Transmisijos naudingumo koeficientas

Transmisija yra esminė automobilio, taip pat ir traktoriaus, dalis, jungianti variklį su ratais ir perduodanti sukimo momentą. Nuo jos efektyvumo priklauso transporto priemonės dinamiškumas, degalų sąnaudos ir bendras našumas. Vienas svarbiausių rodiklių, leidžiančių įvertinti transmisijos efektyvumą, yra naudingumo koeficientas (NK).

Transmisijos nuostoliai ir naudingumo koeficiento matavimas

Automobilio transmisijoje energijos nuostoliai susidaro dėl dviejų svarbiausių priežasčių: dėl trinties tarp krumpliaračių krumplių, guoliuose, įvorėse ir dėl besisukančių detalių trinties su alyva, su oru, dėl alyvos maišymo, taškymo, dėl oro judinimo. Teoriškai transmisijos nuostolius apskaičiuoti sunku, todėl jie matuojami bandant transmisiją. Vadovaujantis bandymų duomenimis, sudaromos empirinės formulės, padedančios įvertinti transmisijos naudingumo koeficientą.

Automobilio dinamiškumo rodikliai

Maksimalų automobilio greitėjimą riboja ne tik variklis, bet ir varančiųjų ratų kibumas su keliu. Automobilio greitėjimas yra paprasčiausias dinamiškumo rodiklis. Kiti svarbūs dinamiškumo rodikliai yra greitėjimo kelias, vidutinis greitis ir lyginamoji automobilio galia.

Transmisijų tipai ir jų naudingumo koeficientas

Automobilių transmisijos gali būti įvairių tipų, kurių kiekvienas turi savo privalumų ir trūkumų, taip pat skirtingą naudingumo koeficientą. Atmetus įvairius tarpinius ar rečiau automobiliuose naudojamus automatinių dėžių tipus, galima aptarti dažniausiai pasitaikančius:

• Klasikinė automatinė pavarų dėžė (APD)
• Dvigubos sankabos pavarų dėžė (dažniausiai "šlapios" sankabos DSG (angl. Direct Shift Gearbox) ar sausos DCT (angl. Dual Clutch Transmission))
• Bekopė ar variatorinė, dažniausia rašoma CVT (angl. Continuously Variable Transmission)
• Mechaninė dėžė su elektrine ar el. hidrauline pavarų jungimo sistema AMT (angl. Automated Manual Transmission)

Klasikinė automatinė pavarų dėžė (APD)

APD standartiniuose automobiliuose pradėta naudoti dar 1940-aisiais metais. Jos veikimas paprastas: kai spaudžiamas akceleratorius, pavarų dėžė variklio galią perduoda transmisijai, o atleidus greičio pedalą variklis atjungiamas nuo transmisijos ir gali dirbti tuščia eiga. Šiose dėžėse pavaras perjungia jose esančio skysčio kintantis slėgis. Todėl tokioms dėžėms prižiūrėti būtina skirti ypač didelį dėmesį. Anksčiau didžiausias APD dėžių trūkumas buvo didesnės degalų sąnaudos, palyginti su mechaninėmis pavarų dėžėmis, tačiau šiais laikais tai yra mitas. Sportinio stiliaus vairuotojus gali nervinti ne laiku, per vėlai perjungiamos pavaros. Atsiradus gedimui klasikines automatines pavarų dėžes taip pat paprasčiau remontuoti nei kitas automatines, jas išmano daugiau specialistų.

Standartines automatines pavarų dėžes sudaro planetinė pavarų dėžė, kurioje naudojamas sukimo momento keitiklis, pakeičiantis standartinę mechaninėje pavarų dėžėje esančią sankabą. Numatytasis šio tipo pavarų dėžės režimas yra automatinis, tačiau daugelyje modelių siūlomas ir rankinis režimas, kad vairuotojas galėtų kontroliuoti situaciją ir imituoti sportiškesnį ir aktyvesnį važiavimą. Tradicinės automatinės mechaninės pavarų dėžės yra pigiausios iš visų automatinių pavarų dėžių, nes prie įprastos mechaninės pavarų dėžės reikia pridėti tik kelis valdiklius, jungiklius ir servo pavaras. Tai puikus automatinės pavarų dėžės variantas, jei vienintelis kriterijus yra kaina ir patogumas.

