الميزة التقنية: ناقل الحركة بالشاحنات

الميزة التقنية: ناقل الحركة بالشاحنات

يشرح ديفيد ميريديث إيجابيات وسلبيات ناقلات الحركة الحديثة - والمعقدة والذكية بشكل متزايد -...

بين دولاب الموازنة في محرك الديزل للشاحنة وتناثر المطاط البالي على سطح الطريق، هناك خط طويل من المكونات لنقل وإعادة توجيه وتوزيع ومضاعفة عزم الدوران الذي يمنح الشاحنة عمرها الافتراضي.

المركزي لهذه العملية هو الإرسال. نظرًا لنطاق الدورات المحدود نسبيًا لمحرك الديزل الكبير، والنطاق الواسع المتناقض من السرعات التي تتطلبها معظم التطبيقات، فإن الوظيفة الأساسية لناقل الحركة هي الحفاظ على عمل المحرك بأقصى كفاءة لأطول فترة ممكنة.

لكن التكنولوجيا التي تقوم عليها عمليات النقل تختلف على نطاق واسع، حيث تجذب التقنيات المختلفة شرائح مختلفة من السوق.

كما هو الحال دائمًا، تلعب التقاليد والخبرة أدوارًا رئيسية في اختيار العملاء، والآن، أكثر من أي وقت مضى، تؤثر اعتبارات السائق بشكل كبير على المواصفات المختارة. على سبيل المثال، المشغل الذي يواجه صعوبة في العثور على سائقين يتمتعون بالخبرة والكفاءة في التعامل مع علبة التروس الشبكية الثابتة ذات الـ 18 سرعة من Eaton Roadranger الموقرة والمضادة للرصاص بشكل عام، سيختار شيئًا لا يتطلب دواسة القابض.

سيكون القرار التالي هو الاختيار بين ناقل حركة أوتوماتيكي، والذي لا يزال يحتوي على قابض ولوحة ضغط وبالتالي أسطح احتكاك يمكن ارتداؤها، أو ناقل حركة أوتوماتيكي بالكامل يستخدم اقتران السوائل أو محول عزم الدوران.

فيما يلي نظرة سريعة على أنواع عمليات النقل المتوفرة حاليًا...

>> دليل التزامن
تقوم معظم الشركات المصنعة ببناء ناقل الحركة الخاص بها في هذه الفئة. لقد أثبتت هذه التكنولوجيا نجاحها، ويمكن تصديرها بسهولة عبر الحدود المؤسسية والجغرافية، وتتطلب أقل قدر من تدريب السائقين مقابل أقل قدر من المال. ومع ذلك، ليس من السهل ضبط أو تعديل النسب لتناسب المهمة. تميل الشركة المصنعة إلى إصلاح ذلك من خلال سلسلة من الافتراضات حول كيفية استخدام طراز الشاحنة المعين. إن استخدام التزامن لجعل علبة التروس تتشابك مع التروس يقلل من قدرة عزم الدوران لعلب التروس هذه، وبالتالي فإن نطاق الوزن لصندوق التزامن لا يتجاوز عمومًا الخدمة المتوسطة.

>> دليل شبكي ثابت
من بين جميع عمليات الإرسال، يعد هذا هو الأصعب في إتقانه. لقد تم تصميمه مع وضع عزم الدوران العالي والظروف القاسية في الاعتبار، ولا يزال العنصر الأساسي في أستراليا لقطارات الطرق وغيرها من تطبيقات المسافات الطويلة متعددة المجموعات. إيتون هي المزود المفضل في هذه الفئة، وذراع ناقل الحركة الممتد ذو الـ 18 سرعة على شكل حرف H مع أزرار الدفع المباشر/زيادة السرعة وأزرار تغيير النطاق هو علامة تجارية في وعي الآلاف من سائقي الشاحنات في جميع أنحاء البلاد. يمكن للمشغل الجيد الحفاظ على عزم الدوران مرتفعًا مثل أي دليل آلي، ولكنها مهارة يمكن أن تتطلب الكثير من الممارسة (باهظة الثمن في بعض الأحيان).

>> دليل تلقائي (مع أو بدون دواسة القابض)
اعتادت سكانيا على تقديم دليلها الآلي إما في إعدادات ذات دواستين أو ثلاث دواسات. ليس لدي أي فكرة عن السبب. إذا كنت ستحصل على جهاز كمبيوتر لإدارة القابض، فلماذا لا تدعه يقوم بعمله من البداية إلى النهاية؟ ولكن قيل لي أن بعض الأساطيل ترغب في أن يستخدم سائقوها القابض لبدء التشغيل، ويبدو أنه الأكثر شيوعًا في منصات الحفر المهنية.

