MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA BAKALÁŘSKÁ PRÁCE BRNO 2016 ROMAN LINHART

Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav techniky a automobilové dopravy Převodová ústrojí traktorů Bakalářská práce Vedoucí práce: prof. Ing. František Bauer, CSc. Vypracoval: Roman Linhart Brno 2016

Volná strana pro zadání!!!!

PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma Převodová ústrojí traktorů vypracoval samostatně a použil jsem jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Bakalářská práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího bakalářské práce a děkana Agronomické fakulty Mendelovy univerzity v Brně. dne.. podpis.....

PODĚKOVÁNÍ Děkuji prof. Ing. Františku Bauerovi, CSc. za odborné vedení a cenné informace, které mi ochotně poskytl během řešení bakalářské práce, a také za znalosti, které jsem od něj během studia získal.

ABSTRAKT Bakalářská práce se zabývá současným stavem v konstrukci traktorových převodovek. V první části je vysvětlen pojem převodové ústrojí. Dále následuje rozdělení traktorových převodovek. Ke každému z rozdělení je popsána konstrukce nejpoužívanějších převodovek. U jednotlivých převodovek je vysvětlen princip funkce, jejich použití a vše je doplněno o obrázky pro lepší představu. Další část práce je věnována hodnocení tří mechanických převodovek, jejich hodnocení z několika hledisek a následné vyhodnocení. V závěru je vše zhodnoceno a výsledky shrnuty. KLÍČOVÁ SLOVA: převodovka, převodová ústrojí, traktor, pilový diagram, POWERQUAD, Zetor Proxima, Zetor Proxima power ABSTRACT This bachelor s thesis is concerned with current state in construction of tractor transmissions. The first part explains term the transmission system. Then fallows dividing of tractor transmissions. At every dividing is described construction of the most used transmissions. At concrete transmission is explained the princip of function, their application and everything is completed with pictures for better idea. Next part of my thesis is devoted to valuation of three mechanical transmissions, their valuation from several pionts of view and subsequent evaluation. At the end everything is evaluated and the results are summarized. KLÍČOVÁ SLOVA: transmission, transmisson system, tractor, saw diagram, POWERQUAD, Zetor Proxima, Zetor Proxima Power

Obsah 1 ÚVOD... 8 2 CÍL PRÁCE... 9 3 PŘEVODOVÁ ÚSTROJÍ... 10 4 TRAKTOROVÉ PŘEVODOVKY... 11 4.1 Mechanické převodovky... 11 4.1.1 Převodovky mechanické bez možnosti řazení při zatížení (Shutlle Command 12/12 New Holland)... 12 4.1.2 Převodovky mechanické s omezeným počtem stupňů řazených při zatížení... 13 4.1.3 Převodovky mechanické se všemi stupni řazenými pod zatížením... 17 4.2 Hydrodynamické převodovky... 20 4.2.1 Převodovka Turbomatik 44/44... 20 4.3 Diferenciální hydrostatické převodovky... 21 4.3.1 Konstrukce a princip funkce CVT převodovky... 22 4.3.2 Převodovka Vario... 24 4.3.3 Převodovka AutoCommand... 27 4.3.4 Převodovka AutoPowr... 29 5 ANALÝZA MECHANICKÝCH PŘEVODOVEK... 33 5.1 Metodika hodnocení... 33 5.2 Převodovka POWERQUAD traktoru John Deere... 35 5.2.1 Výsledky výpočtů převodových poměrů převodovky POWERQUAD... 35 5.3 Převodovka traktoru Zetor Proxima... 38 5.3.1 Výsledky výpočtů převodových poměrů Zetor Proxima... 38 5.4 Převodovka traktoru Zetor Proxima power... 41 5.4.1 Výsledky výpočtů převodových poměrů Zetor Proxima power... 41 5.5 Hodnocení... 45 6 ZÁVĚR... 46

7 PŘEHLED POUŽITÝCH ZDROJŮ... 47 8 SEZNAM OBRÁZKŮ... 48 9 SEZNAM TABULEK... 49

1 ÚVOD Dnešní traktory pracují v nejrůznějších podmínkách, které vyžadují změnu pojezdové rychlosti a tahové síly pro dosažení co nejlepších výkonnostních a ekonomických parametrů. Proto do převodového ústrojí zařazujeme převodovky, které nám zajistí změnou převodového poměru lepší využití vlastností motoru. Převodovka také přenáší točivý moment na pohon přední nápravy a na vývodový hřídel. Traktorové převodovky tvoří jednu z hlavních konstrukčních částí traktoru, pomocí které můžeme ovlivňovat a sledovat parametry soupravy, jako například výkonnost při prováděné operaci a spotřebu paliva. Dnešní výrobci traktorů stále vyvíjí nové možnosti, jak po stránce konstrukční, tak managementu řízení velikosti převodového poměru a otáček spalovacího motoru. Právě tyhle vlastnosti mají rozhodující vliv na účinnost spalovacího motoru a tím ovlivňují spotřebu paliva. Obecně můžeme říct, že nejvyšší účinnosti spalovacího motoru dosáhneme v oblasti nejvyššího točivého momentu. Při provozu motoru v oblasti s nejvyšším točivým momentem dosáhneme nejnižší spotřeby paliva. 8

2 CÍL PRÁCE Cílem práce je sestavit přehled o současném stavu v konstrukci převodových ústrojí traktorů, provést základní rozdělení převodovek a ke každému z rozdělní uvést příklad používaných převodovek od různých výrobců. U tří vybraných mechanických převodovek spočítat celkové převodové poměry pro jednotlivé rychlosti, uvést tabulku s přehledem rychlostí pro všechny převodové stupně. Pro každou z převodovek sestrojit pilový diagram a vypočítat ztrátové plochy v diagramu. Na závěr provést vyhodnocení výsledků. 9

3 PŘEVODOVÁ ÚSTROJÍ Převodová ústrojí jsou všechna ústrojí, která spojují spalovací motor s koly hnacích náprav a vývodovým hřídelem traktoru. Dále sem patří ta ústrojí, která uskutečňují přenos točivého momentu nebo jeho přerušení, změnu smyslu nebo změnu jeho velikosti. Podle způsobu přenosu točivého momentu můžeme rozdělit převodová ústrojí: pro krátkodobé přerušení točivého momentu (spojky), pro stálé spojení (spojovací hřídele, kloubové hřídele), pro změnu smyslu a velikosti točivého momentu (převodovky), pro rozdělení hnacích momentů na kola (rozvodovka, diferenciál), pro zvýšení převodového poměru na hnacím kole (koncový převod). Převodová ústrojí jsou vzájemně spojována do společných celků, která mohou být součástí samonosné konstrukce nebo mohou být uložena na rám podvozku. Bloková koncepce odpovídá požadavkům ve výrobě. Převodová ústrojí nelze popsat jediným blokovým schématem, protože každý výrobce přichází s vlastním řešením. [1] 10

