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從20世紀(jì)90年代中期, Fendt 公司生產(chǎn)出第一臺(tái)裝用Vario型手扶收獲機(jī)械變速箱總成無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)系的拖拉機(jī)產(chǎn)品以來(lái), 無(wú)級(jí)變速拖拉機(jī)技術(shù)發(fā)展時(shí)間已 有20多年了。在此期間,這一技術(shù)在世界拖拉機(jī)領(lǐng)域內(nèi)就沒(méi)有停止過(guò)產(chǎn)品的研究和發(fā)展。為了進(jìn)一步了解國(guó)外主要拖拉機(jī)公司的無(wú)級(jí)變速技術(shù)的發(fā)展,自Fendt公司以后生產(chǎn)出無(wú)級(jí)變速拖拉機(jī)的另一家公司是 Valtra公司, 該公司在進(jìn)入 AGCO集團(tuán)公司后,又將這一無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)系技術(shù)采用于AGCO公司的大功率拖拉機(jī)上,在數(shù)年后,MF公司拖拉機(jī)上也開(kāi)始裝用這種無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu),但其技術(shù)結(jié)構(gòu)均為從其Fendt公司的Vario型無(wú)級(jí)變速收獲機(jī)械變速箱總成供應(yīng)商傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)派生出來(lái)。同 樣,采用Fendt公司的Vario型無(wú)級(jí)變速箱技術(shù)的公司還有英國(guó)的JCB公司的Fastrac型無(wú)級(jí)變速變速箱。
車(chē)輛傳動(dòng)系統(tǒng)是決定大功率車(chē)輛性能的關(guān)鍵部件。我國(guó)目前使用的手扶收獲機(jī)械變速箱總成拖拉機(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(jiǎn)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)和變速箱收獲機(jī)械變速箱總成供應(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(guò)僅僅依靠駕駛員操縱傳統(tǒng)的機(jī)械式變速器來(lái)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。
嚙合套換擋相對(duì)于滑動(dòng)齒輪換擋具有體積小、換擋相對(duì)容易的優(yōu)點(diǎn)。由于滑動(dòng)齒輪換擋和嚙合套換擋具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工制造成本低等優(yōu)點(diǎn),所以它們?cè)?a href="/tag/%E6%89%8B%E6%89%B6" target="_blank">手扶收獲機(jī)械變速箱總成拖拉機(jī)產(chǎn)生的初期應(yīng)用極為廣泛。但隨著操作者對(duì)拖拉機(jī)駕駛平順性以及變速箱使用壽命的要求日益增長(zhǎng),同步器換擋變速箱的優(yōu)勢(shì)也就逐漸凸顯出來(lái)。自從20世紀(jì)30年代同步器變速箱被發(fā)明,它在歐美市場(chǎng)的使用就越來(lái)越廣泛,這也就導(dǎo)致了滑動(dòng)齒輪換擋和嚙合套換擋結(jié)構(gòu)的變速箱已經(jīng)逐漸被淘汰。對(duì)于我國(guó),由于拖拉機(jī)收獲機(jī)械變速箱總成供應(yīng)商技術(shù)起步較晚,現(xiàn)階段滑動(dòng)齒輪換擋和嚙合套換擋結(jié)構(gòu)還在很大程度上被使用,由于手動(dòng)變速箱換擋時(shí)會(huì)中斷拖拉機(jī)動(dòng)力,使得拖拉機(jī)的工作效率降低,操作變得更為繁瑣,因此,隨著時(shí)代的發(fā)展,對(duì)于變速箱操作的簡(jiǎn)化要求也就越來(lái)越高。