أصبح AMT نفسه الآن نظامًا مثبتًا ولكن هناك فرقًا كبيرًا في سرعة التغيير. إحدى آلات AMT اليابانية التي يصر المصنع على بنائها بنفسها، تكون بطيئة للغاية بين التروس، لدرجة أنه يمكنك على الأرجح إعداد القهوة أثناء انتظارك. أحد السويديين جيد جدًا في هذا الأمر والتغييرات السريعة تقلل من انقطاع عزم الدوران إلى الحد الأدنى.

تتميز Fuso بتطور في الموضوع - حيث تحتوي سيارة Duonic AMT على قوابض مزدوجة، لذلك يقوم الصندوق باختيار الترس التالي مسبقًا أثناء التسارع. في قيادتي الأولى، كنت مدمن مخدرات على مسافة 100 متر. كانت هناك بعض مشكلات الموثوقية التي تعامل معها المصنع، ولكنها في الأساس عبارة عن صندوق خفيف للخدمة في كانتر. لا يمكنك الحصول عليه في النماذج المتوسطة أو الثقيلة حتى الآن.

من الناحية الفنية، فإن AMT عبارة عن علبة تروس ذات شبكة ثابتة متنوعة في الحديقة مع نظام قابض آلي مثبت بمسامير وموصول بالكهرباء. وهذا يوفر الموثوقية الراسخة وسهولة الخدمة، طالما أن لديك تشخيصات المكونات الإضافية لإدارة التغيير. ولكن هذا يعني أيضًا أنه مع أفضل الإصدارات (من أوروبا والولايات المتحدة)، يمكنك تخصيص نمط النقل ونطاق دورات المحرك ووقت الترس ليناسب التطبيق.

على سبيل المثال، في قيادتي الأولى لسيارة هينو 700 مع ZF AMT، كان من الواضح على الفور أنه لم يقم أحد بفحص خصائص المحرك عن كثب. لقد زادت سرعتها، لذلك قمت بالتبديل إلى الوضع اليدوي، وخفضت سرعة محرك هينو الكبير إلى 1050 دورة في الدقيقة قبل تغييره، واستخدمت وقودًا أقل بكثير واستمتعت بقيادة أكثر هدوءًا. عند عودتي إلى جبل أوسلي، شمال ولونجونج مباشرة، لم أكن أبطأ من الشاحنات التي تعتمد على الكمبيوتر.

>> أوتوماتيكية بالكامل
تم إجراء اختبار الشاحنة المفضل لدي في الولايات المتحدة منذ عدة سنوات. على مسار اختبار مغلق، تم ربط شاحنتين متماثلتين بمقطورات بنفس الأوزان. كان أحدهما يحتوي على صندوق سيارات أليسون والآخر يحتوي على دليل إيتون رودنجر 18 سرعة.

كان يقود الشاحنة الآلية طالب جامعي والدليل سائق محترف. شهد سباق السحب أعلى تلة شديدة الانحدار فوز الطالب بشكل رائع. وبعد السباق تبين أن قوة الطالب أقل بـ 75 حصاناً!

لقد كان مثالاً مثاليًا للفرق الذي يحدثه عزم الدوران المتواصل، ولا يمكنك الحصول على ذلك إلا من خلال ناقل حركة أوتوماتيكي بالكامل. يستخدم صندوق أليسون سرعة الطريق وعزم الدوران المستخدم ومعدل التسارع وزاوية الميل لحساب الوزن الإجمالي للجهاز. ثم يقوم بإدارة تعيين التحول وفقًا لذلك.

يوفر الصندوق أيضًا الجر الأمثل في ظروف الطرق الوعرة. في الوقت الحالي، لا يتم رؤية التشغيل الآلي الكامل في تطبيقات قطارات الطرق بين الولايات أو على الطرق السريعة. هناك بعض التطورات قيد التنفيذ، لكن لا تحبس أنفاسك.

القلابات، ومحركات خلط الخرسانة والمضخات، وشاحنات النفايات ووحدات توصيل المترو هي المكان الذي ستجد فيه الاستخدام الأكثر انتشارًا للسيارات الكاملة، في بعض الحالات بسبب ارتفاع معدل دوران السائقين وفرصة التخلص من عمليات استبدال القابض الباهظة الثمن والمنتظمة.