4 TRAKTOROVÉ PŘEVODOVKY Převodovky slouží ke změně točivého momentu (zpravidla zvětšování) k jeho dlouhodobému přerušení (neutrál) nebo ke změně smyslu (zpětný chod couvání). Dosáhneme toho převody, což jsou ústrojí, které umožňuje plynule nebo stupňovitě změnit rychlostní poměr. Hlavním účelem převodovky je umožnit změnu převodu mezi motorem a hnacími koly tak, aby měl motor bez ohledu na rychlost jízdy stále vysoké otáčky, při kterých má plný výkon. Kromě toho musí převodovka splnit další požadavky, například musí umožnit couvání pomocí zpětného chodu nebo umožnit volný chod při sepnuté spojce a stojícím vozidle. [2] Traktorové převodovky rozdělujeme na: Mechanické převodovky o Mechanické převodovky - bez možnosti řazení při zatížení o Mechanické převodovky - s omezeným počtem stupňů řazených při zatížení o Mechanické převodovky - se všemi stupni řazenými pod zatížením Hydrodynamické převodovky Hydromechanické převodovky 4.1 Mechanické převodovky Mechanický převod u traktorů zůstává stále nejrozšířenějším způsobem přenosu výkonu motoru. Používají se pro svoji vysokou účinnost, spolehlivost a relativně nízkou cenu. Nevýhodou mechanických převodovek je omezená možnost využití potencionálních vlastností traktoru jako celku. [3] Konstrukční řešení mechanické převodovky bývá přizpůsobeno vysokému počtu rychlostních stupňů. Nejčastěji jsou uspořádány z hlavní převodovky s převodovkou přídávanou, kterou často označujeme jako skupinová převodovka a reverzační převodovky, která je doplněná násobičem točívého momentu, který dovoluje řazení při zatížení. [1; 3] Podle možnosti řazení pod zatížením rozdělujeme mechanické převodovky na: převodovky, které nemají žadný stupeň řazený při zatížení, převodovky, které mají omezený počet stupňů řezených při zatížení, převodovky, které mají všechny stupně řazené při zatížení. 11

4.1.1 Převodovky mechanické bez možnosti řazení při zatížení (Shutlle Command 12/12 New Holland) Shuttle Command 12/12 (Obr. 1) je reverzační plně synchronizovaná převodovka, kterou využívají některé traktory od firmy New Holland. Konstrukčně je řešena z reverzační, hlavní a skupinové převodovky. Disponuje 12 převodovými stupni vpřed a 12 stupni vzad. Ve skupinové převodovce odpovídají stupně silničnímu, střednímu a polnímu rozsahu. Které se označují H, L, M. Obr. 1 Převodovka Shuttle Command 12/12 [1] Obr. 2 Schéma převodovky Shuttle Command 12/12 [1] a - reverzační převodovka, b hlavní převodovka, c skupinová převodovka, F - jízda vpřed, R jízda vzad Reverzační převodovka se nachází za pojezdovou spojkou. Opačný smysl otáčení výstupního hřídele nám zajišťuje vložené kolo. [1] 12

4.1.2 Převodovky mechanické s omezeným počtem stupňů řazených při zatížení Mechanické převodovky s omezeným počtem stupňů řazených při zatížení patří k nejrozšířenější skupině mechanických převodovek. Jsou používány v traktorech všech výkonnostních tříd. Nejčastěji se však používají u traktorů nižší až střední výkonové třídy. Při využití 4 stupňového násobiče a synchronizované převodovky můžeme řadit pod zatížením až čtyři rychlostní stupně. Ostatní stupně jsou plně synchronizované a řadí se v hlavní převodovce. Reverzační převodovku můžeme ovládat jak při zatížení, tak prostřednictvím synchronizačních zubových spojek. [1] 4.1.2.1 Násobiče točivého momentu Násobič točivého momentu umožňuje měnit velikost převodového poměru, a tím i velikost točivého momentu při zatížení. Násobič zařadí převod, který zvýší celkový převodový poměr, což ve výsledku znamená vyšší hnací sílu na obvodovém kole. Násobiče se nejčastěji umisťují mezi pojezdovou spojku a hlavní převodovku. Pro řazení stupňů násobiče se používají lamelové spojky a pásové nebo lamelové brzdy. Ovládat násobič můžeme elektrohydraulicky, mechanicko-hydraulicky nebo elektropneumaticky. Po odbrzdění se vrací do výchozí polohy pružinami. Ovládání je nejčastěji tlačítky na řídící páce, opěrce sedačky, páčkou pod volantem atd. Podle počtu převodových stupňů rozlišujeme násobiče: 2 s převodovými poměry nejčastěji 1-1,2 1,3 3 s převodovými poměry nejčastěji 1 1,2 1,4 4 s převodovými poměry nejčastěji 1 1,22 1,5 1,8 Používají se dvě konstrukční řešení: předlohové násobiče točivého momentu s čelním soukolím, planetové násobiče točivého momentu. [1] 4.1.2.2 Dvoustupňový předlohový násobič Dvoustupňový předlohový násobič (Obr. 3) se skládá ze vstupní (1) a výstupní hřídele (2), dvou lamelových spojek (S 1, S 2 ) a čtyř ozubených kol (Z 1,2,3,4 ). Funguje tak, že výkon motoru se přivádí přes vstupní hřídel (1), je-li řazen přímý záběr i = 1, spojí lamelová spojka (S 1 ) hřídele (1 a 2). Zařadíme-li násobič i > 1, sepne se lamelová spojka (S 2 ) a výkon se vede přes ozubená kola (Z 1, Z 2, Z 3, Z 4 ) na výstupní hřídel [1; 2] 13

Obr. 3 Schéma dvoustupňového předlohového násobiče točivého momentu [1] S 1,2 lamelová spojka, Z 1,2,3,4 ozubená kola, 1 vstupní hřídel, 2 - výstupní hřídel 4.1.2.3 Násobiče planetové Planetové násobiče jsou řešeny jako planetové převody, umožňující řazení převodových stupňů při zatížení, tzn. při řazení nedojde k přerušení momentového toku. Základ tvoří jednoduché planetové soukolí se dvěma stupni volnosti. Zastavením jednoho ze členů vznikne převod. Výkon motoru nejčastěji vstupuje na korunové nebo planetové kolo a výstup jde přes unášeč satelitů. Nejčastěji se používají sdružené satelity. Planetové násobiče se používají dvou až čtyřstupňové. [1] Více se uplnatňují dvou až třistupňové planetové násobiče umožňující zpětný chod, který pracuje s hydrodynamickou spojkou nebo s hydrodynamickým měničem. Řazení se může ovládat buď poloautomaticky nebo automaticky. Výhodou planetového násobiče je jeho účinnost, prostor ve kterém je uloženo planetové soukolí je velmi dobře využito. Mohou se dobře přenášet i vysoké otáčky. Nevýhodou je velká složitost a velký počet součástí při větším počtu převodových stupňů. [2] 14

Obr. 4 Slučovací planetový převod [11] 1 korunové kolo, 2;5 planetová kola, 3;4 satelity, 6 - unašeč 4.1.2.4 Převodovka AutoQuad 20/20 Převodovka AutoQuad 20/20 (Obr. 5) je reverzační mechanická převodovka s 20 převodovými stupni vpřed a 20 převodovými stupni vzad. Skládá se ze tří částí. Dvě z částí jsou řešeny jako planetový převod (násobič točivého momentu a reverzační převodovka) a třetí část je řešena jako dvouhřídelová převodovka. Za násobičem točivého momentu je umístěna reverzační převodovka, se dvěma řadami satelitů. Pro jízdu vpřed je sepnutá lamelová spojka (S 2 ). Při zastavení planetového kola lamelovou brzdou (B 4 ) při vypnuté lamelové spojce (S 2 ) se změní smysl otáčení planetového kola. Hlavní převodovka navazuje na reverzační převod. Hlavní převodovka je tvořena pěti soukolími (A, B, C, D, E), z nichž každé znamená jeden rychlostní stupeň. K řazení jsou použity synchronizační spojky. Každé ze soukolí je vhodné k jiné pracovní činnosti (např. A zpracování orby s vývodovým hřídelem, B - orba, C tažené nářadí, D, E doprava). Násobič momentu lze ovládat např. tlačítky na řadicí páce nebo kolébkovým ovladačem. K řazení reverzace slouží páčka, která je umístěna vlevo pod volantem. Stupně v hlavní převodovce jsou řazeny řadicí pákou při sešlápnutí pedálu spojky. [1] 15

