John Deere jest przekonany co do możliwości oraz wytrzymałości skrzyni eAutoPowr, którą już na etapie projektowania przetestowano przez (uwaga) 100 000 godzin. Dlatego od razu poszedł na całość wprowadzając ją w sztandarowym, największym traktorze o konwencjonalnej budowie – modelu 8R/RT/RX 410 o mocy znamionowej 410 koni.
– Ta skrzynia jest zwieńczeniem naszych długoletnich badań w dziedzinie elektryfikacji – mówi Szymon Kaczmarek, specjalista produktowy w firmie John Deere Polska. – Już piętnaście lat temu powstał pierwszy traktor wyposażony w zintegrowany system elektryczny. Był to model 7030 E Premium, w którym prąd wytwarzany przez generator był wykorzystywany do napędu osprzętu (klimatyzacji, wentylatora, sprężarki układu pneumatycznego) oraz zasilania podczepianych maszyn. Kolejną maszyną John Deere'a z rozbudowanym układem elektrycznym była kołowa ładowarka 944K Hybrid pokazana w 2015 roku i produkowana do dzisiaj, choć nie oferowana na rynku europejskim. W tej maszynie zastosowano silnik diesla, generator prądu oraz cztery silniki elektryczne zamocowane przy każdym z kół. Przekładnia elektromechaniczna eAutoPowr to najnowsze rozwiązanie dotyczące elektryczności. Ten koncept był po raz pierwszy pokazany na targach Agritechnica 2019 w Hanowerze opuszczając wystawę ze złotym medalem, jedynym, który wtedy przyznano. Doceniono, że ta przekładnia wprowadza całkowicie nowy sposób przekazywania napędu w maszynach rolniczych. Sposób, który wyróżnia się nie tylko zwiększoną trwałością, ale ma pozytywny wpływ na ogólną wydajność ciągników.
r e k l a m a
Na dwa silniki elektryczne
Przekładnia eAutoPowr ma stanowić alternatywę dla skrzyni bezstopniowej AutoPowr, która ma ograniczenia związane z niższą efektywnością pracy. Wynika to ze strat energii układu hydraulicznego. Wadą klasycznego automatu jest też to, że mimo wielu lat produkcji nadal pozostaje on skomplikowanym podzespołem. Mimo tego skrzynia AutoPowr jest popularna i ma zastosowanie w wielu seriach traktorów John Deere, w tym: 6M, 6R, 7R oraz 8R, z wyjątkiem największego 8R 410, który jest oferowany wyłącznie ze skrzynią mechaniczną e23, w której wszystkie 23 biegi są zmieniane pod obciążeniem i mogą pracować w trybie automatycznym. Dlaczego w największej "ósemce" nie zastosowano przekładni AutoPowr?
– Bo przy blisko 450 koniach mocy bez doładowania jakie generuje ten traktor, przekładnia bezstopniowa AutoPowr sięga limitu swoich możliwości, powyżej którego nie da się bezpiecznie ją użytkować. Aby to zmienić, należałoby tworzyć jeszcze większe podzespoły układu hydraulicznego w przekładni, lub zwiększyć sprawność przekładni upraszczając układ przekazywania napędu i taki był cel powstania eAutoPowr, w którym układ hydrauliczny zastąpiły dwa silniki elektryczne – wyjaśnia Szymon Kaczmarek.
Przeniesienie napędu w traktorze 8R/RT/RX 410 ze skrzynią eAutoPowr wygląda tak, że z sześciocylindrowego 9-litrowego silnika spalinowego moment obrotowy kierowany jest na pierwszy bezszczotkowy silnik (generator) prądu stałego. Silnik jest chłodzony cieczą. Wytworzona w nim energia elektryczna jest konwertowana w falowniku na prąd przemienny, który podawany jest do drugiego silnika (generatora) elektrycznego. Również i ten silnik nie posiada szczotek i jest chłodzony cieczą. Na koniec energia elektryczna jest przetwarzana na mechaniczną w przekładni planetarnej, która jest połączona z czterozakresową przekładnią mechaniczną. Ale przy eAutoPowr zakresów prędkości jest pięć, czyli o jeden więcej niż przy AutoPowr. Dodatkowy zakres w pełni elektryczny daje możliwość poruszania się do przodu i tyłu z prędkością nieprzekraczającą 5 km/h.