Dvigubos sankabos pavarų dėžė (DSG/DCT)

Prieš porą dešimtmečių Vokietijos automobilių gamintojų imta naudoti DSG tipo automatizuota pavarų dėžė (dažniausiai VW grupės automobiliuose). Jos konstrukcija su dantračiais yra panaši į mechaninės pavarų dėžės, tačiau yra dvi sankabos, kurios valdomos elektronikos. Šiandien DSG ištobulinta taip, kad vairuotojas beveik negalės skųstis nei vėluojančiomis persijungti pavaromis, nei didelėmis degalų sąnaudomis. Vienodų automobilių bandymai su mechanine ir DSG dėže įrodė, kad greitėjimo dinamika skiriasi sekundės dalimis, o degalų sąnaudos su DSG gali būti netgi mažesnės. Tai ypač priklauso nuo vairavimo stiliaus ir meistriškumo. Dinamiką garantuoja tai, kad dėžėje yra net 5 velenai (įprastose dėžėse 2-3) bei viena sankaba perjungia neporinius bėgius, pvz., 1, 3, 5, 7, o kita - porinius, pvz., 2, 4, 6. Taigi, tokia dėžė vos įjungia vieną pavarą, jau yra pasiruošusi perjungti aukštesnę. Specialistai pažymi, kad dėl tokios skubos šios pavarų dėžės nemėgsta važiavimo miesto režimu, kai vos smarkiau paspaudus, tenka stabdyti, o pavarų dėžė, kuri jau susiruošė jungti aukštesnę pavarą, staiga turi ją mažinti.

Dviejų sankabų pavarų dėžės yra sudėtingiausios ir brangiausios automatinės pavarų dėžės. Jos pasižymi dideliu ekonomiškumu ir našumu, todėl geriausiai tinka sportiniuose automobiliuose, kuriuose dėl greito pavarų perjungimo galima mėgautis labai maloniu vairavimu. Ekspertai dalijasi pastebėjimais, kad šios dėžės su dviem sankabomis gali tapti ypač problemiškos, jei nuvažiuota daugiau kaip 200-250 tūkst. kilometrų.

Bepakopė variatorinė pavarų dėžė (CVT)

Kintančios transmisijos variatorinės pavarų dėžės konstrukcija visiškai nepanaši į anksčiau minimų - joje nėra nei krumpliaračių, nei sankabos. Diržas, plieninė juosta ar grandinė jungia du ant velenų slankiojančius skriemulius, kurie nuo variklio apsukų keičia savo plotą ir taip keičia perdavimo skaičių. Beje, tai seniausiai naudojama automatinės transmisijos forma. Šiose dėžėse nėra perėjimo tarp atskirų pavarų, greitėjama plastiškai, tarsi automobilis varomas elektros variklio, todėl greitėjant nejaučiama pavarų šokinėjimo ar smūgių. Jų puikus naudingumo koeficientas.

Šių pavarų dėžių dažniausiai aptinkama Japonijoje ir Pietų Korėjoje pagamintuose automobiliuose, pvz., "Honda", "Nissan", "Toyota", taip pat jos montuojamos hibridiniuose modeliuose. Jos ypač vertinamos degalų taupumu besirūpinančių vairuotojų, nes visuomet palaikomas optimalus variklio režimas ir efektyviai perduodama jėga į ratus. Tačiau tokios pavarų dėžės labiau tinka vairuotojams, kuriuos tenkina ramus važiavimas, nes tokios dėžės reakcija į staigų akceleratoriaus pedalo paspaudimą dažnai yra lėtoka. Specialistas atkreipia dėmesį į tai, kad automobiliuose su šiomis pavarų dėžėmis, ypač senesnių metų, galima išgirsti specifinį garsą.

CVT yra pigiau pagaminti nei įprastą automatinę pavarų dėžę ir ji labai taupiai naudoja degalus, todėl jos yra gana populiarus automatinės pavarų dėžės variantas žmonėms, kurie siekia maksimalios degalų ekonomijos.

Transmisijų naudingumo koeficientas ir traktoriai

Vokietijoje buvo palygintos Powershift ir belaipsnės transmisijos su įprastomis transmisijomis. Vis daugiau gamintojų siūlo traktorius su belaipsnėmis transmisijomis, kurios leidžia geriau išnaudoti traktoriaus variklio galią, prisitaikyti prie kintamos apkrovos, sumažinti degalų sąnaudas bei palengvinti traktorininko darbą. Bandymais nustatyta, kad traktoriai su belaipsnėmis ir Powershift transmisijomis geriau prisitaiko prie kintamų darbo sąlygų, juose paprasčiau ir tiksliau galima keisti transmisijos perdavimo skaičių. Tai leidžia sutaupyti laiko ir degalų.