手扶收獲機(jī)械變速箱總成變速器與拖拉機(jī)上其它控制器之間的數(shù)據(jù)共享通信技術(shù)。如ZF公司T7000系列拖拉機(jī)將傳動(dòng)系控制系統(tǒng)與動(dòng)力換擋變速器控制器通過(guò)CAN總線集成,使整個(gè)傳動(dòng)系可模塊化定制,方便系統(tǒng)連接。此外通過(guò)拖拉機(jī)收獲機(jī)械變速箱總成供應(yīng)商各設(shè)備之間的信息交換,可實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系和農(nóng)具作業(yè)狀態(tài)參數(shù)一體化監(jiān)測(cè)與控制,以及遠(yuǎn)程故障診斷處理等,大大提高了拖拉機(jī)使用維護(hù)的方便性和可靠性。總之,采用電液控制具有下列優(yōu)點(diǎn):(1)可解決換擋平順性問(wèn)題,避免換擋沖擊,提高換擋品質(zhì);(2)可根據(jù)作業(yè)工況靈活制定換擋策略,以實(shí)現(xiàn)不同作業(yè)需求,比如順序換擋,插花換擋,穿梭換擋和可編程換擋等換擋邏輯 ;(3)可與其它機(jī)載設(shè)備進(jìn)行聯(lián)合作業(yè),實(shí)現(xiàn)諸如田間巡航、電子地頭轉(zhuǎn)向、GPS導(dǎo)航等智能化作業(yè)需求,方便駕駛員的操作。
手扶收獲機(jī)械變速箱總成動(dòng)力換擋變速器由于換擋操作簡(jiǎn)單且動(dòng)力不中斷,改善了拖拉機(jī)的操縱性能,提高了工作效率。自1959年美國(guó)卡特彼勒公司在D9D拖拉機(jī)上首次成功地應(yīng)用動(dòng)力換擋以來(lái),由于其在換擋時(shí)所表現(xiàn)出的明顯優(yōu)點(diǎn),吸引了許多廠家紛紛效仿 。如同時(shí)期的Ford公司在其671/771/871/971拖拉機(jī)上引入一0一Speed 10+2動(dòng)力換擋變速箱,該變速器收獲機(jī)械變速箱總成供應(yīng)商作業(yè)速度范圍0.9~30 km/h,可在作業(yè)阻力大的區(qū)域快速降擋以提升牽引力,通過(guò)后及時(shí)升擋以保證作業(yè)速度和燃油經(jīng)濟(jì)性,在此過(guò)程中不需要停車(chē)和操縱離合器,而且可保持動(dòng)力輸出軸速度不變,從而顯著提升拖拉機(jī)動(dòng)力輸出。
對(duì)于機(jī)械部分的制造環(huán)節(jié)相信在國(guó)內(nèi)應(yīng)該可以滿足制造的需求,但是難就難在手扶收獲機(jī)械變速箱總成變速箱的控制策略,由于之前國(guó)內(nèi)一直沒(méi)有開(kāi)發(fā)過(guò)動(dòng)力換擋變速箱的經(jīng)驗(yàn),加之外資對(duì)這種技術(shù)的嚴(yán)密封鎖,所以動(dòng)力換擋變速箱在國(guó)內(nèi)趨于空白。而國(guó)內(nèi)如果是從頭開(kāi)始開(kāi)發(fā)拖拉機(jī)的動(dòng)力換擋技術(shù),研發(fā)投入至少在百億級(jí)的投入,國(guó)內(nèi)的拖拉機(jī)主機(jī)收獲機(jī)械變速箱總成供應(yīng)商廠極少能投入這么大量的資金進(jìn)行研發(fā),很多主機(jī)廠都認(rèn)為以其投入大量資金進(jìn)行前途未卜的研發(fā),還不如購(gòu)買(mǎi)外資成品的變速箱產(chǎn)品,這一可以規(guī)避研發(fā)風(fēng)險(xiǎn),同時(shí)也可以快速的推出自己的拖拉機(jī)產(chǎn)品;而國(guó)內(nèi)專業(yè)變速箱生產(chǎn)廠家由于拖拉機(jī)動(dòng)力換擋變速箱市場(chǎng)太小,也不原因投入巨資研發(fā)一個(gè)市場(chǎng)容量很小的產(chǎn)品;這兩方面是國(guó)內(nèi)拖拉機(jī)動(dòng)力換擋變速箱研發(fā)目前空白的主要原因。當(dāng)然任何事情都是有利有弊的,核心的技術(shù)是無(wú)法通過(guò)購(gòu)買(mǎi)得到的,這個(gè)是國(guó)人多少年得出的真理;沒(méi)有核心技術(shù)就沒(méi)有市場(chǎng)的話語(yǔ)權(quán),還是國(guó)內(nèi)的主機(jī)廠能重視研發(fā),避免前不久“中興事件”在農(nóng)機(jī)市場(chǎng)上的重演。