Obr. 5 Schéma převodovky AutoQuad 20/20 [1] B 1-4 - pásové brzdy, S 1-2 lamelové spojky, a 4 násobič točivého momentu, b - reverzační převodovka, c 5 hlavní převodovka 4.1.2.5 Převodovka Range Command 18/6 Převodovka Range Command 18/6 (Obr. 6) traktoru New Holland, je mechanická převodovka, která má 18 převodových stupňů vpřed a 6 převodových stupňů vzad. Konstrukčně je složena z hlavní 6 převodovky řazené lamelovými spojkami (S 1 až S 5 ) a 3 skupinové převodovky řazené synchronizačními spojkami. Všechny převodové stupně se řídí elektrohydraulicky. V hlavní převodovce je každý převodový stupeň řazen dvojicí lamelových spojek. První převodový stupeň se zařadí zapnutím lamelové spojky (S 1, S 3 ), kterými je přiveden točivý moment na hnací hřídel v hlavní převodovce. Přes soukolí stálého záběru (1) a se zapnutou synchronizační spojkou (L) je zařazena skupina želva. Při zařazení osmnáctého převodového stupně se zapne lamelová spojka (S 2, S 5 ) v hlavní převodovce a synchronizační spojka (H) ve skupinové převodovce, vznikne tak přímý záběr. Celkový převodový poměr je tak nejnižší a traktor může jet maximální pojezdovou rychlostí. Změna smyslu je řazena synchronizační spojkou (R), která se nachází ve skupinové převodovce. Šest stupňů vzad je řazeno lamelovými spojkami, které odpovídají prvním šesti převodovým stupňům vpřed. Řazení je soustředěno do jediné páky, kterou se ovládají všechny převodové stupně jak v hlavní, tak ve skupinové převodovce. Na hlavici páky jsou dvě tlačítka (želva, zajíc) pro řazení pod zatížením. V případě řazení převodového stupně ve skupinové 16

převodovce, je nutno sešlápnout pedál spojky nebo stisknout tlačítko, které je umístěno z boku na hlavici páky. Reverzace je ovládána elektrohydraulicky páčkou pod volantem. [1] Obr. 6 Schéma převodovky Range Command 18/6 [1] S 1-5 lamelové spojky, H - silniční skupina, L - polní skupina, M střední skupina, R reverzace, a 6 hlavní převodovka, b skupinová převodovka 4.1.3 Převodovky mechanické se všemi stupni řazenými pod zatížením Mechanické převodovky se všemi stupni řazenými pod zatížením se liší od převodovek s násobičem točivého momentu v tom, že dovolují řazení jak v hlavní, tak ve skupinové převodovce pod zatížením. Při řazení pod zatížením nedochází ke snížení rychlosti v důsledku vykonání řadícího úkonu spojeného s přesunem synchronizační spojky. Převodovky se všemi stupni řazenými pod zatížením se používají v traktorech vyšších výkonových třídy. Převodové stupně vpřed se pohybují v rozmezí od 16 do 26 a vzad od 4 do 8. [1] 4.1.3.1 Převodovka Full PowerShift 18/6 Převodovka Full PowerShift 18/4 (Obr. 7) je mechanická převodovka, která má všechny stupně řazené pod zatížením. Převodovka disponuje 18 převodovými stupni vpřed a 6 vzad. Konstrukčně je složena z hlavní a skupinové převodovky. Obě tyto předlohové převodovky jsou řazené hydraulicky ovládanými lamelovými spojkami. Do převodovky může být namontován plazivý převod, který je také řazen pod zatížením. [3] 17

Obr. 7 Řez převodovkou Full PowerShift 18/4 [12] 1 pohon motoru, 2 pohon přední nápravy, 3 hlavní převodovka, 4 pojezdová spojka, 5 spojka pro pohon přední nápravy, 6 skupinová převodovka, 7 koncový převod Všechny převodové stupně jsou řazeny zapínáním lamelových spojek (S 1 až S 9 ). Lamelové spojky (S 8, S 6 a S 7 ) odpovídají skupině polní, střední a silniční. Jejich součástí je reverzační soukolí, které se ovládá lamelovou spojkou (S 9 ). V hlavní převodovce je každý převod řazen dvojicí lamelových spojek. Při zařazení prvního stupně jsou v hlavní převodovce zapnuté spojky (S 1, S 3 ), přes které je točivý moment přiveden na soukolí stálého záběru (1). Zapnutou spojkou (S 8 ) se uzavírá silový okruh a točivý moment vstupuje do rozvodovky. Při zařazení osmnáctého převodového stupně, se zapne lamelová spojka (S 2, S 5 ) v hlavní převodovce a ve skupinové převodovce se zapne lamelová spojka (S 7 přímý záběr). Celkový převodový poměr je tak nejnižší a traktor může jet nejvyšší pojezdovou rychlostí. Změna smyslu jízdy je řazena při zatížení lamelové spojky (S 9 ) ve skupinové převodovce. Šest stupňů vzad je řazeno lamelovými spojkami, které odpovídají prvním šesti stupňům vpřed (Obr. 8). [1] 18

Obr. 8 Schéma převodovky Full PowerShift 18/6 [1] S 1-9 lamelové spojky, a 6 hlavní převodovka, b 3 skupinová převodovka 4.1.3.2 Převodovka Steiger traktoru 16/4 Převodovka Steiger 16/4, nám umožňuje řadit šestnáct rychlostních stupňů vpřed a čtyři vzad. Maximální rychlost jízdy v před je 40 km.h -1. V konstrukci traktoru je umístěna v první polovině podvozku (Obr. 9). Výkon motoru se přenáší přes tlumič torzních kmitů. Tlumiče torzních kmitů mohou být pryžové nebo pružinové. Výkon dále pokračuje přes kloubový hřídel na vstup do převodovky. Výstup z převodovky je veden ke každé polovině podvozku na nápravy pásových jednotek, a pokud je traktor vybaven PTO (pomocným pohonem), pak také na převodovku pohonu PTO. Od hřídele převodovky je poháněno i některé příslušenství jako je např. hlavní hydrogenerátor. Převodovka je řešena jako pětihřídelová s trojicí předlohových hřídelů. Pro řazení všech rychlostních stupňů je použito devět lamelových spojek, pro každý stupeň se sepnou tři spojky. [1; 10] 19

Obr. 9 Umístění převodovky v traktoru Steiger [10] 4.2 Hydrodynamické převodovky Hydrodynamické převodovky jsou kombinací mechanické převodovky s převodem hydrodynamickým, což je buď hydrodynamická spojka, nebo hydrodynamický měnič točivého momentu. Mezi hlavní výhody patří to, že hydrodynamický měnič zvýší točivý moment s rostoucím zatížením. V moderních traktorech se už téměř nepoužívají. [3] 4.2.1 Převodovka Turbomatik 44/44 Převodovka Turbomatik 44/44 (Fendt) patří mezi hydromechanické převodovky. Je kombinací hydrodynamické spojky a mechanické převodovky, která má 44 převodových stupňů vpřed a stejný počet vzad. Konstrukčně se skládá z hydrodynamické spojky, čtyřstupňového násobiče, pojezdové spojky skupinové a hlavní šestistupňové převodovky. Pojezdová spojka odstraňuje nevýhody hydrodynamické spojky. Hydrodynamická spojka neumožňuje přerušení výkonu mezi motorem a převodovkou při řazení převodových stupňů. Pojezdová spojka se nachází až za násobičem točivého momentu, nikoliv není součástí hydrodynamické spojky, jak tomu bývá nejčastěji. Převodové stupně jsou řazeny pod zatížením a nevyžadují přerušení točivého momentu (Obr. 10). [1] 20

