Zaawansowane przekładnie to domena nowoczesnych ciągników, zwłaszcza średniej i wyższej mocy. To od skrzyni biegów zależy sprawność przeniesienia napędu na koła, a co za tym idzie – efektywność pracy. Ona decyduje, w ogromnym stopniu, także o komforcie użytkowania ciągnika, jak również o funkcjonalności, co ma znaczenie zwłaszcza podczas prac ze specjalistycznym osprzętem.
Komfort i ergonomia to poniekąd kwestia subiektywna. Jednak niemal każdy, kto spróbował pracy z „bezstopniówką” (CVT – Continuous Variable Transmission), potwierdzi, że jest to niezwykle wygodne rozwiązanie. W kabinie nie znajdziemy dźwigni zmiany biegów, nie ma konieczności wciskania pedału sprzęgła (jego użycie sprowadza się wręcz do jednostkowych przypadków); nawet ruszanie z miejsca i zatrzymywanie ciągnika wymaga jedynie zwolnienia pedału gazu, a zmniejszenie prędkości do zera odbywa się w sposób płynny. Nie trzeba też ręcznie dobierać przełożeń – za to wszystko odpowiada elektronika ciągnika. To w znacznym stopniu odciąża operatora i pozwala skupić się na kontroli pracy maszyny, czy też parametrów ciągnika. Ponadto zmiana przełożenia w skrzyni bezstopniowej nie wiąże się z jakimikolwiek szarpnięciami (jak w przypadku zmiany przełożeń pod obciążeniem w skrzyniach typu powershift), czy też nawet chwilowymi przerwami w przeniesieniu napędu obrotowego na koła (jak w przypadku zmiany biegów głównych w tradycyjnych przekładniach). Wszystko odbywa się płynnie i łagodnie. Różnica jest odczuwalna zarówno podczas prac polowych, jak i w transporcie.
W tym miejscu należy wspomnieć o przekładniach mechanicznych zrobotyzowanych, czyli o rozwiązaniu poniekąd zbliżonym nieco funkcjonalnością do skrzyń CVT. O ile ze skrzyniami typu powershift („półbiegi” przełączane pod obciążeniem) niemal każdy się zetknął, o tyle samoczynna zmiana biegów głównych jest już nieco bardziej unikalnym rozwiązaniem.
Takie przekładnie mechanicznie nie różnią się od zwykłych przekładni powershift, jednak dodatkowo są wyposażone w układ odpowiadający za automatyczną zmianę przełożeń głównych. Oznacza to, że zarówno „półbiegi”, jak i biegi główne przełączają się samoczynnie, w zależności od ustawień zadanych przez operatora, z tą różnicą, że przy zmianie biegów głównych następuje chwilowe rozsprzęglenie napędu. Stąd zazwyczaj spotykamy się z trybami pracy polowej (automatyczna zmiana jedynie „półbiegów”; biegi główne przełącza operator, aby zapobiec niekontrolowanym zatrzymaniom) oraz transportowej (automatyczna zmiana także biegów głównych). Tego typu przekładnie znacznie podnoszą komfort pracy oraz umożliwiają zwiększenie poziomu automatyzacji pracy.
Charakterystyczne szarpnięcia podczas zmiany biegów są naturalnym zjawiskiem towarzyszącym pracy z takimi przekładniami. W kabinie ciągnika ze skrzynią zrobotyzowaną, podobnie jak w przypadku „bezstopniówki”, nie znajdziemy dźwigni biegów. Do jej obsługi wykorzystywany jest dżojstik oraz przyciski.
Funkcjonalność
Nawet największa liczba biegów tradycyjnej przekładni nie dorównuje liczbie przełożeń dostępnej w przypadku CVT – tu mamy do dyspozycji nieskończoną liczbę przełożeń w pełnym zakresie ustalonym dla danego ciągnika (zazwyczaj od zera lub kilkudziesięciu m/h do pełnej prędkości ograniczonej przepisami ruchu, np. 40 km/h, osiąganej przy ekonomicznych obrotach silnika). Daje to możliwość bardzo precyzyjnej regulacji prędkości jazdy, co ma duże znaczenie zwłaszcza podczas prac specjalistycznych.
