ZF-ECCOM是較成功成功的傳動系, 目前有5個產品系列, 功率覆蓋74-279kW ( 100-380馬力)。變速箱的機械部分有兩個外擺線減速器, 提高了無級變速傳動系的機械功率傳遞。變速箱有4個速度區段( 0- 6.4 km /h、6.4-13 km /h、13-26 km /h和26-40 km /h或50km/h)。
該系統包括兩個前進區段L /H( 0-15 km /h及0-50 km /h)和一個倒退區段R( 0-17 km /h), 理論最高速度可達62 km/h。該系統分別應用於其7030及8030系列拖拉機上,甚至其8345R 橡膠履帶拖拉機上也安裝了該傳動系。隨著技術的進一步成熟, 預計會有更多的John Deere拖拉機裝用該系統。
動力箱主要有齒輪、離合器、軸、箱體等組成
定軸式工作及結構特點:1)每個擋位必須有兩個離合器同時工作才能實現
2)變速箱內共由6個離合器組成(指6前3倒結構),透過它們之間的相互組合實現不同的擋位
3)離合器:KV、KR、K4——方向離合器
KV、K4前進 KR倒退
K1、K2、K3——擋位離合器
一、動力換擋變速箱的基本原理1、動力換擋變速箱的概念:
動力(負載)換擋變速箱就是可以在拖拉機帶著負載一邊工作,一邊變換檔位,換擋過程中動力不中斷的一種有級變速箱。
其主要工作原理是採用摩擦離合器(多為溼式、多片結構)作為動力換檔執行元件的負載換檔機構來實現。
2、其工作原理如下:
圖1所示的機構為可在I 和Ⅱ 兩對齒輪間進行換檔的部件簡圖。離合器K l 接合、K2 分離, 動力由齒輪副I 傳遞, 則實現第I 檔; K 2接合、K l 分離, 動力由齒輪副Ⅱ 傳遞, 則為第Ⅱ檔。
如果兩個離合器協調地工作, 如原來接合的離合器(K1)逐漸分離, 它所傳遞的(Ⅰ檔) 動力逐漸減小, 而原來分離的離合器(K2)逐漸接合, 傳遞的動力從零開始逐漸增加直到傳遞全部動力, 則動力從I 檔換到了Ⅱ檔, 兩檔傳遞的動力在換檔過程中有一定的重疊, 因而動力在換檔過程中並未中斷。上述就是動力換擋變速箱的基本原理,當然,上述的換檔過程必然伴隨著離合器摩擦片的打滑。
動力換擋變速箱由於換擋過程簡單,且動力不中斷,改善了拖拉機的操縱效能,提高了工作效率。自1959年Caterpillar公司在D9D拖拉機上首次成功地應用動力換擋以來,由於這種機構在換擋時表現出的明顯有點,引起了許多廠家紛紛效仿。從生產動力換擋增扭器、Hi-Lo動力換擋機構和逆向機構(動力換向),到部分排擋動力換擋,再到全部排擋動力換擋,發展到今天的多排擋全動力換擋(12個前進擋以上),其技術已非常成熟,並被很多拖拉機生產廠家所應用。
二、動力換擋變速箱的結構實現動力換擋的主要控制元件有動力換擋變速箱、拖拉機電液控制單元、液壓系統三大部分。變速箱的液壓控制系統除對變速箱強制潤滑外,還控制換擋離合器、主離合器、PTO和前橋驅動的分離和結合,以及制動器的制動。變速箱的主要效能引數,包括髮動機輸入轉速、變速箱輸入轉速、液力變速箱輸出轉速、主離合器轉速、離合器踏板位置、離合器位置、主變速箱擋位、PTO轉速、變速箱溫度、潤滑系統油壓等,透過各類感測器傳遞至變速箱電子控制單元(TCU),TCU根據駕駛員輸入指令,控制液壓系統中的電磁閥和對應的換擋離合器實現換擋,同時對轉速、轉矩、壓力、流量、溫度等進行監測。開發動力換擋變速箱,均需對(TCU)進行開發和引數設定,保證其控制的穩定和一致性。
下面就對幾款我們常見的動力換擋、Hi-Lo機構動力換擋、動力換向變速箱結構簡單的為大家做一下介紹:
1、典型的拖拉機動力換擋變速箱(以ZFT7336為例)原理如下圖,現在主要應用在國內各廠家的動力換擋拖拉機上:
2、LF2204拖拉機TX4A動力換擋變速箱(30F+25R)結構如下圖:
3、LF1504拖拉機MTX3動力換擋變速箱(16F+12R)如下圖:
三、無級變速變速箱的結構隨著拖拉機變速箱技術的發展,無級變速在拖拉機上開始得以應用,各家的HMCVT結構不一,最有實力的是ZF的ECCOM系列和分特公司的VARIO系列變速器。
1、液壓機械無級變速傳動( HMCVT)箱的原理
HMCVT( hydro-mechanical continuously variable transm ission )原理
圖1為液壓機械無級變速傳動的基本形式, 發動機輸出的功率分成兩路, 一路作為機械功率透過離合器直接傳給太陽輪s, 另一路作為液壓功率, 經傳動齒輪後, 透過液壓傳動系將功率傳給齒圈r, 最後功率經差動輪系合成後由行星架c輸出。