Obr. 10 Schéma převodovky Turbomatik 44/44 (Fendt) [1] a hydrodynamická spojka, b násobič točivého momentu a reverzační převod, c - hlavní pojezdová spojka, d skupinová převodovka, e hlavní převodovka, S 1-6 lamelové spojky Obr. 11 Převodovka Turbomatik 44/44 [1] 1 hydrodynamická spojka, 2 násobič točivého momentu a reverzační převod, 3 - hlavní pojezdová spojka, 4 skupinová a hlavní převodovka, 5 pohon přední nápravy 4.3 Diferenciální hydrostatické převodovky Hydrostatický převod pracuje na principu přenosu výkonu pomocí tlakové kapaliny. Konstrukčně se skládají ze systému konstantních a regulačních hydrostatických převodníků, které zastávají funkci hydrogenerátorů a hydromotorů. Při změně jejich geomet- 21

rického objemu se plynule mění hodnota jak momentového, tak i otáčkového převodového poměru. Jejich předností je jednoduchá změna pojezdové rychlosti, která se ovládá i s reverzací pomocí jedné páky. Odstranění mechanických vazeb přináší velkou variabilitu v konstrukci. Hydrostatická převodovka dokáže snadno přenést velké síly a kroutící momenty. Snadno se udržují. Největší výhoda je však nižší spotřeba paliva, oproti převodovkám s řazením pod zatížením. Mezi nevýhody patří nižší účinnost, vyšší výrobní náklady a citlivost na nečistoty v kapalině. Hydrostatické převodovky jsou dnes nejpoužívanější převodovky u traktorů, a to zejména vyšších výkonnostních tříd. [2] 4.3.1 Konstrukce a princip funkce CVT převodovky Vychází z výkonového dělení, při kterém jde část výkonu přes hydrostatickou větev a část výkonu jde přes mechanickou větev (Obr. 12). Obě větve se pak slučují v planetovém soukolí. Hydraulickou část převodovky tvoří hydrostatický převodník, který plní funkci transformátoru energie. Transformuje vstupní mechanickou energii na tlakovou energii (hydrogenerátor), která se pak transformuje na výstupní mechanickou energii (hydromotor), která vstupuje do slučovacího planetového převodu. Hydrostatický převodník je tvořen axiálním pístovým hydrogenerátorem, hydromotorem a doplňujícími regulačními prvky. Regulace otáček je řízena změnou geometrického objemu hydrogenerátoru (popřípadě i hydromotoru) naklápěním regulační desky nebo celého bloku. Točivý moment se přenáší pomocí ojnic spojených s hnací přírubou. Geometrický objem je základním parametrem hydrostatického převodníku. Planetový převod tvoří mechanickou část a přispívá tak ke zvýšení celkové účinnosti přenosu točivého momentu. Může být složen z jednoho nebo několika jednoduchých planetových soukolí, které jsou sériově řazené. Jedno z planetových soukolí umožňuje sloučení výkonových větví a tím plynule měnit úhlovou rychlost výstupního členu. [1] 22

Obr. 12 Rozdělení výkonu CVT převodovky [12] Neutrál Točivý moment motoru je soukolím (1) přiveden k hydrogenerátoru, regulační blok je skloněn pod úhlem α < 0. Hydrogenerátor dodává kapalině tlakovou energii, která je hydrogenerátorem transformována na výstupní točivý moment a otáčky. Hydromotor otáčí korunovým kolem (k). Planetové kolo (p) je poháněno motorem. Unášeč (u) je zastaven, protože obvodová rychlost planetového a korunového kola je shodná, ale má opačný smysl (Obr. 14). [1] Obr. 13 Schéma konstrukce CVT převodovky [1] Jízda vpřed Snižováním sklonu regulačního bloku hydrogenerátoru ve směru α 0 klesá geometrický objem, což má za následek pokles otáček hydromotoru a snížení obvodové 23

rychlosti korunového kola. Vlivem rozdílné obvodové rychlosti korunového a planetového kola se začne pomalu otáčet unášeč satelitů a traktor se pomalu začne rozjíždět. Po dosáhnutí nulového sklonu regulačního bloku (α = 0), korunové kolo (k) se zastaví a výkon motoru je přenášen pouze přes mechanickou část převodovky. Další zrychlování traktoru nastane pohybem regulačního bloku hydrogenerátoru ve směru +α > 0, při kterém se změní smysl otáčení korunového kola (k). Při maximálním náklonu bloku +α max > 0, dosáhne traktor maximální pojezdové rychlosti, protože obvodová rychlost korunového kola (k) dosáhla maximální hodnoty (Obr. 14). [1] Jízda vzad Vychází se z nastavení regulačního bloku hydrogenerátoru při neutrálu. Stroj se rozjede do zadu, pokud se zvýší obvodová rychlost korunového kola (k) ve směru modré šipky (Obr. 14). Unášeč (u) se začne otáčet stejným smyslem jako korunové kolo (k). Toho se dosáhne zvýšením sklonu regulačního bloku hydrogenerátoru (-α < 0). Při nejvyšším sklonu (-α max < 0) dosáhne traktor maximální pojezdové rychlosti vzad, protože obvodová rychlost korunového kola dosáhne svého maxima. [1] Obr. 14 Kinematika planetového převodu CVT převodovky [1] 4.3.2 Převodovka Vario Jedná se o hydrostatickou diferenciální převodovku, kde se část výkonu přenáší hydrostaticky a část mechanicky. U převodovky Vario je od motoru poháněn unášeč satelitů. Od korunového kola je poháněn hydrogenerátor. Planetové kolo je přes ozubené kolo spojeno se skupinovou převodovkou (Obr. 15). [1; 2] 24

Obr. 15 Uspořádání převodovky Vario [1] Hydrostatický převodník se skládá z axiálního regulačního pístového hydromotoru a regulačního hydrogenerátoru. Regulační rozsah je u hydrogenerátoru α = -30 až 45. U hydromotoru se úhel α pohybuje od 0 až do 45. Mechanická část převodovky je tvořena z planetového soukolí a skupinové dvoustupňové převodovky. [1] Obr. 16 Schéma převodovky Vario [5] 25

