Skrzynia Dynamic Command w ciągnikach New Holland – jak to jest zrobione?

Czy moc w ciągniku ma znaczenie? Oczywiście, iż tak. Jednak jeszcze większe znaczenie ma to, jak jest ona wspólnie z momentem obrotowym przeniesiona na koła. Spójrzmy dziś na przekładnię Dynamic Command i na to, jak jest zrobiona.

Już od samego początku ciągnikowej motoryzacji wiadomo było, iż skrzynia biegów w traktorze musi spełniać inne cechy niż taka w samochodzie. Przede wszystkim musi być mocna, bo mechaniczne obciążenia, jakim jest poddawana, są w ciągniku ogromne. Po drugie musi redukować i odpowiednio dopasować obroty silnika do przełożenia głównego na kołach. I po trzecie musi być trwała, bo rolnik liczy czas zupełnie inaczej niż kierowca auta.

Spójrzmy teraz, jak w dużym uproszczeniu działa normalna skrzynia biegów. W standardowej mechanicznej skrzyni przekładniowej poprzez zespół sprzęgła moc przekazywana jest z silnika na wałek. Na nim nawleczone są koła poszczególnych biegów, które współpracują z kołami biegów na drugim (a czasem trzecim) wałku. Poprzez mechanizm sterujący poszczególne koła zazębiają się ze sobą. Moc przekazywana jest w ten sposób z koła napędzającego na napędzane.

Wady mechanicznej skrzyni biegów

Taki sposób przekazywania mocy ma jednak poważne wady. Po pierwsze wymagana jest tu idealna synchronizacja ustawienia poszczególnych kół i ich zębów względem siebie. Po drugie w momencie zazębienia koło napędzające oddaje kołu, które napędza, ogromny ładunek energii kinetycznej. Część z niej jest marnowana do rozpędzenia samego koła oraz wałka i innych kół na tym wałku do wymaganej prędkości obrotowej. Trzeba pamiętać, iż mają one także swoją znaczną masę i w związku z tym występuje tu zjawisko sporej bezwładności całego zespołu tych elementów.

To właśnie bezwładność mechanizmu powoduje w głównej mierze spowolnienie reakcji przekładni na zmianę poszczególnych przełożeń. Sprawa się komplikuje, gdy pracujemy ciągnikiem w polu i przełączamy biegi pod obciążeniem. Wysprzęglając, przez chwilę moc (z silnika) nie trafia do kół ciągnika, bo cały zespół tej transmisji jest fizycznie odłączony. Gdy puszczamy sprzęgło, jego tarcza przejmuje na siebie olbrzymie obciążenia. Im więcej mocy ma silnik i im większe obciążenie pracy ciągnika przez maszynę, tym tarcza sprzęgła musi sprostać większym przeciążeniom. Powoduje to oczywiście jej zużycie.

A co, gdyby udało się zbudować przekładnię, w której zjawisko bezwładności wałków i kół byłoby usunięte? Taką, w której biegi przełączane byłyby bezstratnie dla mocy w ułamku sekundy, a sprzęgło jako mechanizm nie musiałoby przenosić tak ogromnych przeciążeń? Przekładnię, która transmitowałaby moc na koła non stop, bez przerwy mimo zmiany przełożeń i w dodatku pod ciągłym obciążeniem.

Takie pytania zadawali sobie inżynierowie i jak się domyślacie, taka przekładnia powstała. Pojawiła się czterdzieści lat temu w samochodach sportowych, gdzie osiągi bolidów były mocno ograniczone czasem reakcji skrzyni na zmianę poszczególnych przełożeń. Miała dwa zupełnie innej budowy sprzęgła, z których każde zawiadywało innym wałkiem. Jeden z nich miał koła z parzystymi, a drugi z nieparzystymi biegami. Tak powstała skrzynia zwana dwusprzęgłową. Jednak droga do zastosowania jej w ciągniku rolniczym była jeszcze daleka i pełna ogromnych technologicznych wyzwań, bo sportowy bolid to nie ciągnik.

Przekładnia Dynamic Command działa w ścisłej “symbiozie” z silnikiem, dostosowując pracę do jego obciążenia. rys. materiały prasowe

Dynamic Command – rewolucja New Hollanda

Zastosowanie dwusprzęgłowej skrzyni przekładniowej w ciągniku wiązało się z poważnym wyzwaniem przeniesienia przez nią zarówno mocy, jak i ogromnego momentu obrotowego. Przekładnia taka musiała z założenia dysponować wieloma biegami zgrupowanymi w zakresy przeznaczone do prac z różnymi prędkościami ciągnika i jego obciążeniem. Innymi słowy: skrzynia powinna sama dopasować się do pracy przy orce, jak i w transporcie. Powinna też umożliwiać jazdę zarówno do przodu, jak i do tyłu.