當離合器C 脫開、制動器B 接合時, 發動機的功率全部經液壓傳動輸出, 隨著變數泵和定量馬達排量比e 從0 ~ + 1 變化,輸出轉速nb 從零逐漸增大, 其關係如圖2中的H 段。當離合器C 接合、制動器B 脫開時, 機械功率和液壓功率經差動輪系合成後輸出, 此時隨著e從+ 1~ - 1變化, 輸出轉速nb 在一定範圍內連續無級變化,
如圖2中的HM 段。若透過電液伺服閥控制變數泵的斜盤傾角, 使液壓馬達的轉速為0, 則發動機的功率全部由機械功率傳遞, 此時傳動效率最高。
1、液壓機械無級變速傳動( HMCVT)箱的原理
液壓機械無級變速傳動( HMCVT)綜合了液壓傳動和機械傳動的主要優點, 兼有無級調速效能和較高的傳動效率。在大功率拖拉機、重型汽車、工程機械等車輛上有著良好的應用前景。
2、ZF 公司ECCOM 1.3 變速箱(HMCVT)
液力系統+多級行星機構,無撥叉,一軸,100-140馬力。最新的 ECCOM5.0配500馬力拖拉機。
2、ZF 公司ECCOM 1.3 變速箱(HMCVT)
ZF-ECCOM是較成功成功的傳動系, 目前有5個產品系列, 功率覆蓋74-279kW ( 100-380馬力)。變速箱的機械部分有兩個外擺線減速器, 提高了無級變速傳動系的機械功率傳遞。變速箱有4個速度區段( 0- 6.4 km /h、6.4-13 km /h、13-26 km /h和26-40 km /h或50km/h)。
義大利Same-Deutz-Fahr公司的Agrotron TTV ( 99 - 114 kW )( 135-155馬力)及Same Iron Continuo( 125-135W )( 170-184 馬力)系列拖拉機、Lamborghini R6 Series VRT ( 125-135 kW ) ( 170-184馬力)、John Deere的6030系列及Claas公司的Axion 800 C-Matic系列拖拉機。CLASS XERION 系列335馬力、375馬力、483馬力、524馬力都是採用ZF-ECCOM變速箱。( ZF-ECCOM3.5,ZF-4.0 ECCm4.5。)。
3、 Fendt Vario變速箱(HMCVT)
行星機構+液力系統+齧合套,三軸排列, FENDT公司200、300、400、700、800、900系列,從75馬力到396馬力全部採用這種形式的變速箱,大批次生產,黑龍江2005年就有引進900系列的拖拉機,可靠性較高。
和ZF無極變速的區別:一個是吧行星機構作為合流工具,一個是功率分流工具。
Fendt公司的V ario 系統。其分為0.02-34km /h及0.02~ 50 km /h( 60 km /h )兩個速度範圍,這是最早實現商品化的, 已發展為從Vario200 到Vario900共6 個產品系列。功率覆蓋48-265 kW( 65-360馬力), 目前各型號已實現銷售50,000臺。
除Fendt公司各系列拖拉機外, MF公司的7400 系列和MF8400型拖拉機使用的Dyna-VT型、JCB 公司8250 Fastrac拖拉機上使用的V- Tronic及Valtra公司S系列拖拉機上的無級變速傳動系均來源於Vario系統。
本人認為V ario 系統從結構和製造成本和難度上看比ZF ECCOM系列有優勢,比動力換擋機構比更有優勢,很多加工難點都避免了。
4、洋馬I-HMT 變速箱(HMCVT)
液力系統+行星機構+同步器,三軸排列
5、John Deere 公司的IVT (Infinitely Variable Transmission)無級變速系統。
該系統包括兩個前進區段L /H( 0-15 km /h及0-50 km /h)和一個倒退區段R( 0-17 km /h), 理論最高速度可達62 km/h。該系統分別應用於其7030及8030系列拖拉機上,甚至其8345R 橡膠履帶拖拉機上也安裝了該傳動系。隨著技術的進一步成熟, 預計會有更多的John Deere拖拉機裝用該系統。
6、 HST變速箱無級變速系統
靜液壓無級變速傳動裝置(Hydraulic Stepless Tran smission )簡稱HST。
特點:一個功率流,由液力傳遞功率。
目前, 國外大功率拖拉機以及部分工程車輛的傳動系廣泛採用液力機械傳動變速箱, 還有部分先進機型採用全液壓傳動技術。其操縱方式已由手動液控向電液控制技術方面發展, 並取得了非常好的效果,大大提高了整機行駛平順性和作業效能。
雖然它們都具有無級變速功能, 操縱輕便, 整機動力性好, 可靠性高, 但由於傳動系的傳動效率較低, 直接影響了整機生產率和經濟性。