Funkci převodovky můžeme charakterizovat čtyřmi základními stavy: neutrál, rozjezd a zrychlování, nejvyšší rychlost a jízda vzad. Neutrál Točivý moment je z motoru přiváděn na unašeč satelitů (5). Výstupní částí planetového převodu je planetové kolo (4), které se neotáčí. Satelity se odvalují po planetovém kole a roztáčí korunové kolo, které následně přes převod otačí hydrogenerátorem. Hydromotor je nastaven na maximání geometrický objem. Jelikož hydrogenerátor nedodává žádný tlak oleje, hydromotor se neotačí, a tím se neotáčí ani planetové kolo (Obr. 17). [1] Rozjezd a zrychlení Točivý moment od motoru je příváděn na unašeč (5) stejně jako u neutrálu. Změna nastává u hydrostatického převodníku. Regulační blok hydrogenerátoru se začíná naklánět a začne měnit svůj úhel (α) k maximálnímu naklonění (α = 45 ). Po naklonění začne hydrogenerátor dodávat tlak oleje do hydromotoru. Regulační blok zůstává v maximální sklonu, ale hydromotor se začne otáčet. V planetovém soukolí se začne otáčet planetové kolo (4) a traktor se začne rozjíždět. Hydrogenerátor stále zvyšeje svůj sklon, až dosáhne sklonu α = 45. Pokud se nezvyšuje zatížení, začne se regulační blok hydromotoru pohybovat směrek k úhlu α 0. Traktor stále zrychluje, se snižující se úhlové rychlosti korunového kola (Obr. 17). [1] Maximální rychlost Maximální rychlosti traktor dosáhne v okamžiku, kdy hydromotor dosáhne polohy α = 0. Tím dojde k vyřazení hydrostatické části převodovky a výkon je veden pouze přes mechanickou větev od motoru na unášeč, satelity a planetové kolo (4). Za těchto podmínek dosáhne planetové kolo (4) nejvyšší úhlové rychlosti (Obr. 17). [1] Jízda vzad Jízdy vzad dosáhneme tak, že se hydrogenerátor vykloní z polohy α = 0 na opačnou stranu než pro jízdu vpřed. Moment z motoru je veden stejnou cestou jako v předchozích případech. Hydromotor má na počátku geometricky objem V g = 0. Protože je hydrostatický převodník reverzační, nastane změna pracovního režimu. Hydromotor začne pracovat jako hydrogenerátor a naopak. Po změne začne 26

hydrogenerator zvyšovat svůj geometricky objem a hydromotor se začne otáčet. Úhlová rychlost korunového kola se začne zvyšovat a planentové kolo změní smysl otáčení (Obr. 17). [1] Obr. 17 Kinematika planetového převodu převodovky Vario [1] 4.3.3 Převodovka AutoCommand Základem převodovky jsou dvě mokré vícelamelové spojky, čtyři mechanické předřazované převodové stupně, hydrostatická větev přenosu výkonu a dvojitý sumarizační planetový převod. Hydrostatická větev obsahuje pístový axiální hydrogenerátor, se zdvihovým objemem 110 cm 3 a s náklonem +/- 10 a dále obsahuje hydromotor, který má konstantní objem 90 cm 3. Točivý moment je od motoru přiváděn na centrální kolo planetového převodu a dále pokračuje dutým hřídelem k pohonu PTO, odtud přes ozubená kola na hydrogenerátor a hydromotor hydrostatické větve. Hydromotor přenáší přes ozubená kola točivý moment na korunové kolo sumarizačního převodu a následně přes unášeč satelitů je točivý moment veden dál. První rychlostní stupeň (F1) je řazen pomocí elektrohydraulické řídící vidličky, točivý moment je přenášen přes pár ozubených kol na druhý hřídel převodovky, a jelikož je sepnutá spojka A, může být točivý moment přenášen do rozvodovky. [4] 27

Obr. 18 Schéma převodovky AutoCommand [6] Jakmile se vyčerpá rychlostní rozsah prvního stupně, dojde k rozpojení spojky A, a k sepnutí spojky B, tedy k zařazení stupně F2, který byl pomocí řadící vidličky předřazen již v průběhu zrychlování traktoru při jízdě na převodový stupeň F1. Dále vše funguje obdobně pouze s rozdílem, že točivý moment se odebírá z doplňkového centrálního kola zdvojeného sumarizačního převodu nikoliv z unášeče satelitů. Výhodou této převodovky je, že následující převod je vždy řazen v době, kdy daná spojka není sepnutá pro přenos točivého momentu. Tedy vše se odehrává s časovým předstihem. Pro spojku A jsou vyhrazené liché převodové stupně, tedy stupně F1 a F3 a reverzační R2. Spojka B řadí sudé stupně F2, F4 a reverzační R1. Použití dvou spojek dovoluje snadnou reverzaci, která se řadí pouze pomocí synchronů a elektrohydraulických řízených řadících vidliček (Obr. 18). [4] 28

Obr. 19 Převodovka AutoCommand [7] Převodovka AutoCommand je plně elektronicky řízená, a proto dovoluje různé režimy nastavení a používání. Základní jsou tři, a to plně automatická, tempomat a manuální plus režim PTO. [4] 4.3.4 Převodovka AutoPowr Převodovka AutoPowr je konstrukčně složená ze dvou planetových převodů, které plní funkci slučovacího a reverzačního převodu. Řazení probíhá díky dvěma lamelovým spojkám a jednou lamelovou brzdou. Hydrostatický převodník tvoří regulační hydrogenerátor (regulace geometrického objemu nakláněním celého bloku v obou směrech pod úhlem α max = 45 ) a pístový hydromotor, u kterého je konstantní geometrický objem (Obr. 21). Převodovka AutoPowr má čtyři základní stavy: neutrál, rozjezd a zrychlování, nejvyšší rychlost a jízda vzad. [1] 29

Obr. 20 Uspořádání převodovky AutoPowr [1] 1 hydromotor, 2 soukolí pohonu hydrostatického převodníku, 3 soukolí poháněné hydrostatickým převodníkem, 4 slučovací planetové soukolí, 5 reverzační soukolí, 6 řazení skupin Obr. 21 Schéma převodovky AutoPowr [1] P 1,2,3, - planetová kola, k 1,2 korunová kola, s 1,2,3 satelity, u unášeč, B lamelová brzda, KL a KS lamelové spojky 30

Neutrál Točivý moment je přiváděn do hydrostatického převodníku soukolím (1) a současně je veden do slučovacího planetového převodu (P), kde pohání planetové kolo (p). Úhlová rychlost je regulována hydrostatickým převodníkem přes soukolí (2). Blok regulačního hydrogenerátoru je nakloněn pod úhlem α = -45 a korunové kolo (k 1 ) tak dosahuje maximální obvodové rychlosti, ale v opačném smyslu, než jak se otáčí planetové kolo (p 2 ). Protože jsou obvodové rychlosti korunového kola (k 1 ) a planetového kola (p 2 ) stejné, ale mají opačný smysl otáčení, unášeč (u) se zastaví. Přes spojku (KL) je tento stav přenesen na další převodová ústrojí (Obr. 21). [1] Jízda vpřed 1. Rychlostní rozsah (0 až 15,2 km.h -1, spojka KL zapnutá) Nastavení hydrostatického převodníku je stejné jako při neutrálu. Při snížení úhlové rychlosti korunového kola (k 1 ) se uvede do pohybu unášeč (u), a tím i traktor. Při snižování úhlové rychlosti korunového kola dojde k přiblížení bloku hydrogenerátoru k poloze α = 0 a jeho dalšímu naklánění až k poloze α = +45. Při nejvyšší pojezdové rychlosti se korunové kolo (k 1 ) otáčí stejně jako planetové kolo (p 1,2 ) a unášeč (Obr. 22). [1] 2. rychlostní rozsah (15,2 až 63 km.h -1, spojka KS zapnutá) V okamžiku, kdy úhlová rychlost unášeče (u) dosáhne maxima, dojde k rozepnutí spojky KL a zapne se spojka KS. Následkem toho se stane výstupní částí planetového kola (p 2 ). Při snižování geometrického objemu hydrogenerátoru se začne zpomalovat korunové kolo (k 1 ). Jakmile regulační blok dosáhne hodnoty α = 0 korunové kolo (k 1 ) se zastaví. Pojezdová rychlost je nyní 38 km.h -1. Dalšího zrychlení planetového kola (p 2 ) dosáhneme vykloněním regulačního bloku až do polohy α = -45. Nejvyšší pojezdová rychlost traktoru tak může přesáhnout 50 km.h -1 (Obr. 22). [1] 31