>> دليل أوتوماتيكي هجين مع محول عزم الدوران
تتمتع مرسيدس-بنز بسلسلة فريدة من نوعها في قوسها في ساحة نقل الحركة. إن Actros SLT عبارة عن شاحنة شديدة التحمل ذات شكل أكتروس وتصميم داخلي أكتروس ولكنها تحتوي على مجموعة جديدة من الملابس الداخلية. تمر القيادة على SLT عبر Powershift AMT ولكن فقط بعد المرور عبر محول عزم الدوران أولاً.

تعتبر الفوائد أكثر صلة بدور النقل الثقيل من أي دور آخر، حيث يبدأ الوقوف ذو الوزن الزائد باختبار أفضل مجموعة نقل الحركة. في سيارات AMT التقليدية، عندما تختار القيادة، يتم تعشيق ترس البداية، وحتى بدون أي دواسة الوقود، سوف تزحف للأمام بينما يقوم النظام بتعشيق القابض. لكن اضغط على الزر D الموجود في SLT ولن تتمكن من الذهاب إلى أي مكان. لقد تم تعشيق الترس لكن محول عزم الدوران لا يحول أي عزم دوران.

فقط عندما تضغط على دواسة الوقود، يقوم محول عزم الدوران بمعالجة الطاقة في ناقل الحركة. لذلك يتم تعشيق القابض بالكامل وتتعامل أداة توصيل السوائل مع كل الانزلاق. إنه حل ثقيل لأن لديك فعليًا ناقلي حركة في الخط، ولكن الوزن الفارغ للمهمة الثقيلة ليس هو المعيار الأساسي. يتم استخدام SLTs في جميع أنحاء العالم في أساطيل النقل الثقيل لأكبر مجموعات النقل.

نقل المركبات التجارية

المصنعين المتخصصين
بصرف النظر عن المصانع التي تصمم وتصنع ناقل الحركة الخاص بها، هناك شركات تصنيع علب تروس متخصصة تقوم بتوريد منتجاتها في المصنع وبعد البيع الأولي.

>> إيتون
يشتهر ناقل الحركة اليدوي Roadranger بأنه ناقل الحركة المفضل للعديد من الأساطيل. لكن إيتون لم يستطع تجاهل الاتجاه السائد على مستوى الصناعة نحو إعفاء السائق من الاضطرار إلى استخدام القابض، ولذلك تم تقديم Ultrashift وUltraShift Plus. إنها في الأساس سيارة Roadranger مزودة بقابض هيدروليكي يتم إدارته إلكترونيًا، لذا فإن تكلفة التطوير كانت في الأساس هي الذكاء. ومع ذلك، بعد الانطلاق، ستنتقل اللقطات الساخنة من الزحف إلى السير على الطريق السريع دون لمس القابض على أي حال.

>> زف
تقوم هذه الشركة الألمانية بتصنيع معظم أنواع وتكوينات علب التروس والمحاور، وهي الأكثر شعبية بين شركات البناء الأوروبية. وتقوم الآن بتسويق ناقلة أوتوماتيكية بالكامل للتنافس مع أليسون، وتتمتع أيضًا بدعم واسع النطاق من القوات العسكرية لحلف شمال الأطلسي في متطلبات الإمداد ونقل القوات الخفيفة.

يعتبر تصميم وحدات TraXon رائدًا. إنها في الأساس مجموعة من التروس مع وحدات القابض أو القابض المزدوج أو الهجين أو محول عزم الدوران في المقدمة. سيحدد التطبيق النظام الذي يناسبك بشكل أفضل، ولكن مع الجوهر المشترك، يتم تقليل التكاليف.

>> آيسين
وتقوم الشركة، المملوكة لمجموعة تويوتا، ببناء ناقلات الحركة اليدوية والسيارات لشركات المجموعة وغير المجموعة، كما تقوم بتزويد بعض شركات السيارات الأوروبية أيضًا. ومن المثير للاهتمام، أنه لا يزال بإمكانك شراء شاحنة هينو مزودة بناقل الحركة Allison، وبالتالي فإن Aisin لا تغطي بعد جميع الاستخدامات المحتملة لمجموعة شاحنات البناء.

