čeština
Mezi setrvačníkem vznětového motoru nákladního automobilu a posypem opotřebované pryže na povrchu vozovky je dlouhá řada komponentů pro přenos, přesměrování, distribuci a znásobení točivého momentu, který dodává nákladnímu automobilu jeho životnost.
Ústředním bodem tohoto procesu je převodovka. Vzhledem k relativně omezenému rozsahu otáček velkého dieselu a kontrastnímu širokému rozsahu otáček, který většina aplikací vyžaduje, je primární funkcí převodovky udržet motor ve funkci maximální účinnosti co nejdéle.
Technologie, na které jsou přenosy založeny, se však značně liší, přičemž různé technologie oslovují různé segmenty trhu.
Jako vždy hrají při výběru zákazníků klíčovou roli tradice a zkušenosti a nyní, více než kdy jindy, mají na zvolenou specifikaci velký vliv ohledy na řidiče. Například operátor, který má problém najít řidiče, kteří jsou zkušení a kompetentní v ovládání úctyhodné a obecně neprůstřelné 18rychlostní převodovky Eaton Roadranger s konstantním záběrem, se rozhodne pro něco, co nevyžaduje spojkový pedál.
Dalším rozhodnutím bude volba mezi automatizovaným manuálem, který má stále spojku a přítlačný kotouč, a tudíž nositelnými třecími plochami, nebo plně automatickou převodovkou, která využívá kapalinovou spojku nebo měnič točivého momentu.
Zde je rychlý pohled na typy přenosů, které jsou aktuálně k dispozici…
>> PŘÍRUČKA SYNCHROMU
Většina výrobců vyrábí v této kategorii vlastní převodovky. Technologie je osvědčená, lze ji snadno exportovat přes korporátní i geografické hranice a vyžaduje minimální množství školení řidičů za nejméně peněz. Není však snadné upravit nebo upravit poměry tak, aby vyhovovaly danému úkolu. Výrobce má tendenci to napravit řadou předpokladů o tom, jak bude konkrétní model nákladního vozidla používán. Použití synchronizace k tomu, aby převodovka zabírala s ozubenými koly, snižuje kapacitu točivého momentu těchto převodovek, takže hmotnostní rozsah synchronizované skříně obecně nepřesahuje střední zatížení.
>> PŘÍRUČKA S KONSTANTNÍ SÍŤOVINOU
Ze všech přenosů je to nejtěžší na zvládnutí. Je navržen s ohledem na vysoký točivý moment, extrémní podmínky a v Austrálii je stále základem pro silniční vlaky a další vícekombinační aplikace na dlouhé vzdálenosti. Společnost Eaton je poskytovatelem výběru v této kategorii a 18stupňová rozšířená řadicí páka ve tvaru H s tlačítky přímého/rychloběhu a změny rozsahu se zapsala do povědomí tisíců řidičů nákladních vozidel po celé zemi. Dobrý operátor dokáže udržet točivý moment nahoře stejně jako jakýkoli automatizovaný manuál, ale je to dovednost, která může vyžadovat spoustu (někdy drahého) cvičení.
>> AUTOMATIZOVANÝ MANUÁL (S PEDÁLEM SPOJKY NEBO BEZ)
Scania dříve nabízela svůj automatizovaný manuál buď se dvěma nebo třemi pedály. Netuším proč. Pokud si chcete pořídit počítač pro správu spojky, proč jej nenechat dělat svou práci od začátku do konce? Ale bylo mi řečeno, že některé flotily chtějí, aby jejich řidiči používali spojku pro startování, a zdá se, že je to nejoblíbenější v profesionálních soupravách.
Samotný AMT je nyní osvědčeným systémem, ale existuje velký rozdíl v rychlosti změny. Jeden japonský AMT, na jehož vybudování továrna trvá, je mezi rychlostními stupni tak pomalý, že si na počkání pravděpodobně uvaříte kávu. Jeden ze Švédů je v tom velmi dobrý a svižné změny udržují výpadky točivého momentu na minimu.
Fuso má zvrat v tématu – jeho Duonic AMT má dvojité spojky, takže „box předvolí další rychlostní stupeň, když zrychlujete. Při mé první jízdě jsem byl zachycen na 100 metrů. Továrna řešila nějaké problémy se spolehlivostí, ale je to hlavně lehká skříň pro Canter. Do středně a těžkých modelů ho zatím neseženete.