Obr. 22 Kinematika planetového převodu převodovky AutoPowr [1] Jízda vzad (0 až 18 km.h -1, brzda B zapnutá) Ke změně smyslu jízdy, dochází při zabrzdění lamelové brzdy (B), která zastaví korunové kolo (k 2 ). Regulační blok hydrogenerátoru má sklon α = -45. Jakmile se sklon začne zmenšovat a přibližovat k α = 0, korunové kolo (k 1 ) začne zpomalovat a unášeč (u) naopak zrychlovat. Pohyb unášeče se začne přenášet na planetový převod (R). Vlivem zastaveného korunového kola (k 2 ) a pohybu satelitů (s 2, s 3 ) se začne otáčet planetové kolo (p 3 ) v opačném smyslu než unášeč (Obr. 22). [1] 32

5 ANALÝZA MECHANICKÝCH PŘEVODOVOVEK Pro technickou analýzu jsem si vybral tři mechanické převodovky. První je převodovka POWERQUAD, kterou nalezneme v traktorech firmy John Deere. Další dvě vybrané převodovky jsou používané v traktorech Zetor, a jsou to převodovky pro traktory Zetor Proxima a Zetor Proxima power. Pro vybrané převodovky bude sestaven pilový diagram a vypočítané ztrátové plochy pilového diagramu. 5.1 Metodika hodnocení Pro zvolené mechanické převodovky sestrojíme pilové diagramy. V pilovém diagramu můžeme vidět závislosti jmenovitých otáček motoru na pojezdové rychlosti při jednotlivých převodových stupních. Pilový diagram ukazuje otáčky, nebo rychlosti, při kterých je možno přeřadit na vyšší nebo nižší převodové stupně. Pro sestrojování pilového diagramu musíme vypočítat pojezdové rychlosti při jmenovitých otáčkách traktoru a to pro jednotlivé převodové stupně. Pojezdovou rychlost vypočítáme podle vztahu: n jmenovité otáčky r d dynamický poloměr kola [m] Celkový převodový poměr je dán jako součin převodových poměrů jednotlivých částí převodového ústrojí, celkový poměr můžeme vyjádřit rovnicí: i N - převodový poměr násobiče, i HP převodový poměr hlavní převodovky, i SP převodový poměr skupinové převodovky, i R převodový poměr rozvodovky, i KP převodový poměr koncového převodu Převodový poměr je poměr, ve kterém se zvyšuje točivý moment motoru. Obecně je vyjádřen rovnicí: 33

Pro planetový převod se převodový poměr spočítá jako: z c - počet zubů centrálního kola, z k - počet zubů korunového kola V sestrojeném pilovém diagramu vypočítáme celkovou plochu. V našem případě je to plocha pro zvolený rychlostní rozsah 5 15 km.h -1. Celkovou plochu spočítáme jako obsah obdélníku: Plochu budeme brát jako 100%. Dále v pilovém diagramu vypočítáme ztrátové plochy, to jsou plochy, kde traktor nemůže pracovat v důsledku odstupňování převodovky. V grafu je poznáme jako pravoúhlé trojúhelníky nad čarami jednotlivých převodových stupňů (Obr. 23 - vyšrafované plochy). Velikost ztrátové plochy vypočítáme jako plochu pravoúhlého trojúhelníku. Pro vyhodnocení výsledků vyjádříme procentuální podíl ztrátových ploch vzhledem k ploše, kde by si traktor mohl pohybovat nebýt vlivu převodovky. Obr. 23 Ztrátová plocha 34

5.2 Převodovka POWERQUAD traktoru John Deere Převodovku 16/16 nabízí čtyři převodové stupně řazené při zatížení ve čtyřech plně synchronizovaných skupinách. Skládá se ze čtyřstupňového násobiče, reverzační převodovky, skupinové a hlavní převodovky. Řazení mezi skupinami lze uskutečnit pouhým přemístěním páky v kombinaci se spojkou (Obr. 24). Obr. 24 Schéma převodovky POWERQUAD (John Deere) 5.2.1 Výsledky výpočtů převodových poměrů převodovky POWERQUAD otáčky motoru n m = 2200 [min -1 ] = 36,6 [s -1 ] dynamický poloměr r d = 0,675 [m] Tabulka 1 Převodové poměry převodovky POWERQUAD traktoru John Deere Stupeň násobiče Převodové poměry násobiče Činná skupina 35 Převodový poměr N 1 Brzda B 1 1,767 N 2 Brzda B 2 1,467 N 3 Brzda B 3 1,225

N 4 Spojka 1 Převodové stupně reverzační převodovky Stupeň RP Převodový poměr F 1 R -0,843 Převodové poměry skupinové převodovky Stupeň SP Převodový poměr H 1 L 2,74 Převodový poměr hlavní převodovky Stupeň HP Převodový poměr 1 4,857 2 2,292 3 1,44 4 0,777 Ostatní převody Kuželový 5,2 převod Koncový 6,4 převod Tabulka 2 Rychlosti traktoru John Deere při jmenovitých otáčkách I c celkový převodový poměr Zařazený převodový I C Rychlost stupeň [-] [m.s -1 ] [km.h -1 ] FH-1-N 1 286 0,542 1,953 FH-1-N 2 237,127 0,654 2,354 FH-1-N 3 198,010 0,784 2,822 FH-1-N 4 161,641 0,960 3,456 FH-2-N 1 134,783 1,151 4,144 FH-2-N 2 111,899 1,386 4,990 FH-2-N 3 93,440 1,660 5,976 FH-2-N 4 76,278 2,034 7,322 FH-3-N 1 84,680 1,832 6,595 FH-3-N 2 70,303 2,207 7,945 FH-3-N 3 58,706 2,643 9,515 FH-3-N 4 47,923 3,237 11,653 FH-4-N 1 45,692 3,395 12,222 FH-4-N 2 37,935 4,090 14,724 FH-4-N 3 31,677 4,898 17,633 FH-4-N 4 25,859 6,000 21,600 36

Pilový diagram převodovky POWERQUAD traktoru John Deere Otáčky motoru [min -1 ] 2200 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 FH-1-N1 FH-1-N2 FH-1-N3 FH-1-N4 FH-2-N1 FH-2-N2 FH-2-N3 FH-2-N4 FH-3-N1 FH-3-N2 FH-3-N3 FH-3-N4 FH-4-N1 FH-4-N2 FH-4-N3 FH-4-N4 0 0 3 6 9 12 15 18 21 Rychlost [km.h -1 ] Obr. 25 - Pilový diagram převodovky POWERQUAD traktoru John Deere 37

5.3 Převodovka traktoru Zetor Proxima Převodovka se využívá pro modelovou řadu traktoru Zetor Proxima. Označuje se jako základní, a umožňuje zařadit 10 převodových stupňů vpřed a 2 vzad. Jedná se o mechanickou synchronizovanou převodovku bez možnosti řazení pod zatížením. Převodovka je konstrukčně složena z hlavní převodovky, dále zde je převodovka redukční a dvě převodovky pro řazení otáček PTO (Obr. 25). Řazení převodových stupňů v hlavní převodovce probíhá pomocí synchronizačních spojek. Řazení v redukční převodovce probíhá bez synchronizace. [8] Obr. 26 Schéma převodovky traktoru Zetor Proxima [9] 5.3.1 Výsledky výpočtů převodových poměrů Zetor Proxima otáčky motoru n m = 2200 [min -1 ] = 36,6 [s -1 ] dynamický poloměr r d = 0,675 [m] Tabulka 3 Převodové poměry převodovky Zetor Proxima Převodový poměr hlavní převodovky Stupeň HP Převodový poměr 1 4,582 2 3,215 3 2,275 38

