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Fendt公司CVT变速箱发展介绍

2024-01-05三农

今天是我们介绍世界农机巨头,德国Fendt公司的CVT变速箱的一个发展历程。

关于Fendt公司

几个世纪以来,芬特家族在其家乡德国巴伐利亚的马克托伯多夫(Marktoberdorf)一直是著名的工匠,生产塔钟、小提琴等产品。家族还经营着一个农场,并从事农业设备的小规模贸易。约翰-乔治-芬特(Johann Georg Fendt)于 1898 年接手公司后,开始销售和维修道依茨固定式发动机;到 1928 年,他制造出了公司的第一台农用机械--电动割草机。

20 世纪 30 年代,约翰的儿子 Xaver 和 Hermann Fendt 制造出欧洲第一台 6 马力(4.5 千瓦)拖拉机,并将其命名为 Dieselross,德语意思是 "柴油马"。这正式标志着芬特作为农业机械制造商的开端。在整个 20 世纪 30 年代和 40 年代,芬特不断改进 Dieselross 拖拉机,推出了马力更大的新机型和欧洲第一台行走独立动力转换动力输出(PTO)。

不断发展

1953 年,第一台 12 马力(9 千瓦)的 Fendt 工具车面世,它有四个安装区域;1958 年,Favorit 1 型工具车问世,它的外观和技术同样引人注目。它有一台 40 马力(30 千瓦)的发动机和一个多速密齿比变速箱。1975 年,芬特又为葡萄酒、啤酒花和水果生产商推出了专用拖拉机,70 年代又推出了大马力的 Favorit LS 系列,功率高达 252 马力(188 千瓦)。

20 世纪 80 年代,300 Farmer 系列问世,其行驶速度高达 25 英里/小时(40 公里/小时),配备四轮制动系统、Fendt 的 Turbomatic 流体飞轮、带橡胶轴承的舒适驾驶室,以及 380 GTA 全能视野拖拉机。1993 年,芬特推出了 800 系列大马力拖拉机,这是首款配备涡轮换档变速箱以及驾驶室和前桥液气悬挂系统的拖拉机。

这十年中的其他里程碑事件还包括在 1995 年农业技术展览会上全球首发的 926 Vario,这是第一台配备芬特无级 Vario 变速箱的大马力拖拉机,以及 1998 年芬特的第一台联合收割机。Fendt 于 1997 年被 Agco 收购。

进入新世纪

如今,芬特提供全系列拖拉机、联合收割机、播种机和干草工具,并在2019年推出了首款Cargo系列遥控车。2016年,芬特生产了第25万台Vario变速箱,这距离Vario变速箱问世刚刚过去20多年,Vario变速箱仍然是公司最受欢迎机型的主要特征。

从 1996 年开始,农用拖拉机开始安装无级变速器(连续变速)。Fendt 的 VARIO 变速箱因其独创性而令人惊讶;它与汽车中的同类产品并无关联。它将动力分成两部分,然后再重新组合。它具有创新性,但使用起来比理解起来要容易得多。

当前,Fendt公司的无级变速传动系拖拉机的产量和销售量,在世界上居第一位。Fendt公司是当今世界上装用无级变速箱的拖拉机系列最多,产品的功率范围(大、中、小型)最广的一个公司。Fendt公司所装用的无级变速箱的商标名称为Vario型,这个品牌在业内已是一个非常著名的无级变速传动系的商标。该传动系的构成部件主要有:一个液压油泵,其液压油面角度可以倾斜,一个液压马达(在其900系列拖拉机上则装用两个液压马达)和一个具有两个速度区段的机械式变速箱。这是一种液压功率和机械功率合流的无级变速箱, 以使其获得最大传动功率或使其拖拉机停车。在发动机较低转速时, 依靠其液压功率推动, 而当其拖拉机需要最大行驶速度时,传动系就接合上全部机械功率。

