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Fendt公司CVT變速箱發展介紹

2024-01-05三農

今天是我們介紹世界農機巨頭,德國Fendt公司的CVT變速箱的一個發展歷程。

關於Fendt公司

幾個世紀以來,芬特家族在其家鄉德國巴伐利亞的馬克托伯多夫(Marktoberdorf)一直是著名的工匠,生產塔鐘、小提琴等產品。家族還經營著一個農場,並從事農業器材的小規模貿易。約翰-喬治-芬特(Johann Georg Fendt)於 1898 年接手公司後,開始銷售和維修道依茨固定式發動機;到 1928 年,他制造出了公司的第一台農用機械--電動割草機。

20 世紀 30 年代,約翰的兒子 Xaver 和 Hermann Fendt 制造出歐洲第一台 6 馬力(4.5 千瓦)拖拉機,並將其命名為 Dieselross,德語意思是 "柴油馬"。這正式標誌著芬特作為農業機械制造商的開端。在整個 20 世紀 30 年代和 40 年代,芬特不斷改進 Dieselross 拖拉機,推出了馬力更大的新機型和歐洲第一台行走獨立動力轉換動力輸出(PTO)。

不斷發展

1953 年,第一台 12 馬力(9 千瓦)的 Fendt 工具車面世,它有四個安裝區域;1958 年,Favorit 1 型工具車問世,它的外觀和技術同樣引人註目。它有一台 40 馬力(30 千瓦)的發動機和一個多速密齒比變速箱。1975 年,芬特又為葡萄酒、啤酒花和水果生產商推出了專用拖拉機,70 年代又推出了大馬力的 Favorit LS 系列,功率高達 252 馬力(188 千瓦)。

20 世紀 80 年代,300 Farmer 系列問世,其行駛速度高達 25 英裏/小時(40 公裏/小時),配備四輪制動系統、Fendt 的 Turbomatic 流體飛輪、帶橡膠軸承的舒適駕駛室,以及 380 GTA 全能視野拖拉機。1993 年,芬特推出了 800 系列大馬力拖拉機,這是首款配備渦輪換檔變速箱以及駕駛室和前橋液氣懸掛系統的拖拉機。

這十年中的其他裏程碑事件還包括在 1995 年農業技術展覽會上全球正選的 926 Vario,這是第一台配備芬特無級 Vario 變速箱的大馬力拖拉機,以及 1998 年芬特的第一台聯合收割機。Fendt 於 1997 年被 Agco 收購。

進入新世紀

如今,芬特提供全系列拖拉機、聯合收割機、播種機和幹草工具,並在2019年推出了首款Cargo系列遙控車。2016年,芬特生產了第25萬台Vario變速箱,這距離Vario變速箱問世剛剛過去20多年,Vario變速箱仍然是公司最受歡迎機型的主要特征。

從 1996 年開始,農用拖拉機開始安裝無級變速器(連續變速)。Fendt 的 VARIO 變速箱因其獨創性而令人驚訝;它與汽車中的同類產品並無關聯。它將動力分成兩部份,然後再重新組合。它具有創新性,但使用起來比理解起來要容易得多。

當前,Fendt公司的無級變速傳動系拖拉機的產量和銷售量,在世界上居第一位。Fendt公司是當今世界上裝用無級變速箱的拖拉機系列最多,產品的功率範圍(大、中、小型)最廣的一個公司。Fendt公司所裝用的無級變速箱的商標名稱為Vario型,這個品牌在業內已是一個非常著名的無級變速傳動系的商標。該傳動系的構成部件主要有:一個液壓油泵,其液壓油面角度可以傾斜,一個液壓馬達(在其900系列拖拉機上則裝用兩個液壓馬達)和一個具有兩個速度區段的機械式變速箱。這是一種液壓功率和機械功率合流的無級變速箱, 以使其獲得最大傳動功率或使其拖拉機停車。在發動機較低轉速時, 依靠其液壓功率推動, 而當其拖拉機需要最大行駛速度時,傳動系就接合上全部機械功率。