4 1,438 5 1,000 Zpátečka 3,684 Vývodové hřídele Zadní - 540 min -1 3,692 Zadní - 1000 min -1 2,050 Zadní - 540E min -1 2,813 Přední - pravotočivý 1,920 Přední - levotočivý 2,000 Ostatní převody Redukce Hi - Lo 3,947 Kuželový převod 4,077 Koncový převod 4,214 Tabulka 4 Rychlosti traktoru Zetor Proxima při jmenovitých otáčkách I c celkový převodový poměr Zařazený převodový stupeň I C Rychlost [-] [m.s -1 ] [km.h -1 ] 5 Hi 17,180 9,047 32,569 4 Hi 24,706 6,291 22,649 3Hi 39,086 3,977 14,316 2 Hi 53,689 2,895 10,422 1 Hi 78,721 1,974 7,108 5 Lo 67,811 2,292 8,252 4 Lo 97,513 1,594 5,738 3 Lo 154,271 1,008 3,627 2 Lo 211,910 0,733 2,640 1 Lo 310,712 0,500 1,801 39

Otáčky motoru [min -1 ] Pilový diagram převodovky Zetor Proxima 2200 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 5 Hi 4 Hi 3 Hi 2 Hi 1 Hi 5 Lo 4 Lo 3 Lo 2 Lo 1 Lo 200 0 0 5 10 15 20 25 30 35 Rychlost [km.h -1 ] Obr. 27 - Pilový diagram převodovky traktoru Zetor Proxima 40

5.4 Převodovka traktoru Zetor Proxima power Převodovka se používá v modelové řadě traktorů Zetor Proxima power. Jedná se o stupňovitou mechanickou převodovku s částečným řazením stupňů pod zatížením. Konstrukčně je složena ze třístupňového násobiče točivého momentu, dvou lamelových spojek, reverzační převodovky, hlavní čtyřstupňové převodovky, redukční převodovky a převodovky PTO (Obr. 27). Třístupňový násobič točivého momentu umožňuje řazení pod zatížením. Lamelové spojky slouží k reverzaci pod zatížením a také umožňuje řazení převodových stupňů bez použití spojky. V hlavní převodovce se řadí za pomocí synchronizačních spojek. Převodovka disponuje 24 rychlostními stupni vpřed a 24 vzad. [8] Obr. 28 Schéma převodovky traktoru Zetor proxima power [9] 5.4.1 Výsledky výpočtů převodových poměrů Zetor Proxima power otáčky motoru n m = 2200 [min -1 ] = 36,6 [s -1 ] dynamický poloměr r d = 0,675 [m] 41

Tabulka 5 Převodové poměry převodovky Zetor Proxima power Násobič točivého momentu Stupeň Převodový poměr H 1,000 M 1,167 L 1,338 Hlavní převodovka - jízda vpřed 1 3,453 2 2,323 3 1,453 4 1,000 Hlavní převodovka - jízda vzad 1 3,246 2 2,184 3 1,365 4 0,940 Vývodové hřídele Zadní - 540 min -1 3,680 Zadní - 1000 min -1 1,950 Přední - pravotočivý 1,920 Přední - levotočivý 2,000 Ostatní převody Redukce Hi - Lo 3,947 Kuželový převod 4,077 Koncový převod 4,214 Tabulka 6 Rychlosti traktoru Zetor Proxima power při jmenovitých otáčkách Zařazený rychlostní stupeň I c celkový převodový poměr I C 42 Rychlost [-] [m.s -1 ] [km.h -1 ] 4 Hi - H 17,180 9,030 32,510 4 Hi - M 20,050 7,738 27,857 4 Hi - L 22,987 6,749 24,297 3 Hi - H 24,963 6,215 22,374 3 Hi - M 29,132 5,326 19,172 3 Hi - L 33,401 4,645 16,722 2 Hi - H 39,910 3,887 13,995

2 Hi - M 46,575 3,331 11,992 2 Hi - L 53,400 2,905 10,459 1 Hi - H 59,324 2,615 9,415 1 Hi - M 69,231 2,241 8,068 1 Hi - L 79,376 1,955 7,037 4 Lo - H 67,811 2,288 8,237 4 Lo - M 79,136 1,961 7,058 4 Lo - L 90,732 1,710 6,156 3 Lo - H 98,530 1,575 5,669 3 Lo - M 114,984 1,349 4,857 3 Lo - L 131,833 1,177 4,237 2 Lo - H 157,526 0,985 3,546 2 Lo - M 183,833 0,844 3,038 2 Lo - L 210,769 0,736 2,650 1 Lo - H 234,153 0,663 2,385 1 Lo - M 273,256 0,568 2,044 1 Lo - L 313,296 0,495 1,783 43

Otáčky traktoru [min -1 ] Pilový diagram převodovky Zetor Proxima Power 2200 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 0 5 10 15 20 25 30 35 Rychlost [km.h -1 ] 4 Hi - H 4 Hi - M 4 Hi - L 3 Hi - H 3 Hi - M 3 Hi - L 2 Hi - H 2 Hi - M 2 Hi - L 1 Hi - H 1 Hi - M 1 Hi - L 4 Lo - H 4 Lo - M 4 Lo - L 3 Lo - H 3 Lo - M 3 Lo - L 2 Lo - H 2 Lo - M 2 Lo - L 1 Lo - H 1 Lo - M 1 Lo - L Obr. 29 - Pilový diagram převodovky Zetor Proxima power 44

5.5 Hodnocení Převodovka POWERQUAD traktoru John Deere Převodovka POWERQUAD disponuje 16 rychlostními stupni vpřed a stejným počtem vzad. Pojezdové rychlosti se pro jednotlivé převodové stupně vpřed pohybují v rozmezí 1,95 21,6 km.h -1. Převodovku jsem hodnotil v rychlostním rozsahu od 5 do 15 km.h -1. V pilovém diagramu (Obr. 25) můžeme vidět, že v tomto rozsahu se nachází 9 rychlostí (FH-2-N 2 - FH-4-N 2 ). Celková plocha pro počítaný rozsah je 88,14 cm 2. Ztrátové plochy jsou 8,39 cm 2. Ztrátová plocha tedy tvoří 9,52% z celkové plochy zvoleného rozsahu. Převodovka Zetor Proxima Mechanická převodovka traktoru Zetor Proxima označována jako základní, disponuje 10 rychlostními stupni vpřed a 2 vzad. Pojezdové rychlosti se pohybují od 1,8 32,57 km.h -1. Převodovku jsem hodnotil opět v rychlostním rozsahu od 5 do 15 km.h -1, základní převodovka firmy Zetor v tomto rozsahu může nabídnout 5 rychlostí (4 Lo 3 Hi). Celková plocha 48,4 cm 2. Ztrátová plocha vypočítána z pilového diagramu (Obr. 27) pro tento rozsah je 10,1 cm2, což činí 20,87% z celkové plochy. Převodovka Zetor Proxima power Převodovka traktoru Zetor Proxima power, která se používá u traktorů s vyšším výkonem, disponuje 24 převodovými stupni vpřed a 24 vzad. Rychlostní rozsah převodovky je od 1,7 32,5 km.h -1 (Obr. 29). Převodovka je opět hodnocena pro rozsah od 5 do 15 km.h -1 a v tomto rozsahu se nachází 10 rychlostních stupňů (3Lo H - 2 Hi - H). Celková plocha zvoleného rychlostního rozsahu je 56 cm 2. Ztrátová plocha činí 3,875 cm 2, což je 6,92% z celkové plochy. Další porovnání převodovek Zetor Proxima a Proxima power je pro jízdu v dopravě. Při jízdě v dopravě se využije celý rychlostní rozsah převodovek. Ovšem bez použití redukovaných rychlostí (Lo). Bez těchto rychlostí převodovka Zetor Proxima disponuje 5 rychlostními stupni a ztrátová plocha je 56,4 %. U převodovky Zetor Proxima power můžeme použít 12 rychlostních stupňů pro jízdu v dopravě. Ztrátová plocha 36,2%. Při jízdě v dopravě bude mít menší ztrátovou plochu převodovka Zetor Proxima power a to o 20,2 %. 45