Vario Drive--将Vario变速器进一步发展为整体式动力传动系统

通过VarioDrive,Fendt不仅进一步开发了Vario变速器,还开发了全新的动力传动系统。

迄今为止,在传统变速箱中,后桥以固定比率提供扭矩,而当四轮驱动启动时,前桥也是如此。有了新的 VarioDrive,前桥现在可以由独立于后车桥的第二个变速器输出驱动。著名的 Vario 变速箱扩展为 Vario Drive 传动系统,直接作用于两个车桥。

Vario Drive 的驱动装置根据静液压-机械动力分流原理工作。它有一个液压泵和两个独立的液压马达,分别为前后车桥提供驱动扭矩。后桥液压马达通过行星齿轮组和整个速度范围内的总和,以静液压机械动力分流方式作用于后车桥。前桥驱动液压马达直接连接到前桥,因此主要在现场提供高扭矩。通过智能叠加前后车桥驱动装置的有效范围,可在 0 至 60 km/h 的整个速度范围内提供最大变速器输出功率,而不会中断牵引力。

由于采用了智能变速箱设计,前桥驱动液压马达在时速超过约 25 公里时不再向前桥传递扭矩;在更高速度时完全脱钩。没有阻力损失,大大提高了道路行驶效率。

VarioDrive 传动系统的智能四轮管理

前后车桥独立驱动,为 Fendt 1000 Vario 提供了全新的可能性:优化牵引力、完全自动化的四轮驱动和优化的机动性。

通过前轴的独立驱动,Fendt 1000 Vario 可以实现全轮驱动,前桥没有固定的前进驱动比。在弯道行驶时,主动式前轮驱动能够主动将拖拉机拉入弯道,即所谓的 "pull-in turn"效果。仅这一效果就可将田间转弯半径减少 10%。VarioDrive 可以最大限度地减少在道路上转弯时对前轮轮胎造成的磨损。

通常情况下,扭矩可在两个车桥上独立自由分配,变速器就像一个轴间差速器,前后车轴之间没有固定的传动比。

如果前轴或后轴出现打滑,VarioDrive 可通过智能控制的四轮离合器将扭矩从一个车桥转移到另一个车桥。这种智能扭矩分配控制可确保高效率,因为动力会以最佳方式传递到相应的车桥。

Fendt公司是世界上第一家生产出这种液压功率和机械功率合流的无级变速拖拉机的公司。早在上世纪90年代中期,Fendt公司就向市场推出了第一台装有Vario型无级变速箱的拖拉机。当然,该公司的这种无级变速箱的一个小小的不足之处是其操纵和结构太为复杂。不管怎样,该变速箱的技术性能是无可比拟的。其操纵管理方面,主要是设计采用了一个Joystick型控制器:该控制器可以完成无级变速箱的所有功能操纵,变速箱的各个速度区段和档次均被编为操纵程序,操纵极为方便。

另外, 该公司在近年来研制了一个拖拉机管理系统(TMS),该系统可以在低负荷工况下对发动机转速进行管理。因此,该系统可以切断功率,并可以采用变速杆提高其行驶速度, 采用加速器调节发动机转速。

目前, Fendt公司生产的所有拖拉机系列( 200 Vario 、300Vario、400Vario、700Vario、800Vario、900Vario、1000 Vario、1100Vario系列)均装用用了这种Vario型无级变速传动系,该公司装用这种无级变速箱的拖拉机功率最小为51 kW,为当今世界上装用无级变速箱的拖拉机中功率最小的机型。

作为世界上拖拉机CVT变速箱独树一帜的存在,Fendt公司的CVT系列将特制的柱塞液压泵和马达的偏转角度达到史无前例的45度,从而造就了Fendt公司的CVT变速箱是其他厂家可望而不可及的存在。和其他公司的HM CVT变速箱相比而言,Fendt公司的CVT变速箱在进行动力传递时没有了诸如采埃孚那种复杂的行星轮系和湿式离合器片的动力换挡组合,也没有Case IH公司那种换挡拨叉和同步器等传统换挡组合,整体而言,结构简单可靠,唯一的难点就是对于液压组件要求极高,有些部件甚至是专门的定制产品。