Pagal skaičiavimų rezultatus minimalios sąnaudos dirvai suarti - apie 28,5 EUR/ha. Traukos jėgai kintant nežymiai, traktorių su belaipsnėmis transmisijomis sąnaudos apie 1,5 proc. didesnės, nes jų naudingumo koeficientas maždaug 2 proc. mažesnis negu transmisijų su dinaminiais reduktoriais. Tačiau didėjant traukos jėgos svyravimams, ryškėja belaipsnių transmisijų privalumai: traktorių su dinaminiais reduktoriais sąnaudos padidėja iki 1,5-2 EUR/ha. Analogiškas sąnaudas galima gauti ir dirbant su visais lyginamaisiais traktoriais. Tai priklauso nuo traktorininko kvalifikacijos ir motyvacijos.

Fendt transmisija

Fendt transmisijos esminis skirtumas yra tas, kad joje nėra "bėgių" grubiai tariant. Nuo 0 iki 50 km/h pasiekiama neperjungiant jokių reduktorių, sankabėlių (jų iš viso nėra, kaip nėra ir sankabos) ir t.t. Tai yra paprastumas. Fendt transmisijoje galios padalinimas yra automatizuotas per vieną planetinį reduktorių. Diapazonai (jų yra 2, arba naujesniame 312 modelyje lygtai 1) įdėti tam, kad būtų galima pilnai išnaudoti transmisiją sunkiuose darbuose. Fendt transmisijos sukonstruotos didžiausiam 65 km/h greičiui, todėl važiuojant 50 km/h greičiu, variklis dirba mažesniu nei vardiniai sūkiai dažniu. Taupiausiai važiuoja Fendt traktoriai. Lyginant su 40 km/h greičiu, važiuojant keliu, kaštų skirtumas tarp traktorių su skirtingomis transmisijomis dar mažesnis. Didžiausias skirtumas yra tarp lėtųjų ir greitųjų transmisijų, nes važiuojant greičiau sutaupoma laiko, o važiuojant tokiu pačiu greičiu - degalų.

Be to, svarbiausias dalykas pas Fendt yra tas, kad jo negalima perkrauti, nes tik perkrovos "sueda" visą techniką. Pavyzdžiui, ruloninį presą su Fendt 200AG galima transportuoti be problemų, o kuro sąnaudos yra minimalios.

ZF Eccom transmisija (John Deere, Claas, SDF)

Vokietijoje gaminamuose vidutinės galios klasės traktoriuose John Deere 6030/6030 Premium/7030 Premium, tarp jų ir hibridiniuose 7430 E Premium ir 7530 E Premium, naudojamos ZF Eccom 1.5/1.8 bepakopės pavarų dėžės, o JAV surenkamuose John Deere 7030 ir 8030/8R/8RT - dvi skirtingos savos konstrukcijos bepakopės pavarų dėžės. Nepriklausomai nuo modelio, šios kompanijos bepakopės pavarų dėžės vadinamos IVT (angl. Infinitely Variable Transmission). Nors konstrukcinė pavarų dėžės ZF Eccom 1.5/1.8 dalis yra suvienodinta su naudojama kitų gamintojų, pavyzdžiui, „Claas", SDF traktoriuose, valdymo programa yra unikali.

Pavarų dėžė ZF Eccom ir savo konstrukcija, ir programine dalimi yra viena seniausiai rinkoje pristatytų pavarų dėžių. Pirmąkart ji pademonstruota 1997 m. traktoriuje Claas Xerion. Kompanija „John Deere" ją naudoja nuo 2003 m. 6020 Premium Plus modeliuose kaip pažangesnę hidromechaninių PowrQuadPlus ir AutoQuad/AutoQuad II pavarų dėžių alternatyvą. Bepakopė AutoPowr pavarų dėžė montuojama į 6330-7530 modelio John Deere traktorius.

ZF Eccom yra keturių diapazonų hidromechaninė pavarų dėžė, t. y. bepakopis greičio reguliavimas vykdomas kiekvieno iš keturių diapazonų ribose. Diapazonams perjungti naudojamos daugiadiskės šlapiojo tipo sankabos, analogiškos naudojamoms dinaminėse (FPS) ir kombinuotose pavarų dėžėse (SPS). Kiekvieno iš keturių diapazonų ribose hidrostatinis kontūras atlieka visą ciklą, t. y. traktoriui greitėjant nuo 0 iki 40 arba 50 km/val. ZF Eccom pavarų bloką sudaro vienoje ašyje (bet ne ant to paties veleno) nuosekliai išdėstyti keturi planetiniai reduktoriai. Darbo metu yra įjungtos dvi daugiadiskės sankabos. Pavyzdžiui, didėjant greičiui 1-ojo diapazono sankaba išjungiama, tuo metu įjungiant 2-ojo diapazono sankabą, daugiadiskiam stabdžiui visą laiką esant įjungtam. Diapazonai:

• Diapazonas Nr. 1: 0-5 km/val.
• Diapazonas Nr. 2: 6-10 km/val.
• Diapazonas Nr. 3: 11-20 km/val.
• Diapazonas Nr. 4: 21-50 km/val.

