català
Entre el volant del motor dièsel d'un camió i la dispersió de cautxú desgastat a la superfície de la carretera, hi ha una llarga línia de components per transferir, redirigir, distribuir i multiplicar el parell que dóna vida a un camió.
La part central d'aquest procés és la transmissió. Tenint en compte el rang de revolucions relativament limitat d'un gran dièsel i l'ampli ventall contrastant de velocitats que requereixen la majoria de les aplicacions, la funció principal d'una transmissió és mantenir el motor funcionant amb la màxima eficiència durant el major temps possible.
Però la tecnologia que sustenta les transmissions varia àmpliament, amb diferents tecnologies atractives per a diferents segments del mercat.
Com sempre, la tradició i l'experiència tenen un paper clau en l'elecció del client i ara, més que mai, les consideracions del conductor tenen un gran impacte en l'especificació escollida. Per exemple, un operador que té problemes per trobar conductors amb experiència i competents en el maneig de la venerable i generalment a prova de bales Eaton Roadranger de 18 velocitats de malla constant optarà per alguna cosa que no requereixi un pedal d'embragatge.
La següent decisió serà triar entre un manual automatitzat, que encara té un embragatge i una placa de pressió i, per tant, superfícies de fricció usables, o una transmissió totalment automàtica que utilitza un acoblament de fluids o un convertidor de parell.
Aquí teniu un cop d'ull als tipus de transmissions disponibles actualment...
>> MANUAL DE SINCRÒMES
La majoria dels fabricants construeixen les seves pròpies transmissions en aquesta categoria. La tecnologia està provada, s'exporta fàcilment a través de les fronteres corporatives i geogràfiques, i requereix la menor quantitat de formació de conductors per la menor quantitat de diners. No és fàcil, però, ajustar o modificar les proporcions per adaptar-se a la tasca. El fabricant tendeix a solucionar-ho amb una sèrie de suposicions sobre com s'utilitzarà el model de camió en particular. L'ús de la sincronització per fer que la caixa de canvis engrani els engranatges redueix la capacitat de parell d'aquestes caixes de canvis, de manera que el rang de pes d'una caixa de sincronització generalment no supera el servei mitjà.
>> MANUAL DE MALLA CONSTANT
De totes les transmissions, aquesta és la més difícil de dominar. Està dissenyat tenint en compte les condicions extremes i de parell elevat, i segueix sent l'element bàsic a Austràlia per a trens de carretera i altres aplicacions de llarga distància multicombinació. Eaton és el proveïdor escollit en aquesta categoria, i la palanca de canvis de 18 velocitats de patró H ampliat amb botons de canvi directe/sobremarça i de canvi de rang està marcada per la consciència de milers de conductors de camions a tot el país. Un bon operador pot mantenir el parell elevat, així com qualsevol manual automatitzat, però és una habilitat que pot requerir molta pràctica (de vegades cara).
>> MANUAL AUTOMATITZAT (AMB O SENSE PEDAL D'EMBRAGATGE)
Scania solia oferir el seu manual automatitzat en configuracions de dos o tres pedals. No tinc ni idea de per què. Si vas a aconseguir un ordinador per gestionar l'embragatge, per què no deixar que faci la seva feina de principi a fi? Però em van dir que a algunes flotes els agrada que els seus conductors utilitzin l'embragatge per arrencar i sembla que és més popular en equips professionals.
L'AMT en si és ara un sistema provat, però hi ha una gran diferència en la velocitat del canvi. Un AMT japonès que la fàbrica insisteix a construir-se és tan lent entre marxes que probablement podeu fer un cafè mentre esteu esperant. Un dels suecs és molt bo en això i els canvis ràpids mantenen les interrupcions de parell al mínim.
Fuso té un gir en el tema: el seu Duonic AMT té embragatges dobles, de manera que la caixa preselecciona la següent marxa a mesura que acceleres. En el meu primer viatge em vaig enganxar a menys de 100 metres. Hi ha hagut alguns problemes de fiabilitat que ha tractat la fàbrica, però es tracta principalment d'una caixa lleugera per al Canter. Encara no el podeu obtenir en els models mitjans o pesats.
