Napęd jezdny w ładowarkach sztywnoramowych. Hydrostat kontra powershift

W wydaniu RPT 5/2013 pokazaliśmy rozwiązania napędu jezdnego w ładowarkach przegubowych. W tym artykule prezentujemy formy przenoszenia momentu obrotowego na koła w maszynach z ramą sztywną, zwanych też popularnie telehandlerami.

 

W przypadku ładowarek o konstrukcji przegubowej prym zdecydowanie wiodą hydrostatyczne formy przeniesienia napędu na koła, natomiast do nielicznych wyjątków należą maszyny ze skrzynią typu powershift. W dodatku przekładnie przełączane pod obciążeniem pojawiły się jedynie w większych maszynach z ramą łamaną, zaś w tzw. podwórzówkach w ogóle nie istnieją. Przy sztywnoramowych konstrukcjach proporcje między tymi dwoma rozwiązaniami są znacznie bardziej wyrównane. Ponadto w ofercie telehandlerów występuje tradycyjna skrzynia mechaniczna z biegami przełączanymi dźwignią przesuwaną w prowadnicy typu H.

 

Biegi hydrauliczne i mechaniczne

 

Przyjrzyjmy się najpierw ładowarkom o stałej ramie z hydrostatycznym przeniesieniem napędu. W porównaniu do maszyn przegubowych nie spotkamy tutaj już zębatej pompy jezdnej czy orbitalnych hydromotorów. Praktycznie jedynym obowiązującym typem olejowego układu jezdnego w telehandlerach jest centralna osiowa pompa wielotłoczkowa i centralny osiowy silnik wielotłoczkowy. Do wyjątku należą angielskie ładowarki JCB oraz niektóre maszyny marki AUSA. W modelach T133H i T144H hiszpańskiego producenta osiowa pompa wielotłoczkowa zasila olejem trzy szeregowo ze sobą połączone promieniowe silniki wielotłoczkowe. Jeden z nich napędza przedni most, zaś dwa pozostałe są zamocowane w tylnych kołach. W maszynach tych nie ma żadnych zakresów prędkości. Z kolei w ładowarkach: 520-40, 524-50 i 527-55 z rodziny Loadall firmy JCB centralna pompa podaje olej do czterech radialnych silników wielotłoczkowych zainstalowanych w kołach. U angielskiego producenta zmiana prędkości jazdy odbywa się w dwóch przedziałach chłonności hydromotorów.
 

 

W telehandlerach z hydrostatem o klasycznej konstrukcji mamy najczęściej do czynienia z jednym bądź dwoma zakresami prędkości jazdy. W ładowarkach przegubowych występowały wyłącznie biegi hydrauliczne, czyli powiązane z wyborem przedziału chłonności hydromotoru. Niektóre maszyny ze sztywną ramą mają już mechaniczne skrzynie przekładniowe. W ofercie występują także ładowarki dysponujące kombinacją obu form przełączania biegów. Najczęściej są to maszyny o czterech przełożeniach: dwóch mechanicznych i dwóch hydraulicznych. Najlepiej jeśli zakresy prędkości zmieniamy na postoju. Warto jednak zaznaczyć, że biegi hydrauliczne są mniej wrażliwe na zmianę w czasie jazdy. Dotyczy to jednak jedynie redukcji przełożenia, czyli zwiększenia zakresu chłonności hydromotoru. Przejście z biegu niższego na wyższy może wywołać zbyt gwałtowny przyrost ciśnienia w układzie i przy częstym stosowaniu odbić się negatywnie na jego podzespołach. Przełożenia mechaniczne lepiej zmieniać na postoju. Wyjątkiem jest włoska firma Merlo, która do niektórych modeli za dopłatą oferuje skrzynię Shift-on-the-Go, pozwalającą na bezpieczną zmianę zakresu prędkości jazdy podczas ruchu maszyny. Możliwość taką zapewnia hydrauliczny synchronizator wyrównujący prędkości sprzęganych ze sobą kół zębatych.

 

Zwykły mechanik lub powershift

 

