “Aga tõesti, iga astmevaba käigukast ei ole nii efektiivne.”
Timmermanni sõnul võib Fendti Vario käigukasti pidada vähemalt sama efektiivseks kui tavakäigukaste. “Kui astmevaba käigukast tarbiks rohkem jõudu, kuluks ka rohkem kütust,” lisab ta.
Mitte ainult suurtele
Saksa traktorimüügitabeli esikolmikus asuv Deutz-Fahr tuli 2012. aastal turule kahe uue – 6. ja 7. seeria traktoriga, mis kuuluvad kaalult ja võimsuselt keskmisesse ja suurde kategooriasse. Need täiesti uue disaini ja senisest rangematele heitgaasinormidele vastavate mootoritega masinad on saadaval nii astmelise kui astmevaba jõuülekandega, kusjuures 7. seeria kui Deutz-Fahri lipulaev kasutab üksnes astmevaba jõuülekannet.
Deutz-Fahri turustava OÜ tootejuhi Einar Miksoni kinnitusel saab astmevabu mudeleid tellida kõikidele Deutz-Fahri enimmüüdud traktorimarkidele – DF Agrofarm, uus
5. seeria, 6. seeria ja 7. seeria. “Oleme üks väheseid traktorimüüjaid turul, kes pakub astmevaba käiguosa ka väikeklassi traktoritele – 100 hobujõudu ja vähem,” lisab Mikson. “Samuti on Deutz-Fahr esimene traktoritootja, kellelt saab tellida koos astmevaba ülekandega traktorile ka sünkroonse jõuvõtuvõlli, mille pöörlemine on otseselt seotud traktori vedavate rataste pöörlemisega.”
Miksoni sõnul on Deutz-Fahri astmevaba jõuülekande eelis see, et juhil ei ole tööajal vaja tegelda käikude vahetamisega. See aga tähendab vähemat tööstressi ja väsimust. Samuti saab selle käigukasti tööle panna kolmes eri režiimis. AUTO on vaikimisi režiim, mille juures muutub traktori kiirus sujuvalt vaid gaasipedaali vajutades etteantud kiirusvahemikus. MANUALi režiimis muutub traktori kiirus kangikest ette- või tahapoole lükates ehk siis edasi või tagurpidi liikudes. PTO MODE (jõuvõtuvõlli režiim) on külvikute ja pritsidega töötamiseks, mille käigus ei tohi muuta mootori pöördeid – gaasipedaalile vajutades muutub vaid traktori liikumiskiirus, mootori pöörded jäävad samaks.
“Teatud kiirustel ja režiimidel on võimalik panna käigukast tööle mehaanilises režiimis, mis tähendab jõuülekande suuremat kasutegurit,” selgitab Mikson. “Hüdrauliline käigukast teatavasti raiskab palju mootori võimsust käigukasti töös hoidmiseks ja tekivad suured hõõrdumiskaod.”
Eesti Maaülikooli tehnikateadlase Jüri Olti selgituse järgi on mehaanilisel jõuülekandel suur kasutegur ja selle jõuülekande agregaadid on üldjuhul odavamad kui hüdrostaatilise jõuülekande agregaadid. Aga mehaanilise jõuülekande korral ei ole alati võimalik valida konkreetse töö jaoks optimaalset jõumomenti ja liikumiskiirust, eriti kui käikude arv on piiratud.
Hüdrostaatiline jõuülekanne võimaldab aga muuta ülekandearvu (ühtlasi liikumiskiirust, jõumomenti) astmevabalt sujuvalt. See teeb masina juhtimise mugavaks, vähem väsitavaks ning võimaldab valida iga töö ja töötingimuste tarvis optimaalse jõumomendi ja liikumiskiiruse. Hüdromasinad kipuvad aga olema kallimad kui mehaanilise jõuülekande agregaadid. Hüdrostaatilise jõuülekande puuduseks on Olti selgitusel ka madalam kasutegur võrreldes mehaanilise jõuülekandega.
Hüdrostaatilis-mehaanilise jõuülekande all mõeldakse aga Olti sõnul ülekannet, mis sisaldab nii mehaanilist kui hüdrostaatilist komponenti. Nende kahe nutikal kombineerimisel, mil osa mootori võimsusest kantakse üle mehaanilise ja osa hüdrostaatilise ülekande kaudu, on võimalik ära kasutada kummagi ülekande positiivseid külgi. Jõuülekande konstruktsiooniga taotletakse, et võimsusest võimalikult suure osa ülekanne toimuks mehaaniliselt, ning hüdrostaatiliselt ülekantava võimsuse osa püütakse hoida minimaalsel tasemel. Nii saadakse hüdrostaatilis-mehaanilise jõuülekande suur kasutegur. Samas võimaldab hüdrostaatiline jõuülekande komponent muuta astmevabalt ülekantavat jõumomenti ja liikumiskiirust.
Massey Fregusoni traktoreid turustava Konekesko Eesti ASi tootejuhi Valdek Küppase sõnul on astmevaba käigukast parim käigukast transporditöödel: “Ei ole mingeid käiguvahetusest tingitud mõtlemise pause, seega annab see traktorile väga hea tõmbe ja on hea liikluses, näiteks ristmike ületamisel.”
Lihtne kasutada
Massey Fergusoni traktoritel kasutatav Dyna-VT on üks populaarsemaid astmevabu käigukaste maailmas. Valdek Küppase kirjelduse järgi on see intelligentne käigukast, s.t mõtleb juhi eest, kuna sellega koos on traktoril traktori dünaamilise juhtimise funktsioon. Dyna-TM kontrollib automaatselt käiguosa ja mootori tööd, juhtides mootori pöördeid vastavalt töö koormusele. Samuti juhib see liikumiskiirust ja vähendab mootori pöördeid, et hoida kokku kütust.