Tècnicament, un AMT és una caixa de canvis de malla constant de varietat de jardí amb un sistema d'embragatge automatitzat cargolat i connectat. Això aporta una fiabilitat establerta i una facilitat de manteniment, sempre que tingueu el diagnòstic endollable per a la gestió de canvis. Però també vol dir que amb les millors versions (d'Europa i dels EUA, és a dir), podeu personalitzar el patró de canvi, el rang de revolucions i el temps de marxa per adaptar-se a l'aplicació.
Com a exemple, en la meva primera unitat d'un Hino 700 amb el ZF AMT, va quedar clar immediatament que ningú havia mirat de prop les característiques del motor. Va reactivar els seus fruits secs, així que vaig canviar al mode manual, vaig baixar el gran motor Hino a 1050 rpm abans de canviar-lo, vaig utilitzar molt menys combustible i vaig gaudir d'una conducció més silenciosa. Tornant al mont Ousley, al nord de Wollongong, no vaig anar més lent que els camions que depenien de l'ordinador.
>> TOTALMENT AUTOMÀTIC
La meva prova de camions preferida es va dur a terme als EUA fa uns quants anys. En una pista de prova tancada, es van enganxar dos camions idèntics a remolcs amb el mateix pes. Un tenia una caixa automàtica Allison i l'altre un manual Eaton Roadranger de 18 velocitats.
El camió era conduït per un estudiant universitari i el manual per un conductor professional. La cursa d'arrossegament per un turó costerut va veure que l'estudiant va guanyar amb bon gust. Aleshores, després de la cursa, es va revelar que l'estudiant tenia 75 cavalls menys!
Va ser una il·lustració perfecta de la diferència que fa un parell ininterromput, i només ho podeu aconseguir amb una transmissió totalment automàtica. La caixa d'Allison utilitza la velocitat de la carretera, el parell que s'utilitza, la velocitat d'acceleració i l'angle d'inclinació per calcular el pes brut de la plataforma. A continuació, gestiona el mapeig de torns en conseqüència.
La caixa també ofereix una tracció òptima en condicions fora de carretera. De moment, no es veuen automàtiques completes a les aplicacions de trens per carretera interestatals ni a les carreteres. Hi ha alguns desenvolupaments en procés, però no aguanteu la respiració.
Els bolquets, els agitadors i bombes de formigó, els camions de residus i les unitats de lliurament de metro són on trobareu l'ús més estès d'automòbils complets, en alguns casos a causa de l'elevada taxa de rotació del conductor i l'oportunitat d'eliminar els costosos i regulars reemplaçaments d'embragatge.
>> MANUAL AUTOMATITZAT HÍBRID AMB CONVERTIDOR DE PAR
Mercedes-Benz té una corda única a l'arc a l'arena de la transmissió. L'Actros SLT és un camió ultra-pesat amb un perfil Actros i un interior Actros, però un nou conjunt de roba interior. La conducció del SLT passa pel Powershift AMT, però només després de passar primer per un convertidor de parell.
Els avantatges són més rellevants per al paper de transport pesat que qualsevol altre, on el pes extrem comença a provar fins i tot la millor línia de transmissió. En els AMT convencionals, quan seleccioneu la conducció, la marxa d'arrencada s'enganxa i fins i tot sense cap accelerador, us moureu cap endavant mentre el sistema enganxa l'embragatge. Però premeu el botó D del SLT i encara no aniràs enlloc. Ha enganxat l'engranatge, però el convertidor de parell no està convertint cap parell.
Només quan premeu l'accelerador, el convertidor de parell processa la potència a la transmissió. Així, l'embragatge està totalment enganxat i l'acoblament de fluid s'encarrega de tot el lliscament. És una solució pesada perquè efectivament teniu dues transmissions en línia, però per a una tasca pesada, el pes de tara no és el criteri clau. Els SLT s'utilitzen a tot el món a les flotes de transport pesat dels grups de transport més grans.
FABRICANTS ESPECIALITZATS
A part de les fàbriques que dissenyen i construeixen les seves pròpies transmissions, hi ha fabricants especialitzats de caixes de canvis que subministren els seus productes a la fàbrica i després de la venda inicial.