Inżynierowie New Holland doskonale znali te główne założenia konstrukcyjne. Po latach badań i morderczych testów polowych w 2017 r. wprowadzono do oferty dwusprzęgłową przekładnię Dynamic Command. Trafiła najpierw do modeli serii T6, a niedługo później do mniejszych T5, okazując się prawdziwą rewolucją w dziedzinie przeniesienia mocy i momentu obrotowego z ciągnikowego silnika na koła jezdne.

Spójrzmy, jakie główne cechy ma przekładnia Dynamic Command:

• Brak utraty prędkości ciągnika przy zmianie przełożeń.
• Zapobiega utracie mocy i momentu.
• Ciągła transmisja mocy na koła ciągnika.
• Brak uślizgów przy przekazywaniu momentu na koła.
• Znaczące zmniejszenie zużycia paliwa przez dostosowanie pracy przekładni do obrotów silnika.
• Możliwość swobodnej zmiany przełożeń choćby pod największym obciążeniem.
• Natychmiastowa zmiana kierunku jazdy przód – tył dzięki zaawansowanej technologii Powershuttle.
• Znaczna poprawa komfortu jazdy i pracy operatora oraz wydajności ciągnika.
• Cicha praca.
• Możliwość sterowania zmianą biegów przyciskami lub praca w trybie w pełni automatycznym przez sterowanie tylko pedałem gazu.

Budowa przekładni Dynamic Command. Widoczne pakiety sprzęgieł biegów parzystych i nieparzystych. rys. materiały prasowe

Jak w praktyce działa Dynamic Command?

Przekładnia Dynamic Command sterowana jest przez mikrokomputer, ale jego polecenia są ściśle skorelowane z pracą silnika, jego obciążeniem oraz prędkością jazdy ciągnika. Dopiero wypadkowe tych wszystkich parametrów po cyfrowej analizie w ułamku sekundy przekazywane są do sterownika przekładni. Zmiana przełożenia na inne naprawdę trwa jak mgnienie oka, bo wynosi zaledwie 1/10 części sekundy.

Jak pamiętamy, jest to możliwe dzięki budowie przekładni, w której dzięki dwóm sprzęgłom obsługującym biegi parzyste i nieparzyste każdy sąsiadujący bieg jest gotowy do użycia w dowolnym momencie. Pamiętając, iż biegów, a adekwatnie przełożeń, mamy tu do dyspozycji aż 24 i to w trzech grupach, system ten musi być inteligentnie sterowany.

Precyzyjne sterowanie wraz z autorskim systemem zarządzania prędkością jazdy (GSM2) powoduje, iż jazda ciągnikiem z przekładnią Dynamic Command w trybie automatycznym przypomina jazdę ciągnikiem z przekładnią bezstopniową CVT. To wrażenie potęguje jeszcze interesujący i praktyczny system Dynamic Start-Stop, który umożliwia zatrzymanie ciągnika przed wciśnięcie jedynie samego pedału hamulca.

A teraz spójrzcie na grafikę poniżej.

Widać tu, iż przekładnia Dynamic Command ma 24 elektronicznie sterowane biegi w trzech grupach. Między 8 a 9 i 16 a 17 występują spore różnice w maksymalnej prędkości ciągnika. Jest to spowodowane dobraniem odpowiednich przełożeń do obciążenia pracy maszyny.

Celowym zabiegiem inżynierów New Holland jest także wprowadzenie jednakowych reżimów jazdy zarówno do przodu, jak i do tyłu. Odpowiadają za to dwa dodatkowe zespoły sprzęgieł – do jazdy w przód i do jazdy w tył – umieszczone przed zespołami sprzęgieł sterujących biegami. Dobrze wyjaśnia to poniższy rysunek.

Można by spędzić sporo czasu, dyskutując o tym, czy dwusprzęgłowa przekładnia Dynamic Command jest tylko etapem rozwojowym najnowszych przekładni bezstopniowych (np. Auto Command w New Holland). Trzeba jednak zwrócić uwagę, iż to zupełnie inne konstrukcje. Dynamic Command jest, jak mówią sami rolnicy, niebywale uniwersalną przekładnią, z którą gwałtownie zaprzyjaźnią się zwolennicy zarówno manualnego sterowania biegami, jak i miłośnicy pełnego automatu.

Faktem jest, iż przekładnie Dynamic Command Transmission, bo tak brzmi ich pełna nazwa, zdobywają coraz więcej zwolenników ceniących sobie zarówno wygodę pracy, jak i bezawaryjność tego rozwiązania. Nie bez znaczenia jest wspomniana wcześniej swoista elektroniczna symbioza między generującym moc silnikiem a tą przekładnią. Pozwala ona na znaczne zredukowanie zużycia paliwa choćby przy ciężkich pracach polowych. W obecnych czasach nie jest to bez znaczenia.