Atskira atbulinės eigos sankaba įrengta transmisijos gale. Bendrą pavarų dėžės naudingumo koeficientą mažina trinties nuostoliai daugiadiskėse sankabose.

Steyr (ZTF) transmisija (CASE, New Holland, Landini)

Steyr (ZTF) dėžė nėra visiškai belaipsnė, nes tai yra ant paprastos dinaminės dėžės 4 bėgių užmautas hidraulinis kontūras. Todėl, jei, pavyzdžiui, iš pirmo bėgio jungiasi dėžė į 2 (fiziškai tas nėra labai juntama), toje vietoje dirba sankabų komplektai ir krenta naudingumas. Dėl to kai kuriais greičiais nepatariama dirbti, nes smarkiai eikvojasi sankabos ir didėja kuro sąnaudos.

CASE teigia, kad jų dėžė dirba mechaniniame režime tarp 60-100%. Kaip ir Fendt, ši transmisija turi diapazonus, kuriuose pasiekiamas didesnis naudingumo koeficientas, ypač dirbant arimo darbus. Vidutiniskas naudingumo koeficientas yra panašus į Fendt dėžių, tačiau atskiruose piko taškuose pas Case yra geresnis. CNH (CASE New Holland) atstovai teigia, kad gedimo atveju CVX paprasčiau remontuoti, nes transmisija suskirstyta "kasetėmis" - išimi vieną, dedi kitą. Tačiau kyla klausimas, kas geriau: lengvas, bet dažnas remontas, ar kuo mažiau remonto?

Vadinamieji "vidiniai" bėgiai (pavaros) yra naudojami "praktiškai belaipsnėse" dėžėse, kad būtų pasiektas belaipsniškumo įspūdis. Tai yra, sužaidžia ir sankabų paketai, ir hidraulinis kontūras, ir praktiškai nejuntamai persijungia pavara iš 1 į 2 ir t.t., ir gaunasi belaipsnė. Iš esmės tai gaunasi 4 pavarų dėžė su pakankamai daug planetinių reduktorių (berods 5) ir po dvi sankabas kiekvienam reduktoriui. Lyginant su Fendt, kur yra tik 1 planetinis reduktorius ir nė vieno sankabų paketo, ši konstrukcija yra sudėtingesnė.

Naudingumo koeficientas kitose sistemose

Naudingumo koeficientas yra svarbus rodiklis, padedantis įvertinti įvairių šildymo ir vėsinimo įrenginių efektyvumą.

Naudingumo koeficiento apibrėžimas

Naudingo veikimo koeficientas (NK) kaip fizinis dydis apibrėžia gautos energijos santykį su paimta energija. Naudingumo koeficientas (COP) ir energijos efektyvumo koeficientas (EER) apibūdina oro kondicionierių šildymo ir vėsinimo veiksmingumą. Jie nurodo šildymo ar vėsinimo, kuriuos teikia įrenginys, lyginant su elektros energijos įvesties kiekiu, kurio reikia išgaunant, koeficientą. Jei įrenginio COP yra 4, tai reiškia, kad 1 kW elektros įėjimo tenka 4 kW vėsinimo arba šildymo. Pavyzdžiui, jei oro kondicionierius išgauna 5 kW šilumą, sunaudodamas 1 kW elektros energijos, jo COP yra 5,0. Panašiai ir tada, jei oro kondicionieriaus vėsinimo galia yra 5 kW, kai sunaudojamas 1 kW elektros energijos, jo EER yra 5,0.

COP, EER, SEER ir SCOP skirtumai

Skirtingai nei EER ir SEER, COP gali būti naudojamas ir vėsinimo, ir šildymo sistemos našumui matuoti, tačiau iš tikrųjų dauguma gamintojų šildymo našumo duomenis skelbia naudodami COP, o vėsinimo - EER. Be SEER (sezoninio energijos vartojimo efektyvumo koeficiento), taip pat yra SCOP (sezoninis efektyvumo koeficientas), kuriuo bandoma teisingiau apskaičiuoti šildymo efektyvumą skirtingomis klimato sąlygomis arba skirtingais metų laikais.