>> EATON
La transmissió manual Roadranger dura com les ungles és coneguda com la transmissió preferida per a moltes flotes encara. Però Eaton no podia ignorar la tendència de tota la indústria per alleujar el conductor d'haver d'utilitzar un embragatge i, per tant, es van introduir Ultrashift i UltraShift Plus. Bàsicament es tracta d'un Roadranger amb un embragatge hidràulic que es gestiona electrònicament, de manera que el cost de desenvolupament ha estat principalment la intel·ligència. Tot i així, després de marxar, els hotshots passaran d'un gateig a un creuer per carretera sense tocar l'embragatge de totes maneres.
>> ZF
Aquesta empresa alemanya fa la majoria de tipus i configuracions de caixes de canvi i eixos, i és la més popular entre els constructors europeus. Ara comercialitza un automàtic complet per competir amb Allison i també gaudeix d'un suport ampli de les forces militars de l'OTAN en els seus requisits de subministrament i transport de tropes lleugers.
El seu disseny modular TraXon és pioner. Bàsicament es tracta d'un conjunt d'engranatges amb mòduls d'embragatge, doble embragatge, híbrids o convertidors de parell al davant. L'aplicació determinarà quin sistema s'adapta millor, però amb el nucli comú, els costos es redueixen.
>> AISIN
Propietat del grup Toyota, l'empresa construeix transmissions manuals i automàtiques per a empreses del grup i no del grup, i també subministra algunes companyies automobilístiques europees. Curiosament, encara podeu comprar un camió Hino amb una transmissió Allison, de manera que l'Aisin encara no cobreix tots els usos potencials de la gamma de camions del constructor.
>> ALLISON
Va ser l'exèrcit el que va iniciar el desenvolupament de la transmissió Allison, tot i que la companyia també ha dissenyat i construït motors aerodinàmics. De fet, la meva primera introducció a Allison requeria taps per a les orelles. El crit de quatre turbohélices Allison udolant al voltant de la bodega d'un RAAF C130 Hercules és un so gravat permanentment a la meva memòria de l'Army Air Dispatch.
Boral té una raó de dues paraules per marcar la casella d'opció Allison quan demaneu camions nous de formigó o grava: "temps d'inactivitat zero". L'empresa subministra automòbils pesats a empreses d'equips de construcció i a l'exèrcit nord-americà, també proporciona unitats d'accionament per a algunes aplicacions marines.
El cap de vendes d'Allison per a Austràlia és Robert Cavagnino, un cap de l'equip de dragsters de Top Fuel en el seu temps lliure. Entre el crepitjo de motors nitro a l'última reunió de WA, em va parlar de l'augment de l'acceptació d'automòbils entre els fabricants, impulsat en gran part per la demanda dels clients.
Un punt clau és que la tendència ha passat d'una de necessitat a causa de les limitacions del conductor, a una d'eficiència a causa de la forma en què la caixa automàtica maximitza les característiques de rendiment del motor.
"És per això que hi ha un problema en desenvolupament amb els AMT", va dir.
"Els motors europeus en particular són de sis cilindres de baixes revolucions i parell elevat que realment requereixen un convertidor de parell per produir el millor rendiment".
EN EL CAMÍ
Hi ha coses a l'horitzó que ampliaran la diversificació de la tecnologia de transmissió als camions de les carreteres australianes. Tant Allison com ZF s'apunten a operadors de llarga distància amb característiques que agradaran a aquestes aplicacions.
La transmissió automàtica de 10 velocitats de doble contraarbre TC10 d'Allison és prou flexible per als cicles de treball del motor principal tant a la ciutat com a l'autopista i proporciona una arquitectura combinada amb canvis de potència total, un convertidor de parell i un disseny de caixa de canvis de doble contraarbre.
La companyia ha operat una flota d'usuaris de proves que han aconseguit una millora mitjana de l'economia de combustible del cinc per cent amb el TC10 en comparació amb els seus models manuals i manuals automatitzats actuals.
La caixa de canvis té una potència de fins a 600 CV i 2305 Nm de parell amb 10 velocitats d'avançament i dues de marxa enrere. Ve equipat amb la nova generació de controls electrònics d'Allison, que proporcionen pronòstics per eliminar els canvis innecessaris d'oli i filtres, i una funcionalitat millorada del selector de canvis.