Technicky vzato je AMT zahradní převodovka s konstantním záběrem s automatickým spojkovým systémem přišroubovaným a zapojeným. To přináší ověřenou spolehlivost a snadnou údržbu, pokud máte zásuvnou diagnostiku pro řízení změn. Znamená to ale také, že u nejlepších verzí (tedy z Evropy a USA) si můžete přizpůsobit schéma řazení, rozsah otáček a čas řazení tak, aby vyhovovaly dané aplikaci.
Například při mé první jízdě s Hino 700 se ZF AMT bylo okamžitě jasné, že se nikdo podrobně nezabýval charakteristikou motoru. Vytočilo to ořechy, takže jsem přešel do manuálního režimu, před výměnou stáhl velký motor Hino na 1050 ot./min, spotřeboval mnohem méně paliva a užíval si tišší jízdu. Když jsem se vrátil na Mount Ousley, severně od Wollongongu, nebyl jsem pomalejší než náklaďáky, které spoléhaly na počítač.
>> PLNÝ AUTOMAT
Můj oblíbený test kamionu byl proveden v USA před několika lety. Na uzavřené testovací dráze byly za přívěsy se stejnou hmotností zapřaženy dva stejné nákladní vozy. Jeden měl automatickou skříň Allison a druhý 18stupňovou manuální převodovku Eaton Roadranger.
Auto náklaďák řídil vysokoškolák a manuál profesionální řidič. Závod tažení do strmého kopce viděl studenta slušně vyhrát. Po závodě se pak ukázalo, že student má o 75 koní méně!
Byla to dokonalá ilustrace rozdílu, který dělá nepřerušený točivý moment, a toho můžete dosáhnout pouze s plně automatickou převodovkou. Allison's 'box využívá rychlost na silnici, použitý krouticí moment, rychlost zrychlení a úhel sklonu k výpočtu celkové hmotnosti zařízení. Podle toho pak řídí mapování směn.
Box také znamená optimální trakci v terénních podmínkách. V současné době nejsou plně automaty k vidění v aplikacích mezistátních nebo silničních vlaků. Probíhá nějaký vývoj, ale nezadržujte dech.
Sklápěče, míchadla a pumpy betonu, svozové vozy a jednotky metra jsou místa, kde najdete nejrozšířenější použití plných aut, v některých případech kvůli vysoké fluktuaci řidičů a možnosti eliminovat drahé a pravidelné výměny spojky.
>> HYBRIDNÍ AUTOMATIZOVANÁ PŘÍRUČKA S MĚNIČEM MOMENTU
Mercedes-Benz má unikátní výplet na přídi v oblasti převodovky. Actros SLT je ultra těžký nákladní vůz s profilem Actros a interiérem Actros, ale s novou sadou spodního prádla. Pohon na SLT prochází přes Powershift AMT, ale pouze poté, co nejprve projde měničem točivého momentu.
Výhody jsou důležitější pro roli těžké nákladní dopravy než kterákoli jiná, kde extrémní stání začíná testovat i tu nejlepší hnací soustavu. Na konvenčních AMT, když zvolíte jízdu, zařadí se startovací rychlost a i bez přidání plynu se budete plížit vpřed, protože systém sepne spojku. Ale stiskněte tlačítko D na SLT a stále nikam nepojedete. Je zařazený rychlostní stupeň, ale měnič točivého momentu nepřevádí žádný točivý moment.
Teprve když sešlápnete plyn, měnič točivého momentu zpracuje výkon do převodovky. Spojka je tedy plně sepnutá a kapalinová spojka zvládá veškerý prokluz. Je to těžké řešení, protože efektivně máte dvě převodovky v řadě, ale pro těžký úkol není hmotnost obalu klíčovým kritériem. SLT se používají po celém světě v těžkých nákladních flotilách největších přepravních skupin.
ODBORNÍ VÝROBCI
Kromě továren, které navrhují a vyrábějí vlastní převodovky, existují specializovaní výrobci převodovek, kteří dodávají své produkty v továrně a po prvním prodeji.