>> أليسون
لقد كان الجيش هو الذي بدأ تطوير ناقل الحركة أليسون، على الرغم من أن الشركة قامت بتصميم وبناء محركات هوائية أيضًا. في الواقع، أول تعريف لي بأليسون كان يتطلب سدادات الأذن. إن صرخة أربعة محركات توربينية من طراز أليسون وهي تعوي حول عنبر الشحن لطائرة RAAF C130 Hercules هي صوت محفور بشكل دائم في ذاكرة Army Air Dispatch.

لدى بورال سبب من كلمتين لوضع علامة في مربع خيار أليسون عند طلب شاحنات جديدة للخرسانة أو الحصى - "صفر توقف عن العمل". وتقوم الشركة بتوريد السيارات الثقيلة لشركات معدات البناء والجيش الأمريكي، كما توفر وحدات القيادة لبعض التطبيقات البحرية.

رئيس مبيعات أليسون في أستراليا هو روبرت كافاجنينو، رئيس فريق توب فيول دراغستر في وقت فراغه. بين أصوات محركات النيترو المذهلة في اجتماع غرب أستراليا الأخير، أخبرني عن الزيادة في الإقبال على صناعة السيارات بين الشركات المصنعة، مدفوعًا إلى حد كبير بطلب العملاء.

النقطة الأساسية هي أن الاتجاه قد تطور الآن من اتجاه الضرورة بسبب القيود المفروضة على السائق، إلى اتجاه الكفاءة بسبب الطريقة التي يعمل بها صندوق السيارة على زيادة خصائص أداء المحرك.

وقال "لهذا السبب توجد مشكلة متنامية مع AMTs".

"المحركات الأوروبية على وجه الخصوص هي عبارة عن محركات ذات ست أسطوانات ذات دوران منخفض وعزم دوران مرتفع وتتطلب حقًا محول عزم الدوران لإنتاج أفضل أداء."

على الطريق
هناك أشياء تلوح في الأفق من شأنها توسيع نطاق تنويع تكنولوجيا النقل في الشاحنات على الطرق الأسترالية. تستهدف كل من Allison وZF مشغلي المسافات الطويلة بميزات ستروق لهذه التطبيقات.

يتميز ناقل الحركة الأوتوماتيكي ذو 10 سرعات بعمود مناولة مزدوج من Allison's TC10 بالمرونة الكافية لدورات عمل المحرك الرئيسي في المدينة والطرق السريعة ويوفر بنية مختلطة مع تحولات طاقة كاملة ومحول عزم الدوران وتصميم علبة تروس مزدوجة العمود.

قامت الشركة بتشغيل أسطول من مستخدمي الاختبار الذين حققوا تحسنًا في الاقتصاد في استهلاك الوقود بنسبة 5 بالمائة في المتوسط ​​باستخدام TC10 مقارنة بنماذجهم اليدوية والآلية الحالية.

تم تصنيف علبة التروس بما يصل إلى 600 حصان و 2305 نيوتن متر من عزم الدوران مع 10 سرعات أمامية وسرعتين خلفيتين. يأتي مزودًا بأحدث جيل من أدوات التحكم الإلكترونية من Allison، والتي توفر إنذارات للتخلص من تغييرات الزيت والفلتر غير الضرورية، كما تعمل على تحسين وظيفة محدد ناقل الحركة.

إن الدفع نحو الابتكار يأخذ تطوير ناقل الحركة إلى مجالات جديدة. على سبيل المثال، قامت شركة ZF بتطوير حزمة شاحنة مبتكرة تتميز بمحرك كهربائي بقدرة 120 كيلووات مدمج مباشرة في مبيت جرس ناقل الحركة ذو 12 سرعة.

إنه لا يعمل فقط كمثبط يستعيد الطاقة، ولكنه يحتوي على خدعة أنيقة عند دمجه مع أجهزة التوجيه، وبرنامج معقد للغاية وجهاز كمبيوتر لوحي. باختصار، يصل السائق إلى المستودع ويتوقف بالقرب من حجرة التحميل، ويقفز خارج الشاحنة، ويسلم الجهاز اللوحي إلى موظفي حجرة التحميل ويتوجه إلى الداخل ليأخذ غفوته.

يستخدم موظفو المستودع بعد ذلك الجهاز اللوحي لإرجاع الشاحنة إلى الخليج دون استخدام المحرك. يتولى المحرك الكهربائي المناورة بينما يأخذ محرك الديزل قيلولة أيضًا، ويدير البرنامج عملية التوجيه.