Wśród ładowarek posiadających tylko jeden zakres prędkości jazdy znajdziemy: włoskie maszyny – Merlo Panoramic P 25.6 i Dieci Mini Agri 25.6, model LM5020 amerykańskiej marki New Holland, maszyny T235H i T307H produkcji AUSA oraz model GTH 2506 amerykańskiej firmy Genie należącej do koncernu Terex. Największe grono stanowią telehandlery z dwoma hydraulicznymi przełożeniami. W grupie tej swoich przedstawicieli mają: niemieckie firmy – Claas, Deutz-Fahr, Weidemann, Thaler i Sauerburger, amerykańskie marki – Cat, JLG i Genie, francuski Manitou, włoski Faresin, holenderski Giant oraz austriacki Liebherr. Dwoma przełożeniami mechanicznymi dysponują: Merlo, Dieci i New Holland, zaś czterema kombinowanymi: amerykański Bobcat, angielski Massey Ferguson i włoski Faresin. W ładowarkach na sztywnej ramie zakresy prędkości jazdy, niezależnie od formy, zmieniane są elektrohydraulicznie: za pomocą przełącznika na desce rozdzielczej lub bocznym pulpicie, na dżojstiku bądź poprzez obrót dźwigni po lewej stronie kierownicy, odpowiedzialnej za zmianę kierunku jazdy. Wszystkie maszyny z hydrostatycznym przeniesieniem napędu mają funkcję inchingu. W większości ładowarek na sztywnej ramie operator do impulsowania wykorzystuje pedał oddziałujący także na hamulce kół. Wyjątkiem są maszyny merek: Merlo, Dieci, New Holland, Weidemann (tylko jeden model) i Liebherr. W nich redukcja wydatku pompy niezależnie od obrotów silnika spalinowego obsługiwana jest osobnym pedałem.

 

Konkurencyjnym rozwiązaniem dla hydrostatu są skrzynie mechaniczne. O ile napęd olejowy daje większą precyzję jego dozowania, o tyle niewątpliwą zaletą tych drugich są: większa sprawność i lepsze parametry trakcyjne. Dlatego też ładowarki ze skrzynią mechaniczną polecane są w gospodarstwach, gdzie spora ilość ich prac przypada na polu, łące lub podczas ciągania przyczep czy podgarniania obornika na pryzmie. Jeśli zależy nam na przełączaniu biegów pod obciążeniem podczas jazdy, lepiej zdecydować się na skrzynię powershift. Za jej wyborem przemawia także możliwość automatycznej zmiany przełożeń. W przeciwnym razie wystarczy standardowa skrzynia z zsynchronizowanymi biegami i elektrohydraulicznie obsługiwanym sprzęgłem głównym. Niezależnie od typu przekładni wszystkie ładowarki z napędem mechanicznym mają zaraz za silnikiem zainstalowany torque converter, czyli przekładnię hydrokinetyczną, łagodzącą szarpnięcia podczas ruszania i zmiany kierunku jazdy.

 

 

Powershift także z inchowaniem

 

Proste skrzynie mechaniczne są aktualnie dostępne jedynie w maszynach firm: Manitou, JCB, New Holland i Cat. We wszystkich tych ładowarkach mamy cztery biegi do przodu i cztery do tyłu. Większe zróżnicowanie występuje przy napędzie powershift. Skrzynię 4/3 znajdziemy w maszynach: Dieci z rodziny Agri Plus, w modelu Agrovector 37.6 marki Deutz-Fahr oraz w serii TH firmy Cat. Przekładnię 4/4 oferują: JCB w serii Loadall typu Agri oraz New Holland w trzech największych modelach serii LM w wersji Plus. Część producentów montuje także skrzynie z sześcioma półbiegami do przodu i trzema do tyłu: Manitou, Deutz-Fahr i Cat oraz w układzie 6/6 – jedynie JCB w rodzinie Loadall w wariantach: Agri Plus, Agri Super i Agri Xtra. Półbiegi w ładowarkach zmieniane są przyciskami na dżojstiku lub za pomocą obrotowej manetki po lewej stronie kierownicy.

 

Warto zauważyć, że część z producentów przy skrzyni powershift oferuje automatyczną zmianę przełożeń oraz blokadę torque convertera na najwyższych zakresach prędkości. Takie udogodnienia znajdziemy w najnowszej ładowarce MLT 840 marki Manitou, we wszystkich sześciobiegowych modelach firmy JCB oraz w serii Agri Plus produkcji Dieci. Zasadniczym mankamentem skrzyni powershift jest brak inchowania. Do wyjątków należą: Manitou, Dieci i Deutz-Fahr. Dwie pierwsze firmy z bolączką przekładni z półbiegami poradziły sobie poprzez kontrolowaną regulację poślizgu w sprzęgłach odpowiedzialnych za zmianę przełożeń. Za precyzyjne dozowanie oleju w układzie odpowiadają sterowane proporcjonalnie elektrozawory. Z kolei Deutz-Fahr również zastosował kontrolowaną regulację poślizgu, ale w sprzęgle hydrokinetycznym.

 

Na rynku możemy znaleźć też ładowarkę, w której zastosowano hybrydę przekładni hydrostatycznej i powershift. Takim rozwiązaniem pochwalić się mogą firmy: McCormick i Landini, należące do włoskiego koncernu Argo. W czerwonym lakierze maszyna wychodzi pod nazwą Tele-Trac, zaś jej niebieski brat nosi miano Powerlift. Ładowarki te wyposażone są w przekładnię E.V.T. (Electronic Variable Transmission). Na każdym z trzech półbiegów wybieranych za pomocą obrotu dźwigni przy kierownicy prędkość jazdy regulowana jest hydrostatycznie.

 

Artykuł ukazał się w RPT 6/2013. ZAPRENUMERUJ