Prąd na maszyny
Wytworzony w przekładni prąd może być nie tylko wykorzystany do napędu traktora. Będzie można przekazać go do podczepionych maszyn. John Deere nazywa taką możliwość eOff Boarding. Aby stało się to możliwe, traktor musi mieć wyprowadzone gniazdo elektryczne, które – zdaniem John Deere – ma stanowić wyposażenie dodatkowe. Jeżeli będzie je posiadał, to do maszyny można będzie podać do 100 kW mocy elektrycznej o napięciu 480 V, choć plan John Deere'a zakłada również możliwość przezbrojenia układu i podawania prądu o napięciu do 700 V. Jakie są dzisiaj możliwości wykorzystania tej energii? Pracuje nad tym firma Joskin, która dostosowała do tego rozwiązania trzyosiowe wozy asenizacyjne i rozrzutniki obornika i na razie – jak podaje John Deere – są to jedyne maszyny mogące spożytkować dodatkowy prąd. Jak działają? Energia elektryczna z ciągnika jest wpierw kierowana do silnika elektrycznego umieszczonego za pierwszą osią. Jest to celowy zabieg, bo pozwala zastosować unoszoną przednią oś. Za silnikiem znajduje się skrzynia, z której napęd przekazywany jest na dwa wały kardana, a te w kolejności napędzają dwie osie jezdne. Elektryczny napęd kół beczkowozu oraz rozrzutnika rozwiązuje wiele problemów. Poprawia stosunek obciążenia użytkowego do dopuszczalnej masy całkowitej i masy własnej zestawu. W efekcie powstaje mniej kolein i gleba jest mniej ugniatana. Dzięki zwiększeniu siły napędowej, niszczenie struktury podłoża wynikające ze ślizgania się ciągnika z maszyną na przykład podczas podjeżdżania pod wzniesienie także jest o wiele mniejsze. Poprawa zdolności napędowych wpływa również na wydajność, bo umożliwia np. agregatowanie do wozów szerszego osprzętu do aplikacji doglebowej lub szerszych ramp rozlewających. Innym atutem napędu elektrycznego osi jezdnych jest bezpieczeństwo podczas pokonywania bokiem pagórkowatych pól, bo ograniczone zostaje zjawisko zsuwania się maszyn, co ma też znaczenie w świetle rolnictwa precyzyjnego. John Deere powołując się na wewnętrzne testy podaje, że "przenosząc" część prądu na osie jezdne maszyn można było "zejść" z balastem ciągnika aż o 4 tony, co przekłada się na zmniejszenie ugniatania gleby.
– W tym rozwiązaniu napęd osi jezdnych beczkowozu czy rozrzutnika będzie automatycznie aktywowany w dwóch przypadkach: kiedy traktor zacznie wjeżdżać pod wzniesienie lub kiedy wykryty zostanie zwiększony poślizg kół ciągnika – podaje Szymon Kaczmarek. – Taki system napędu niesie za sobą olbrzymie możliwości na przyszłość, gdyby to rozwiązanie przyjęło się także u innych producentów maszyn współpracujących. Być może w przyszłości napęd elektryczny byłby w stanie zastąpić wał odbioru mocy.
Poza innowacjami technicznymi eAutoPowr podnosi również komfort pracy operatora i nie jest to związane wyłącznie z "elektrycznym" poruszaniem się traktorem do prędkości 5 km/h i związaną z tym precyzyjną regulacją prędkości czy lepszym przyspieszeniem, ale ze zredukowanym o 25 procent hałasem dobiegającym ze skrzyni biegów, co wynika z wyeliminowania hydrauliki pracującej pod bardzo wysokim ciśnieniem. Już wiadomo, że traktor John Deere 8R 410 ze skrzynią eAutoPowr będzie droższy o ok. 60 tys. zł w porównaniu do tego samego modelu, ale ze skrzynią e23 PowerShift.