تم عرض النظام على سيارة DAF XF وهي تسحب نصف مقطورة مع مقطورة خنازير خلفها (انظر الصورة الرئيسية). يبدو أن المفصلية المزدوجة لا تشكل مشكلة بالنسبة للمشغل، الذي يوجه الشاحنة بإصبع واحد ويسحب رسم المقطورة على الجهاز اللوحي إلى الموضع المطلوب. أستطيع أن أفكر في عدد قليل من السائقين B-double الذين يحتاجون إلى نظام مثل هذا ...

السؤال الكبير: تلقائي أم يدوي؟
لا يمكن الإجابة على السؤال الأكبر إلا من خلال الفحص الدقيق لاستخدام التطبيق وبرامج التشغيل. إن الدليل، سواء تم تشغيل القابض بواسطة السائق أو الكمبيوتر، له حدود يتم تضخيمها من خلال الاتجاه الذي لا يمكن إيقافه في تصميم المحرك وخصائصه.

بعبارات عامة، يبدو أن موجات عزم الدوران، التي تشبه النبضات عندما تقلل عدد الأسطوانات وتقلل عدد الدورات، يمكنها إنشاء زيادات داخل ناقل الحركة الذي يتم تضخيمه على طول خط القيادة عندما يكون متصلاً بواسطة أداة توصيل صلبة، مثل القابض. يمكن أن يؤدي ذلك إلى قيام وحدة التحكم الإلكترونية بتفسير تلك النبضات كمدخل للسائق من دواسة الوقود، مما يتسبب في مطاردة المحرك، حتى في وضع السرعة.

أحد كبار المصنعين، الذي ربما يكون أفضل AMT في السوق فيما يتعلق بقابلية الاستخدام، ينظر بجدية إلى الأتمتة الكاملة في الوقت الحالي بسبب أحمال عزم الدوران الهائلة التي تمر عبر AMTs الخاصة به.

مثال آخر على ذلك هو سيارة سويدية كبيرة الحجم، تمتلك بطانة السقف V8 بقوة 3500 نيوتن متر عزم دوران محدود بمقدار 200 نيوتن متر من السرعة الأولى إلى السرعة التاسعة. إن تطوير صندوق AMT للتعامل مع هذا النوع من عزم الدوران في التروس السفلية سيكون بمثابة جهد هندسي هائل. لذا، على الرغم من أنك تدفع المبلغ الإضافي مقابل عزم الدوران الكبير، إلا أنك ستحصل عليه فقط بدءًا من السرعة العاشرة فصاعدًا. وهذا يعني أن مشغل النقل الثقيل لا يحصل على الحد الأقصى من التقييم عندما يكون في أمس الحاجة إليه - أثناء مناورة Manly Ferry الغريبة حول منطقة صناعية، على سبيل المثال.

في النهاية، يتم مضاعفة عزم الدوران عن طريق مجموعة تروس في AMTs ولكن عن طريق اقتران السوائل في السيارة، مما يقلل من تآكل مجموعة التروس بشكل كبير.

يمكن للإلكترونيات الموجودة في AMT أن تفعل الكثير فقط، كما هو الحال عند تعشيق الترس، يكون اقترانًا صعبًا. لذا فإن نقطة التغيير هي محور ECM. لكن يمكن للسيارة التحكم في مرور عزم الدوران أثناء عمل أحد التروس، مما يؤدي إلى زيادة عزم الدوران عند الحاجة - دون تغيير الترس في بعض الأحيان - بالإضافة إلى الحفاظ على عزم الدوران ثابتًا، حتى أثناء تغيير التروس.

من المرجح أن يكون العمل بين الولايات هو المعقل الأخير لعمليات النقل اليدوية أو AMT. مع تكرار التغييرات المنخفض نسبيًا، لا تفقد أداة التوصيل الصلبة أي شيء من حيث الكفاءة بالنسبة للسيارة. يكون التوفير في الوقود الناتج عن عزم الدوران الثابت عند التسارع ضئيلًا عندما تصل الشاحنة أخيرًا إلى الطريق السريع وتسير مع استخدام حوالي 30 بالمائة من عزم الدوران المتوفر لمدة يوم أو يومين.

كما هو الحال دائمًا، قم بجمع المبالغ الخاصة بك، واشتري بتكلفة الحياة بأكملها. قد يعني ذلك الفرق بين الربح الجيد أو الخسارة الفادحة.

يشارك:
الدردشة