>> EATON
Pevná manuální převodovka Roadranger je známá jako převodovka, která je stále oblíbená u mnoha vozových parků. Společnost Eaton však nemohla ignorovat celoodvětvový trend směřující k tomu, aby řidič nemusel používat spojku, a tak byly představeny Ultrashift a UltraShift Plus. Je to v podstatě Roadranger s hydraulickou spojkou, která je řízena elektronicky, takže náklady na vývoj byly hlavně chytré. I tak ale po rozjetí půjdou žhavé střely z plížení na dálnici, aniž by se dotýkaly spojky.
>> ZF
Tato německá společnost vyrábí většinu typů a konfigurací převodovek a náprav a je nejoblíbenější u evropských stavitelů. Nyní nabízí plně automatický systém, aby mohl konkurovat Allison, a také se těší široké podpoře vojenských sil NATO v jejich požadavcích na dodávky a přepravu lehkých jednotek.
Jeho modulární konstrukce TraXon je průkopníkem. Je to v podstatě sada převodů buď s moduly spojky, dvouspojky, hybridu nebo měniče točivého momentu vpředu. Aplikace určí, který systém nejlépe vyhovuje, ale se společným jádrem se sníží náklady.
>> AISIN
Společnost vlastněná skupinou Toyota vyrábí manuální a automatické převodovky pro koncernové i neskupinové společnosti a dodává také některé evropské automobilky. Zajímavé je, že náklaďák Hino si stále můžete koupit s převodovkou Allison, takže Aisin zatím nepokrývá všechna potenciální využití nabídky náklaďáků stavitele.
>> ALLISON
Byla to armáda, která odstartovala vývoj převodovky Allison, ačkoli společnost navrhla a vyrobila také letecké motory. Ve skutečnosti moje první seznámení s Allison vyžadovalo špunty do uší. Výkřik čtyř turbovrtulových letounů Allison vyjící kolem nákladového prostoru RAAF C130 Hercules je zvuk, který se mi trvale vryl do paměti Army Air Dispatch.
Boral má pro zaškrtnutí políčka Allison při objednávání nových nákladních vozů na beton nebo štěrk dvouslovný důvod – „nulové prostoje“. Společnost dodává těžká nákladní auta společnostem stavebního vybavení a americké armádě a poskytuje také pohonné jednotky pro některé námořní aplikace.
Allisonovým obchodním šéfem pro Austrálii je Robert Cavagnino, ve svém „volném“ čase šéf dragster týmu Top Fuel. Mezi uši drásajícím praskáním nitromotorů na posledním setkání WA mi vyprávěl o nárůstu zájmu výrobců automobilů, který byl z velké části způsoben poptávkou zákazníků.
Klíčovým bodem je, že trend se nyní vyvinul z trendu nutnosti kvůli omezením řidiče k trendu efektivity kvůli způsobu, jakým autobox maximalizuje výkonnostní charakteristiky motoru.
"To je důvod, proč je zde rostoucí problém s AMT," řekl.
"Zejména evropské motory jsou nízkootáčkové šestiválce s vysokým točivým momentem, které opravdu vyžadují měnič točivého momentu, aby poskytovaly nejlepší výkon."
PO SILNICI
Na obzoru jsou věci, které rozšíří diverzifikaci přenosové techniky v kamionech na australských silnicích. Allison i ZF se zaměřují na operátory na dlouhé vzdálenosti s funkcemi, které osloví tyto aplikace.
10stupňová automatická převodovka Allison TC10 s dvojitým předlohovým hřídelem je dostatečně flexibilní pro provozní cykly hlavního tahače ve městě i na dálnici a poskytuje smíšenou architekturu s řazením při plném výkonu, měničem točivého momentu a dvouhřídelovou převodovkou.
Společnost provozovala flotilu testovacích uživatelů, kteří dosáhli u TC10 průměrného pětiprocentního zlepšení spotřeby paliva ve srovnání s jejich současnými manuálními a automatizovanými manuálními modely.
Převodovka má výkon 600 koní a točivý moment 2305 Nm s 10 rychlostmi vpřed a dvěma vzad. Je vybaven nejnovější generací elektronických ovládacích prvků Allison, které poskytují prognostiky pro eliminaci zbytečných výměn oleje a filtrů, a vylepšenou funkčnost voliče řazení.