Vario Drive--將Vario變速器進一步發展為整體式動力傳動系統

透過VarioDrive,Fendt不僅進一步開發了Vario變速器,還開發了全新的動力傳動系統。

迄今為止,在傳統變速箱中,後橋以固定比率提供扭矩,而當四輪驅動啟動時,前橋也是如此。有了新的 VarioDrive,前橋現在可以由獨立於後車橋的第二個變速器輸出驅動。著名的 Vario 變速箱擴充套件為 Vario Drive 傳動系統,直接作用於兩個車橋。

Vario Drive 的驅動裝置根據靜液壓-機械動力分流原理工作。它有一個液壓泵和兩個獨立的液壓馬達,分別為前後車橋提供驅動扭矩。後橋液壓馬達透過行星齒輪組和整個速度範圍內的總和,以靜液壓機械動力分流方式作用於後車橋。前橋驅動液壓馬達直接連線到前橋,因此主要在現場提供高扭矩。透過智能疊加前後車橋驅動裝置的有效範圍,可在 0 至 60 km/h 的整個速度範圍內提供最大變速器輸出功率,而不會中斷牽重力。

由於采用了智能變速箱設計,前橋驅動液壓馬達在時速超過約 25 公裏時不再向前橋傳遞扭矩;在更高速度時完全脫鉤。沒有阻力損失,大大提高了道路行駛效率。

VarioDrive 傳動系統的智能四輪管理

前後車橋獨立驅動,為 Fendt 1000 Vario 提供了全新的可能性:最佳化牽重力、完全自動化的四輪驅動和最佳化的機動性。

透過前軸的獨立驅動,Fendt 1000 Vario 可以實作全輪驅動,前橋沒有固定的前進驅動比。在彎道行駛時,主動式前輪驅動能夠主動將拖拉機拉入彎道,即所謂的 "pull-in turn"效果。僅這一效果就可將田間轉彎半徑減少 10%。VarioDrive 可以最大限度地減少在道路上轉彎時對前輪輪胎造成的磨損。

通常情況下,扭矩可在兩個車橋上獨立自由分配,變速器就像一個軸間差速器,前後車軸之間沒有固定的傳動比。

如果前軸或後軸出現打滑,VarioDrive 可透過智能控制的四輪離合器將扭矩從一個車橋轉移到另一個車橋。這種智能扭矩分配控制可確保高效率,因為動力會以最佳方式傳遞到相應的車橋。

Fendt公司是世界上第一家生產出這種液壓功率和機械功率合流的無級變速拖拉機的公司。早在上世紀90年代中期,Fendt公司就向市場推出了第一台裝有Vario型無級變速箱的拖拉機。當然,該公司的這種無級變速箱的一個小小的不足之處是其操縱和結構太為復雜。不管怎樣,該變速箱的技術效能是無可比擬的。其操縱管理方面,主要是設計采用了一個Joystick型控制器:該控制器可以完成無級變速箱的所有功能操縱,變速箱的各個速度區段和檔次均被編為操縱程式,操縱極為方便。

另外, 該公司在近年來研制了一個拖拉機管理系統(TMS),該系統可以在低負荷工況下對發動機轉速進行管理。因此,該系統可以切斷功率,並可以采用變速桿提高其行駛速度, 采用加速器調節發動機轉速。

目前, Fendt公司生產的所有拖拉機系列( 200 Vario 、300Vario、400Vario、700Vario、800Vario、900Vario、1000 Vario、1100Vario系列)均裝用用了這種Vario型無級變速傳動系,該公司裝用這種無級變速箱的拖拉機功率最小為51 kW,為當今世界上裝用無級變速箱的拖拉機中功率最小的機型。

作為世界上拖拉機CVT變速箱獨樹一幟的存在,Fendt公司的CVT系列將特制的柱塞液壓泵和馬達的偏轉角度達到史無前例的45度,從而造就了Fendt公司的CVT變速箱是其他廠家可望而不可及的存在。和其他公司的HM CVT變速箱相比而言,Fendt公司的CVT變速箱在進行動力傳遞時沒有了諸如采埃孚那種復雜的行星輪系和濕式離合器片的動力換擋組合,也沒有Case IH公司那種換擋撥叉和同步器等傳統換擋組合,整體而言,結構簡單可靠,唯一的難點就是對於液壓元件要求極高,有些部件甚至是專門的客製產品。