Välitystä vähennyspyörästöllä - Entisajan yksinkertaista tekniikkaa

Voiman siirtämisessä nopea liike rasittaa rakenteita vähemmän kuin hidas. Tämän oivalsivat jo ensimmäiset traktoreiden suunnittelijat kehittämällä tasauspyörästön ja vetopyörien väliin vähennyspyörästöt.
Avonainen hammaspyörävälitys tai ketjuveto olivat yleisiä toisiovoimansiirtoja ensimmäisissä traktoreissa. Hart-Parr 40 -preeriavetäjä on ratasvetoinen, International Titan 10-20 puolestaan liikkuu rullaketjujen avulla. Avonaisista voimansiirroista luovuttiin viimeistään 30-luvulla, mutta menetelmiä ei unohdettu. Samanlaista Hart-Parrin hammaspyöräsysteemiä, mutta suljettuna, on käytetty monessa puimurissa. Vanhoissa Massey-Harris-puimureissa oli puolestaan ketjuveto – ja aivan yhtä avonaisena kuin Titanissa.

Suurin osa ensimmäisistä traktoreista oli preeriavetäjiä, joissa oli hyvin hidaskierroksiset moottorit, tyypillinen huippukierrosluku oli 500 rpm. Kytkinakseli pyöri verkkaisesti, ja kun avonaisessa vaihteistossa oli tilaa isoillekin rattaille, saatiin nopeus riittävän pieneksi. Hevosen kyntönopeus oli virallisesti 3,6 km/h ja sama vauhti katsottiin sopivaksi traktorillekin. Oikein suuressa preeriakoneessa oli 60 hevosvoimaa, mikä ei kuulosta paljolle, mutta jopa 40-litraisissa moottoreissa oli valtavasti vääntöä.

Itse traktori painoi päälle 10 tonnia ja kun se veti 10- tai jopa 12-siipisiä auroja, kasvoivat hitaasti pyörivässä vaihteiston pääakselissa momentit niin suuriksi, että tasauspyörästöt ja vetoakselit eivät sellaista rasitusta kestäneet. Niinpä jo ensimmäisissä traktoreissa keksittiin alentaa nopeuksia vetopyörien tuntumaan asennetuilla vähennyspyörästöillä. Nopeammin pyörivät pääakseli, tasauspyörästö ja vetoakselit alkoivat tällä keinolla kestää huomattavasti aiempaa paremmin, ja koko voimansiirtolinjasta voitiin tehdä kevyempi.

Avorattaista öljykylpyyn

Alussa vähennyspyörästöt olivat avonaisia. Yleensä tasauspyörästöltä tulleiden akseleiden päissä oli pienet rattaat, jotka olivat kosketuksessa vetopyörien sisäkehällä olleisiin hammastuksiin. Tällä menetelmällä saatiin hyvin tehokas nopeuden pudotus, suhde 6:1 oli helposti saavutettavissa. Varjopuolena oli avorattaiden nopea kuluminen etenkin hiekkamaassa. Ketjuvetoakin käytettiin, mutta se vaati paljon enemmän huolenpitoa ja oli vähintään yhtä altis ulkoisille uhkille kuin ratasvetokin.

Erilaisia vaihteistojen ja vähennyspyörästöjen yhdistelmiä oli 1910-luvun puolivälissä lähes yhtä monenlaisia kuin traktoreitakin. Ensimmäisen askeleen kestävämpään tekniikkaan ottivat vuosikymmenen loppupuolella Wallis ja Fordson, joissa oli jo kokonaan öljykylpyiset voimansiirrot.

Wallis käytti vähennyspyörästönä sisäpuolista lieriöhammaspyörävälitystä, joka oli tuolloin uusinta uutta. Sama systeemi oli hyvin yleinen 80-luvulle asti, joistakin merkeistä sitä löytyy vieläkin. Fordsonin ruuviperä oli halvempi, mutta tehohävikki oli huomattava. Myöhemmin yleistyneiden voimanottoakseleiden sijoitus tuotti ruuviperätraktorissa hankaluuksia, peräkotelon keskilinja kun oli varattu ruuville ja niin sanotulle matopyörälle. Yleisimmistä merkeistä Fordson luopui ruuviperästä viimeisenä, sisäpuoliseen hammaspyörävälitykseen siirryttiin v.1945 esitellyn Mörkö-Majurin myötä.

Portaaleja ja planeettoja

Kumpikin edellä kuvattu järjestelmä oli toimiva, mutta traktorin maavaran kasvattaminen onnistui vain pyöriä suurentamalla, mikä edellytti muutoksia voimansiirtoon, jos nopeudet haluttiin pitää ennallaan. Tähän ongelmaan oli ratkaisuna ulkopuolinen vähennyspyörästö, eli portaali, joita alettiin soveltaa 20-luvulta lähtien riviviljelytraktoreihin, tunnetuin merkki oli IH-Farmall. Portaali oli joissakin merkeissä säädöiltään monipuolinen – suuntaamalla pyörästöt alaspäin, saatiin runsaasti maavaraa, taakse käännetyt portaalit madalsivat painopistettä ja kasvattivat akseliväliä. Tämäkin järjestelmä oli yleisessä käytössä vielä 80-luvulla, eikä niiden tekemistä ole vieläkään lopetettu.

Juuri ennen sotia valmistuneessa pienessä Ford-Fergusonissa ei ollut minkäänlaisia vähennyspyörästöjä, vaan takapyörät olivat suoraan tasauspyörästön akseleiden päissä. Näin voimansiirtolinja saatiin yhtä lyhyeksi kuin muinoisissa ruuviperä-traktoreissa, pieni teho ja vähäinen omapaino mahdollistivat tämän yksinkertaistetun systeemin. Sama menetelmä oli käytössä Fergusonissa ja Amerikan Fordeissa, sekä edelleen MF35- ja 135-malleissa, samoin Ford 2000- ja 3000-traktoreissa. Kestävyysongelmia ei ollut, mutta vähennyspyörästön puuttuminen pienensi jarrutustehoa.

Suurempiin traktoreihin tällainen järjestelmä ei soveltunut, jarruongelmien lisäksi kestävyyskin olisi ollut kyseenalainen. Systeemistä saatiin toimiva, kun tasauspyörästön ja vetopyörien väliin lisättiin märät levyjarrut ja ulommaisiksi planeettapyörästöt, joiden myötä akselit alkoivat kestää ja jarrut toimia tehokkaammin. Planeetta-tyypin vähennyspyörästöt yleistyivät 60-luvun puolivälissä ja oletettavasti niiden historia tulee jatkumaan vielä pitkään.

Kiinnostuitko aiheista?