L'empenta per a la innovació està portant el desenvolupament de la transmissió a nous camps. Per exemple, ZF ha desenvolupat un paquet Innovation Truck que inclou un motor elèctric de 120 kW integrat directament a la carcassa de la campana de la transmissió de 12 velocitats.
No només funciona com un retardador que recupera energia, sinó que té un truc elegant a la màniga quan es combina amb servos de direcció, un programa de programari molt complex i una tauleta d'ordinador. En resum, el conductor arriba al dipòsit i s'atura a prop del moll de càrrega, baixa del camió, lliura la tauleta al personal del moll de càrrega i es dirigeix a l'interior per dormir.
Aleshores, la gent del dipòsit utilitza la tauleta per revertir el camió cap a la badia sense utilitzar el motor. El motor elèctric gestiona la maniobra mentre que el motor dièsel també fa una migdiada i el programari gestiona la direcció.
El sistema es demostra en un DAF XF tirant d'un semi amb un remolc de porcs darrere (vegeu la imatge principal). La doble articulació sembla que no suposa cap problema per a l'operador, que dirigeix el camió amb un dit arrossegant el gràfic del tràiler de la tauleta fins a la posició requerida. Puc pensar en uns quants controladors B-doble que necessiten un sistema com aquest...
LA GRAN PREGUNTA: AUTOMÀTICA O MANUAL?
La pregunta més important només es pot respondre mitjançant un examen atent de l'aplicació i l'ús del controlador. Un manual, tant si l'embragatge l'acciona el conductor com un ordinador, té limitacions que es veuen magnificades per la tendència imparable en el disseny i les característiques del motor.
En termes senzills, sembla que les ones de parell, que s'assemblen més a polsos quan es redueixen el nombre de cilindres i es redueixen les revolucions, poden establir pujades dins de les transmissions que s'amplien al llarg de la línia de transmissió quan està connectada per un acoblament dur, com un embragatge. Pot provocar que l'ECM interpreti aquests polsos com a entrada del conductor des de l'accelerador, fent que el motor caci, fins i tot en mode de creuer.
Un fabricant de primer nivell, amb probablement el millor AMT del mercat pel que fa a la usabilitat, està mirant seriosament l'automàtica completa ara mateix a causa de les càrregues massives de parell que passen pels seus propis AMT.
Un altre cas concret és un gran suec, el capçal del qual V8 de 3500 Nm té el parell limitat a 200 Nm de la primera a la novena marxa. Desenvolupar la caixa AMT per gestionar aquest tipus de parell a les engranatges inferiors seria un esforç d'enginyeria massiu. Així, tot i que pagueu l'extra per la gran xifra de parell, només ho teniu a partir de la 10a marxa. Això significa que un operador de transport pesat no obté la qualificació màxima quan més ho necessita, per exemple, mentre maniobra l'estrany Manly Ferry al voltant d'una zona industrial.
En última instància, la multiplicació del parell es fa mitjançant un conjunt d'engranatges als AMT, però per un acoblament fluid a l'automòbil, reduint dràsticament el desgast del tren d'engranatges.
L'electrònica d'un AMT només pot fer tant, ja que quan l'engranatge està enganxat és un acoblament dur. Per tant, és el punt de canvi el que centra l'ECM. Però un automòbil pot controlar el pas del parell mentre un engranatge funciona, augmentant el parell quan es requereix, de vegades sense canviar de marxa, així com mantenir el parell constant, fins i tot durant un canvi de marxa.
És probable que el treball interestatal sigui l'últim bastió de les transmissions manuals o AMT. Amb una freqüència relativament baixa de canvis, l'acoblament dur no perd res en eficiència per a l'automòbil. L'estalvi de combustible del parell constant en l'acceleració és minúscul quan un camió finalment arriba a l'autopista i està navegant amb al voltant del 30% del parell disponible durant un dia o dos.
Com sempre, feu les vostres sumes i compreu el cost de tota la vida. Pot significar la diferència entre un benefici saludable o una pèrdua paralizant.