Praegu saab Dyna-VTga varustada MFi mudeleid 7615–7624, MF 8600 seeria traktoritel (vahemikus 150–370 hj) on kõigil astmevaba käigukast peal.
Eestlased veel harjuvad
Case IH traktoritest on praegu astmevaba käigukast Puma seerial (võimsusega 130–230 hj), aga Case IHd turustava ASi Dotnuvos Projektai juhatuse liikme Toomas Kulu sõnul on see tulemas ka Maxxumi ja Magnumi seeriale.
ASi Dotnuvos Projektai hooldusinsener Uno Milvaste selgitab, et Case IH Puma CVX traktoritel on kasutusel edasiliikumisel neljaastmeline ja tagasiliikumisel kaheastmeline jõuülekanne. Astmete eelvalikuks on kasutusel topeltsidur. Case IH lahendus vähendab hüdraulilise ja suurendab mehaanilise jõuülekande osakaalu. Samas suurendab ka kasutegurit, sest teadaolevalt on mehaanilise ülekande kasutegur üle 90%, samas jääb hüdrostaatilisel ülekandel kasutegur 80% kanti.
Case IH Puma jõuülekanne võimaldab Milvaste sõnul hoida järelhaagisega traktorit kallakul paigal ilma pidurit rakendamata. “Seda traktorit saab kasutada ka eriti väikest liikumiskiirust nõudvatel töödel, sest ta võimaldab kiiruse valikut alates 20 meetrit tunnis,” lisab hooldusinsener.
Toomas Kulu hinnangul eelistavad Eesti põllumehed veel rohkem astmelisi käigukaste, mis maksavad vähem.
Agriland OÜ müügijuht Mihkel Timmermann tunnistab, et suurele osale eestlastest on astmevaba käigukast veel võõras, sest ei tehta ikka veel eriti vahet automaat- ja astmevabal käigukastil. Aga kindel trend on ka Eestis see, et astmevaba käigukastiga traktorite müük suureneb aasta-aastalt. “See võtab lihtsalt aega, sest kunagi olid ka kombainid tavakäigukastiga ja keegi ei kujutanud astmevaba kombaini ettegi,” toob ta võrdluse. “Praegu ei ostaks ilma astmevaba käigukastita kombaini enam keegi.”
Jüri Olt
Eesti Maaülikooli tehnikainstituudi professor
Kahe võimsusvoo nutikas kombinatsioon
Ka traktorite astmevabades jõuülekannetes juhib jõuülekannet elektroonikaplokk andurite signaalide põhjal programmi alusel ilma juhi sekkumiseta nagu autode automaatkäigukastides. Ka traktorite mootorite juhtimise elektroonikaplokk töötab kooskõlas jõuülekande juhtimise elektroonikaplokiga ning kohandab mootorivõlli pöörlemiskiiruse automaatselt käigukasti juhtimissüsteemi vajadustele. Traktorite mehaanilis-hüdrostaatilised astmevabad jõuülekanded on sisuliselt automaatsed jõuülekanded, kuigi neid sageli nii ei nimetata.
Olulisemaks peetakse rõhutada, et jõuülekanne on astmevaba. Astmevaba jõuülekanne transformeerib mootori pöördemomendi karakteristiku traktori veojõu astmevabaks karakteristikuks. Astmeteta veojõu karakteristik tagab traktori paremad veoomadused võrreldes paljuastmelise jõuülekandega traktori veojõu karakteristikuga.
Mehaanilisel jõuülekandel on suur kasutegur. Mehaanilise jõuülekande agregaadid on üldjuhul odavamad kui hüdrostaatilise jõuülekande omad. Mehaanilise jõuülekande puudus on see, et jõuülekande ülekandearvu (ühtlasi liikumiskiirust ja veoratastele ülekantavat jõumomenti) saab muuta astmeliselt diskreetsete suuruste võrra. Mehaanilise jõuülekande korral ei ole alati võimalik valida konkreetse töö jaoks optimaalset jõumomenti ja liikumiskiirust, eriti kui käikude arv on piiratud.
Hüdromasinad kipuvad olema kallimad kui mehaanilise jõuülekande agregaadid. Hüdrostaatilise jõuülekande puuduseks on ka madalam kasutegur võrreldes mehaanilise jõuülekandega. Hüdrostaatiline jõuülekanne võimaldab aga muuta ülekandearvu (ühtlasi liikumiskiirust, jõumomenti) astmevabalt sujuvalt. See teeb masina juhtimise mugavaks, vähem väsitavaks ning võimaldab valida iga töö ning erinevate töötingimuste tarvis optimaalse jõumomendi ja liikumiskiiruse. Optimaalne töörežiim suurendab tootlikkust ja vähendab kütusekulu.
Hüdrostaatilis-mehaanilise jõuülekande all mõeldakse ülekannet, mis sisaldab nii mehaanilist kui hüdrostaatilist komponenti. Nende kahe nutikal kombineerimisel, mil osa mootori võimsusest kantakse üle mehaanilise ja osa hüdrostaatilise ülekande kaudu, on võimalik ära kasutada kummagi ülekande positiivseid külgi. Jõuülekande konstruktsiooniga taotletakse, et võimsusest võimalikult suure osa ülekanne toimuks mehaaniliselt ning hüdrostaatiliselt ülekantava võimsuse osa püütakse hoida minimaalsel tasemel. Nii saadakse hüdrostaatilis-mehaanilise jõuülekande suur kasutegur. Samas võimaldab hüdrostaatiline jõuülekande komponent muuta astmevabalt ülekantavat jõumomenti ja liikumiskiirust.