Tlak na inovace posouvá vývoj převodovek do nových oblastí. Společnost ZF například vyvinula balíček Innovation Truck, který obsahuje 120kW elektromotor zabudovaný přímo do krytu zvonu 12stupňové převodovky.
Funguje nejen jako retardér, který rekuperuje energii, ale v kombinaci se servy řízení, vysoce komplexním softwarovým programem a počítačovým tabletem má v rukávu elegantní trik. Řidič zkrátka přijede do depa a zastaví se blízko nakládací rampy, vyskočí z kamionu, předá tablet personálu nakládacího stanoviště a zamíří dovnitř, aby si odložil buzení.
Lidé z depa pak pomocí tabletu zacouvají s kamionem do prostoru bez použití motoru. Elektromotor řídí manévr, zatímco vznětový motor si také zdřímne, a software řídí řízení.
Systém je demonstrován na DAF XF, který táhne návěs s přívěsem pro prase za sebou (viz hlavní obrázek). Dvojitý kloub se zdá být bez problémů pro obsluhu, která řídí vozík jedním prstem přetažením grafiky přívěsu na tabletu do požadované polohy. Napadá mě pár řidičů B-double, kteří potřebují takový systém...
VELKÁ OTÁZKA: AUTO, NEBO RUČNÍ?
Na největší otázku lze odpovědět pouze důkladným prozkoumáním používání aplikací a ovladačů. Manuál, ať už je spojka ovládána řidičem nebo počítačem, má svá omezení, která jsou umocňována nezastavitelným trendem v konstrukci a vlastnostech motoru.
Laicky řečeno to vypadá, že vlny točivého momentu, které jsou spíše pulzy, když snížíte počet válců a snížíte otáčky, mohou v převodovkách způsobit rázy, které se zvětší podél hnací soustavy, když je spojena pevnou spojkou, jako je spojka. To může vést k tomu, že ECM interpretuje tyto impulsy jako vstup řidiče z škrticí klapky, což způsobí, že motor začne chcípat, dokonce i v režimu tempomatu.
Jeden špičkový výrobce s pravděpodobně nejlepším AMT na trhu, co se použitelnosti týče, se právě teď vážně dívá na plnou automatiku kvůli masivnímu zatížení točivého momentu procházejícímu jeho vlastními AMT.
Dalším příkladem je velký Švéd, jehož 3500 Nm obložení stropu V8 má točivý moment omezený na 200 Nm od prvního do devátého rychlostního stupně. Vyvinout skříň AMT, aby zvládla takový točivý moment na nižších převodových stupních, by bylo obrovské inženýrské úsilí. Takže i když si připlatíte za velký točivý moment, máte ho až od 10. rychlostního stupně. To znamená, že operátor těžké nákladní dopravy nezíská maximální hodnocení, když to nejvíce potřebuje – například při manévrování s podivným Manly Ferry po průmyslové oblasti.
Nakonec se násobení točivého momentu provádí pomocí ozubeného kola v AMT, ale pomocí kapalinové spojky v automobilu, což výrazně snižuje opotřebení ozubeného kola.
Elektronika na AMT umí jen tolik, jako když je zařazen rychlostní stupeň, je to tvrdá spojka. Je to tedy bod změny, na který se zaměřuje ECM. Auto však může řídit průchod točivého momentu, když převodovka pracuje, v případě potřeby zvýšit točivý moment – někdy bez řazení – a také udržovat točivý moment konstantní, a to i během změny převodového stupně.
Mezistátní práce budou pravděpodobně poslední baštou manuálních nebo AMT převodovek. Při relativně nízké frekvenci výměn neztrácí tvrdá spojka nic na účinnosti vůči automatu. Úspory paliva díky konstantnímu točivému momentu při zrychlování jsou nepatrné, když nákladní automobil konečně vyjede na dálnici a jede s přibližně 30 procenty dostupného točivého momentu, který je využit na den nebo dva.
Jako vždy si sečtěte a nakupujte za cenu za celý život. Může to znamenat rozdíl mezi zdravým ziskem nebo ochromující ztrátou.