6 ZÁVĚR Cílem bakalářské práce bylo seznámení o současném stavu v konstrukci traktorových převodovek. Převodovky jsem rozdělil do základních kategorií na mechanické, hydrodynamické a diferenciální hydrostatické převodovky. Ke každé kategorii jsem uvedl příklad převodového ústrojí, které se používá v současných traktorech. Pro hodnocení jsem si vybral tři mechanické převodovky. První z hodnocených převodovek byla převodovka traktoru John Deere. Další dvě převodovky se používají v traktorech Zetor u modelů Proxima a Proxima power. Pro vybrané převodovky jsem vypočítal celkové převodové poměry a vypočítal pojezdové rychlosti. Následně jsem pro všechny tři převodovky sestrojil pilový diagram, který udává závislost jmenovitých otáček motoru na pojezdové rychlosti při jednotlivých převodových stupních. Všechny tři převodovky jsem hodnotil v rychlostním rozsahu 5 15 km.h -1. Tento rychlostní rozsah je určen především pro tahové práce na poli. Pro zvolený rozsah jsem z pilového diagramu určil ztrátové plochy, to jsou plochy, ve kterých se traktor nemůže vlivem převodovky pohybovat. Z hodnocených převodovek vyšla jako nejlepší převodovka traktoru Zetor Proxima power, která má ve zvoleném rozsahu největší počet rychlostí a to deset, a ztrátová plocha je pouze 6,92%. Následovala převodovka POWERQUAD traktoru John Deere, která měla v rozsahu 9 rychlostí a ztrátová plocha byla 9,52%. Nejhůře z hodnocení vyšla převodovka označována jako základní traktoru Zetor Proxima, ta ve zvoleném rozsahu měla 5 rychlostí a ztrátová plocha byla téměř 21%. Dále jsem hodnotil převodovky modelů Proxima a Proxima power pro jízdu v dopravě. Z tohoto hodnocení vyšla opět lépe převodovka power, která pro jízdu vpřed disponuje 12 rychlostmi, zatímco základní převodovka má pouze 5 rychlostí. Ztrátové plochy byly 36,2% u převodovky Proxima power a 56,4% u převodovky traktoru Proxima. 46

7 PŘEHLED POUŽITÝCH ZDROJŮ [1] BAUER, František. Traktory a jejich využití. 2. vyd. Praha: Profi Press, 2013. ISBN 978-80-86726-52-6. [2] VLK, František. Převodová ústrojí motorových vozidel: spojky, převodovky, rozvodovky, diferenciály, hnací hřídele, klouby. 1. vyd. Brno: Nakladatelství a vydavatelství Vlk, 2000, 312 s. ISBN 80-238-5275-2. [3] PASTOREK, Zdeněk. Traktory. Praha: Agrospoj, 2001, 356 s. [4] AutoCommnad moderní převodovka. Mechanizace zemědělství. 2010, 3, s.70. ISSN 0373-6776. [5] Z traktorů do nakladačů: Jak funguje plynulá převodovka CVT / Vario? Bagry.cz [online]. 2014 [cit. 2016-04-5]. Dostupné z: http://bagry.cz/cze/clanky/technika/z_traktoru_do_nakladacu_jak_funguje_plynula_pre vodovka_cvt_vario [6] Traktory New Holland - materiály pro interní a servisní účely, AGROTEC a.s. [7] CVT pro New Holland. [online]. [cit. 2016-04-12]. Dostupné z: http://www.eagrotec.cz/fotogalerie/cvt.pdf [8] ZETOR TRACTORS. Zetor Proxima. [online]. 2016 [cit. 2016-04-12]. Dostupné z: http://www.zetor.cz/zetor-proxima-technicke-parametry#obsah [9] Technická literatura Zetor, 2013: 14 s. [10] Steiger & Quadtrac. CASE agriculture [online]. 2016 [cit. 2016-04-24]. Dostupné z: http://www.caseih.com/emea/sk-sk/products/tractors/steiger-quadtrac [11] ŠMERDA T., ČUPERA J., 2010: Plynulé převodovky ze St. Valentinu. Mechanizace zemědělství. 2010 (9): 14-21 [12] Slideplayer.cz [online]. 2014 [cit. 2016-04-24]. Dostupné z: http://slideplayer.cz/slide/1967475/ 47

8 SEZNAM OBRAZKŮ Obr. 1 Převodovka Shuttle Command 12/12... 12 Obr. 2 Schéma převodovky Shuttle Command 12/12... 12 Obr. 3 Schéma dvoustupňového předlohového násobiče točivého momentu... 14 Obr. 4 Slučovací planetový převod... 15 Obr. 5 Schéma převodovky AutoQuad 20/20... 16 Obr. 6 Schéma převodovky Range Command 18/6... 17 Obr. 7 Řez převodovkou Full PowerShift 18/4... 18 Obr. 8 Schéma převodovky Full PowerShift 18/6... 19 Obr. 9 Umístění převodovky v traktoru Steiger... 20 Obr. 10 Schéma převodovky Turbomatik 44/44 (Fendt)... 21 Obr. 11 Převodovka Turbomatik 44/44... 21 Obr. 12 Rozdělení výkonu CVT převodovky... 23 Obr. 13 Schéma konstrukce CVT převodovky... 23 Obr. 14 Kinematika planetového převodu CVT převodovky... 24 Obr. 15 Uspořádání převodovky Vario... 25 Obr. 16 Schéma převodovky Vario... 25 Obr. 17 Kinematika planetového převodu převodovky Vario... 27 Obr. 18 Schéma převodovky AutoCommand... 28 Obr. 19 Převodovka AutoCommand... 29 Obr. 20 Uspořádání převodovky AutoPowr... 30 Obr. 21 Schéma převodovky AutoPowr... 30 Obr. 22 Kinematika planetového převodu převodovky AutoPowr... 32 Obr. 23 Ztrátová plocha... 34 Obr. 24 Schéma převodovky POWERQUAD (John Deere)... 35 Obr. 25 - Pilový diagram převodovky POWERQUAD traktoru John Deere... 37 Obr. 26 Schéma převodovky traktoru Zetor Proxima... 38 Obr. 27 - Pilový diagram převodovky traktoru Zetor Proxima... 40 Obr. 28 Schéma převodovky traktoru Zetor proxima power... 41 Obr. 29 - Pilový diagram převodovky Zetor Proxima power... 44 48

9 SEZNAM TABULEK Tabulka 1 Převodové poměry převodovky POWERQUAD... 35 Tabulka 2 Rychlosti traktoru při jmenovitých otáčkách... 36 Tabulka 3 Převodové poměry převodovky Zetor Proxima... 38 Tabulka 4 Rychlosti traktoru při jmenovitých otáčkách... 39 Tabulka 5 Převodové poměry převodovky Zetor Proxima power... 42 Tabulka 6 Rychlosti traktoru při jmenovitých otáčkách... 42 49