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手扶履帶拖拉機(jī)變速箱總成全動(dòng)力換擋自動(dòng)變速器與一般的半動(dòng)力自動(dòng)換擋變速箱相比,給用戶帶來的主要好處與利益是:一是作業(yè)效率更高(發(fā)動(dòng)機(jī)功率相同時(shí)),耗油率更低;二是在田間作業(yè)條件復(fù)雜時(shí),特別是低濕地作業(yè)時(shí)的通過性能更好;三是對(duì)于大中功率級(jí)別的拖拉機(jī),不需要手動(dòng)操縱機(jī)械式換擋,變速箱的整體可靠性更高。四是由于履帶拖拉機(jī)變速箱總成供應(yīng)商變速箱內(nèi)部動(dòng)力傳動(dòng)路線簡單,產(chǎn)生的內(nèi)耗以及熱量少,變速箱殼體可采用高強(qiáng)度鑄鋼材料而不是鋁質(zhì)材料,變速箱總體結(jié)構(gòu)更加堅(jiān)固耐用。為提高拖拉機(jī)在輕負(fù)荷作業(yè)時(shí)的經(jīng)濟(jì)性,大功率拖拉機(jī)大多在原有擋位的基礎(chǔ)上增加直接擋或超速擋用于提高行駛速度。
車輛傳動(dòng)系統(tǒng)是決定大功率車輛性能的關(guān)鍵部件。我國目前使用的手扶履帶拖拉機(jī)變速箱總成拖拉機(jī)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)大多采用的是固定軸式齒輪變速器,它具有效率高、成本低、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn),從而獲得廣泛應(yīng)用。但這種手動(dòng)機(jī)械式變速器屬于非動(dòng)力換擋,輸出轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速變化比較大,換擋時(shí)首先分離主離合器以切斷動(dòng)力傳遞,然后操縱換擋同步器進(jìn)行擋位變換,需要駕駛員憑經(jīng)驗(yàn)決定換擋時(shí)刻,換擋最佳時(shí)機(jī)不易把握,而且由于頻繁換擋操作,易使駕駛員疲勞,進(jìn)而影響行駛安全 。此外,拖拉機(jī)作業(yè)環(huán)境惡劣,外界負(fù)荷波動(dòng)頻繁,這就要求發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱履帶拖拉機(jī)變速箱總成供應(yīng)商能適時(shí)地變更轉(zhuǎn)速和扭矩以適應(yīng)負(fù)荷和行駛阻力的不斷變化,這些通過僅僅依靠駕駛員操縱傳統(tǒng)的機(jī)械式變速器來實(shí)現(xiàn),難以保證拖拉機(jī)的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性,而且增加了勞動(dòng)強(qiáng)度。
動(dòng)力換擋變速器履帶拖拉機(jī)變速箱總成供應(yīng)商是通過液壓操縱離合器的接合和分離來實(shí)現(xiàn)換擋的,但由于液體的不可壓縮性,換擋操縱液壓系統(tǒng)剛度較大,如果換擋元件接合過猛,會(huì)產(chǎn)生換擋沖擊,使傳動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生較大的動(dòng)載荷,加劇零部件的磨損,降低使用壽命,而且易使駕駛員疲勞。良好的換擋品質(zhì)要求換擋迅速、平穩(wěn)、無沖擊,且對(duì)動(dòng)力傳遞影響小,盡量使動(dòng)力不中斷。在實(shí)際換擋過程中,各擋位離合器大多是由單向開關(guān)閥控制,當(dāng)開關(guān)閥打開時(shí),離合器內(nèi)壓力只能增加,而當(dāng)開關(guān)閥處于關(guān)閉位置,離合器內(nèi)液體壓力為零,因此原離合器分離的準(zhǔn)確時(shí)間無法確定,另外離合器液壓還受溫度、離合器盤磨損以及轉(zhuǎn)速影響,不能有效測定實(shí)際的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩,這些都對(duì)閉環(huán)控制形成障礙,使換擋過程受溫度與負(fù)荷影響顯著減小。國內(nèi)用試驗(yàn)的方法研究了手扶履帶拖拉機(jī)變速箱總成動(dòng)力換擋變速箱換擋過程中,換擋離合器壓力變化過程對(duì)旋轉(zhuǎn)速度的影響,發(fā)現(xiàn)在理想換擋點(diǎn)變速箱換擋最平穩(wěn) 。
動(dòng)力換擋變速箱是1959年卡特彼勒首次在拖拉機(jī)上應(yīng)用,由于具有換擋過程容易,保證動(dòng)力連續(xù)不斷,優(yōu)化了操作性能,提高拖拉機(jī)工作效率的特點(diǎn),得到了很多廠家的認(rèn)可。動(dòng)力換擋變速箱可分部分動(dòng)力換擋變速箱和全動(dòng)力換擋變速箱兩種。部分動(dòng)力換擋的應(yīng)用領(lǐng)域主要在定軸輪系變速箱上。而經(jīng)過多年的發(fā)展,全動(dòng)力換擋變速箱如今已達(dá)到具有12個(gè)前進(jìn)擋位的多排擋全負(fù)載換擋,這種換擋方式多用于具有摩擦元件布置的周轉(zhuǎn)輪系變速箱結(jié)構(gòu)上,通過先進(jìn)的電液控制系統(tǒng)完成特定的執(zhí)行元件接合與分離,從而實(shí)現(xiàn)全動(dòng)力換擋的要求。這種變速箱廣泛的應(yīng)用于各大廠家的拖拉機(jī)上,其中包括了美國凱斯公司生產(chǎn)的CX系列、法國雷諾公司生產(chǎn)的175-74T2系列。
手扶履帶拖拉機(jī)變速箱總成拖拉機(jī)無級(jí)變速可直接采用液壓泵和液壓馬達(dá)的形式,但靜液壓傳動(dòng)效率低和噪聲大;機(jī)械的無級(jí)變速大多采用V 帶和膠帶輪直徑變化的傳動(dòng)形式。膠帶用橡膠或金屬制造,但傳動(dòng)比變化范圍小。試驗(yàn)時(shí)牽引Case 公司530B 型聯(lián)合整地機(jī),深松30 cm,牽引阻力約49 kN 左右。當(dāng)拖拉機(jī)通過試驗(yàn)地的一小段坡地時(shí),阻力增大很多,拖拉機(jī)履帶拖拉機(jī)變速箱總成供應(yīng)商平穩(wěn)自動(dòng)降速很快通過;而同樣功率的有自動(dòng)動(dòng)力換擋的拖拉機(jī)需要頻繁換擋,速度變化大,生產(chǎn)率降低;這時(shí)無級(jí)變速的優(yōu)越性非常突出。這臺(tái)拖拉機(jī)現(xiàn)已使用4年,基本無故障,工作可靠。