Poza możliwością programowania tempomatów, czy też ustalania zakresów prędkości jazdy, skrzynie bezstopniowe oferują kilka trybów pracy. Zazwyczaj spotkamy tu tryb automatyczny, który pozwala na możliwie proste operowanie ciągnikiem za pomocą jedynie pedału gazu. Zarówno obroty silnika, jak i przełożenie, będą dostosowywane do aktualnych warunków w sposób automatyczny. Operator może wybrać zakres obrotów, w jakim ma pracować silnik, a także szybkość reakcji skrzyni na zmiany obciążenia. Jest to idealny tryb do transportu, jak i większości standardowych prac polowych.
Tryb manualny z kolei pozwala na operowanie ciągnikiem w sposób tradycyjny – ręczną zmianę przełożenia (ale płynnie – w odróżnieniu od przekładni mechanicznej) oraz zmianę obrotów silnika za pomocą pedału lub manetki gazu. Z kolei tryb WOM pozwala na wykonywanie prac z narzędziami aktywnymi w najbardziej precyzyjny sposób. Umożliwia on ustalenie stałej prędkości obrotowej silnika, a zatem stałej prędkości wałka WOM, i regulację prędkości jazdy np. za pomocą pedału gazu nożnego w zadanym przez operatora zakresie, czy też tempomatu. Najważniejszym elementem jest w tym przypadku utrzymanie niezmiennej prędkości wałka przy zmieniającej się prędkości jazdy. Nie jest to możliwe w przypadku przekładni tradycyjnej. Tu zawsze zmiana prędkości jazdy odbywa się skokowo, co jest tym bardziej odczuwalne, im mniej jest dostępnych biegów.
Kolejną funkcją charakterystyczną dla przekładni bezstopniowych jest tzw. tryb aktywnego postoju, czyli niejako „bieg zerowy”. Oznacza to, że po zmniejszeniu prędkości do zera przekładnia cały czas pracuje, nie pozwalając ciągnikowi toczyć się samoczynnie. To duże ułatwienie w przypadku transportu, jak również podczas prac wymagających precyzyjnego manewrowania (np. z ładowaczem). Swobodny ruch ciągnika jest możliwy dopiero po przełączeniu selektora kierunku jazdy do pozycji neutralnej.
Ekonomia
Przyjęło się założenie, że przekładnie bezstopniowe „zabierają” więcej mocy niż ich mechaniczne odpowiedniki. Tu jednak wiele zależy od konstrukcji przekładni oraz od rodzaju wykonywanych prac. Otóż rzeczywiście moduł hydrostatyczny, przez który przenoszona jest część momentu obrotowego, ma niższą sprawność niż przełożenie mechaniczne. Jednak należy pamiętać, że wiele nowoczesnych skrzyń bezstopniowych jest wyposażonych także w przełożenia mechaniczne (działające w pełni automatycznie, niezależnie od operatora i w sposób dla niego nieodczuwalny), które pozwalają znacznie ograniczyć udział momentu obrotowego przenoszonego drogą hydrostatyczną. Oznacza to, że w całym zakresie prędkości przez „hydrostat” przenoszone jest np. od 0 do maksymalnie 30% całej mocy, co znacznie ogranicza straty energii. W połączeniu z możliwością płynnego i precyzyjnego doboru przełożenia do charakteru wykonywanych prac, pozytywnie wpływa to zarówno na wydajność, jak i ekonomię pracy.
A zatem, wbrew pozorom, może okazać się, że nawet wyższy koszt zakupu ciągnika wyposażonego w przekładnię bezstopniową (w porównaniu do skrzyni mechanicznej), w dłuższej perspektywie może okazać się bardziej opłacalny z uwagi na lepsze dostosowanie do warunków pracy, możliwość pełnej automatyzacji oraz odciążenie operatora i skupienie jego uwagi na kontroli maszyny i pozostałych parametrach. O tym, że skrzynia CVT w ciągnikach to nie tylko fanaberia, może świadczyć wzrostowa tendencja udziału ciągników z bezstopniową przekładnią w ogólnej liczbie nowych traktorów trafiających do gospodarstw Europy Zachodniej, jak również w naszym kraju.
Łukasz Wasak