Naudingumo koeficientas ir įvairūs įrenginiai

Elektros katilai

Elektros katilai užtikrina šiluminės energijos gavimą beveik be nuostolių, t.y. žiūrint iš vartotojo požiūrio punkto, yra labiausiai efektyvūs. Firmos Kospel elektros katilų atveju jis yra 99,38%. Tai reiškia, kad elektros energija yra beveik visa paverčiama į šilumos energiją. Katilai, maitinami kitais kurais (dujos, mazutas, anglis, mediena ir t.t.) turi žemesnius naudingo veikimo koeficientus, nes daug energijos "pabėga" per kaminą. Pagal Europos Sąjungos direktyvą, pateikiant sezoninį patalpų apšildymo energetinį efektyvumą elektros katilams, reikia jų naudingo vartojimo koeficientą pakoreguoti taip vadinamu konversijos faktoriumi. Šis faktorius išreiškia vidutinį energijos gamybos efektyvumą elektrinės teritorijoje, ES įvertintą 40%. Tai reiškia, kad energetinėje etiketėje elektrinis katilas vietoje beveik 100% efektyvumo, gali turėti maksimaliai 40%, t.y. vietoje klasės A gali turėti daugiausia klasę D.

Šilumos siurbliai

Didelė šilumos siurblių įvairovė rinkoje skatina besirenkančius pasidomėti, kokie kriterijai svarbūs renkantis, į ką atkreipti dėmesį, o taip pat drauge suteikia plačias pasirinkimo galimybes pagal asmeninius poreikius ir turimą biudžetą. Vienas iš pasirinkimo kriterijų turėtų būti šilumos siurblio naudingumo koeficientas (žymimas COP). COP parodo, kiek šilumos siurblys gali pagaminti šilumos, sunaudodamas vieną elektros energijos vienetą, t. y. 1 kW. Pavyzdžiui, jei šilumos siurblio naudingumo koeficientas yra lygus 5, tai reiškia, kad jo elektros sąnaudų ir šilumos santykis bus 1:5, kas reiškia, jog sunaudojus 1 kW elektros energijos bus pagaminta 5 kW šiluminės energijos. Kuo šis rodiklis aukštesnis, tuo šilumos siurblys veiks efektyviau, o šildymas atsieis pigiau. Geriausia, jei šilumos siurblio naudingumo koeficientas bus ne mažesnis kaip 3.

Dujiniai katilai

Besirenkant dujinį katilą svarbu gerai apgalvoti viską, pradedant katilo galia ir naudingumo koeficientu, kitomis techninėmis savybėmis, baigiant jo pritaikymu pagal konkretų patalpų dydį ir aplinką. Katilo naudingumo koeficientą didžiąja dalimi lemia degiklio tipas. Degikliai gali būti ventiliatoriniai arba injekciniai atmosferiniai. Pastarieji naudojami senesnių modelių katiluose ir nėra tokie efektyvūs, nors ir gerokai paprastesni bei pigesni. Tačiau pats didžiausias naudingumo koeficientas yra naujausios kartos kondensaciniuose dujiniuose katiluose. Senesniuose katilų modeliuose jis paprastai siekia maždaug 94-97 %, kai tuo tarpu naujausių kondensacinių katilų - apie 105 %.

Transmisijos priežiūra ir eksploatacija

Dauguma gamintojų rekomenduoja automatinės pavarų dėžės alyvą keisti kas 80 000-100 000 kilometrų. Tai ypač svarbu jautresnėms dvigubos sankabos ir CVT transmisijoms, taip pat jei daug velkate. Mažas transmisijos skysčio kiekis gali nepataisomai sugadinti automatinę transmisiją. Karštis taip pat yra žudikas, todėl transmisija gali perkaisti, jei joje trūksta skysčio arba jei ji naudojama viršijant savo galimybes, pavyzdžiui, jei vilkimo įranga yra didesnė, nei numatyta. Problemų gali kelti ir netinkamas transmisijos skystis. Šiuolaikinė automatinė pavarų dėžė yra sudėtinga ir turi daug judančių dalių. Joje gali būti nuo penkių iki dešimties perdavimų, o jos hidraulinę sistemą valdo sudėtinga elektronika. Todėl joms diagnozuoti, prižiūrėti, išardyti ir remontuoti reikia specialistų, tinkamos įrangos ir daug laiko.

tags: #transmisijos #naudingumo #koeficientas