Ελληνικά
Όταν κινούνται, τα οχήματα επηρεάζονται από διαφορετικές δυνάμεις αντίστασης, όπως η δύναμη τριβής από την αλληλεπίδραση με το οδόστρωμα. Επομένως, τα οχήματα πρέπει να συσσωρεύουν ισχύ που απαιτείται για να ξεπεράσουν τις δυνάμεις αντίστασης για εκκίνηση από στάση και επιτάχυνση. Η αντίσταση του δρόμου ονομάζεται αντίσταση έλξης και η έλξη, που υπερνικά αυτή την αντίσταση, δημιουργεί το ελκτικό αποτέλεσμα. Εκτός από την αντίσταση του δρόμου, τα οχήματα πρέπει να αντέχουν την αντίσταση του αέρα. Για τα φορτηγά είναι ιδιαίτερα σημαντικό, καθώς η αντίσταση του αέρα είναι ανάλογη με την περιοχή της μετωπικής προβολής του οχήματος και την ταχύτητά του αυξημένη στην τρίτη ισχύ (s^3). Έτσι, οι κατασκευαστές φορτηγών πρέπει να δίνουν μεγάλη προσοχή όχι μόνο στο κιβώτιο ταχυτήτων και στην παράμετρο σχέσης μετάδοσης (ελάχιστο και μέγιστο), αλλά και να φέρουν αυτές τις παραμέτρους σε συσχετισμό με την ισχύ, το βάρος του ίδιου του οχήματος, το μεικτό βάρος του οχήματος κ.λπ. Όταν επιλέγουν κιβώτιο ταχυτήτων για όχημα, οι ειδικοί λαμβάνουν υπόψη την αναλογία ισχύος προς βάρος, δηλαδή την αναλογία μέγιστης ισχύος κινητήρα προς το μεικτό βάρος του.
Τα χαρακτηριστικά του κιβωτίου ταχυτήτων έχουν σημαντική επίδραση στην απόδοση καυσίμου. Γνωστές εταιρείες όπως η Eaton, η Allison, η ZF αναπτύσσουν συνεχώς νέες λύσεις κιβωτίων ταχυτήτων, οι οποίες παρέχουν σημαντικά πλεονεκτήματα στους κατόχους επαγγελματικών φορτηγών. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι η απόδοση του κιβωτίου ταχυτήτων εξαρτάται από τις συνθήκες του δρόμου, τον κύκλο λειτουργίας του κινητήρα (μεγάλες περιόδους οδήγησης με σταθερή ταχύτητα ή συχνές στάσεις και εκκινήσεις), τη μέση ταχύτητα του οχήματος κ.λπ.
Τα φορτηγά διαφέρουν πολύ σε μέγεθος, ισχύ και διαμόρφωση. Οι μικρότερες ποικιλίες μπορεί να είναι μηχανικά παρόμοιες με ορισμένα επιβατικά αυτοκίνητα. Αυτά τα οχήματα μπορεί να είναι πολύ μεγάλα και ισχυρά και μπορούν να διαμορφωθούν ώστε να προσαρμόζουν τον εξειδικευμένο εξοπλισμό, όπως στην περίπτωση πυροσβεστικών οχημάτων και μπετονιέρων και εκσκαφέων αναρρόφησης. Τα σύγχρονα φορτηγά τροφοδοτούνται σε μεγάλο βαθμό από κινητήρες ντίζελ, αν και μικρά έως μεσαίου μεγέθους φορτηγά με βενζινοκινητήρες υπάρχουν στις ΗΠΑ, τον Καναδά και το Μεξικό. Τα σύγχρονα φορτηγά έχουν σχεδιαστεί για να διανύουν μεγάλες αποστάσεις. Επομένως, αυτά τα οχήματα θα πρέπει να είναι εξοπλισμένα με πολύ αξιόπιστα και ανθεκτικά κιβώτια ταχυτήτων.
Το κιβώτιο ταχυτήτων του φορτηγού είναι ένας συνδυασμός αλληλένδετων μονάδων, που βοηθούν στη μετάδοση της ροπής του κινητήρα στους κινητήριους τροχούς. Επιπλέον, η τιμή της ροπής και η κατεύθυνσή της μπορεί να αλλάξουν ανάλογα με άλλους παράγοντες. Τα κιβώτια ταχυτήτων διαφορετικών εμπορικών σημάτων και μοντέλων φορτηγών έχουν τις ιδιαιτερότητές τους, οι οποίες καθορίζονται από παράγοντες όπως ο αριθμός των κινητήριων αξόνων, τα μεμονωμένα σχεδιαστικά χαρακτηριστικά του οχήματος κ.λπ. Τα χειροκίνητα στάνταρ κιβώτια ταχυτήτων φορτηγών περιλαμβάνουν απαραίτητα εξαρτήματα όπως συμπλέκτης, κιβώτιο ταχυτήτων, άξονας μετάδοσης κίνησης, μεταφορά υπόθεση.
Όσον αφορά τη ροπή, η οποία μεταδίδεται με τη βοήθεια του κιβωτίου ταχυτήτων στους οδηγούς τροχούς του φορτηγού, είναι ευθέως ανάλογη με τις σχέσεις μετάδοσης. Οι σχέσεις μετάδοσης καθορίζονται από μηχανικούς για κάθε συγκεκριμένο όχημα κατά τη διαδικασία ανάπτυξής του. Η τιμή της ροπής καθορίζεται από τεχνικά και δυναμικά χαρακτηριστικά, τα οποία θα πρέπει να εφαρμόζονται στο υπό ανάπτυξη μοντέλο.
Σέρνοντας μέσα από στενές αστικές περιοχές στην κυκλοφορία με συχνό σταμάτημα και μετάβαση, μετακίνηση μέσα από τις ράγες των ελαστικών πιρόγας ενός λασπωμένου εργοταξίου ή κύλιση μέσα από καθήκοντα οικιακών απορριμμάτων – η στοχευμένη εφαρμογή φορτηγών ή επαγγελματικών οχημάτων κατηγορίας 6 - 8 μπορεί να θέσει συγκεκριμένες απαιτήσεις για κιβώτια ταχυτήτων σε σύγκριση με τους ομολόγους τους στον αυτοκινητόδρομο. Ωστόσο, δεν έχει σταματήσει μια γενική τάση αυτοματισμού σε φορτηγά και επαγγελματικά οχήματα, η οποία επηρέασε ιδιαίτερα τα κιβώτια ταχυτήτων.
Το χειροκίνητο κιβώτιο ταχυτήτων έχει δοκιμαστεί για δεκαετίες από εκατομμύρια οδηγούς φορτηγών, οι οποίοι θεωρούν ότι αυτή η λύση είναι η καταλληλότερη λύση για φορτηγά: τα χειροκίνητα κιβώτια ταχυτήτων είναι απλά, σχετικά φθηνά στην παραγωγή και στη συντήρηση και εξασφαλίζουν μειωμένη κατανάλωση καυσίμου. Ωστόσο, τα χειροκίνητα κιβώτια ταχυτήτων έχουν ένα σημαντικό μειονέκτημα, το οποίο μπορεί να επισκιάσει όλα τα πλεονεκτήματα που αναφέρονται παραπάνω και να προκαλέσει δυσαρέσκεια στους οδηγούς: η χειροκίνητη αλλαγή ταχυτήτων και οι ταυτόχρονοι χειρισμοί με τα πεντάλ μπορεί να είναι αρκετά ενοχλητικοί, ειδικά στην κίνηση στην πόλη. Δεν είναι περίεργο που στις μέρες μας οι κατασκευαστές φορτηγών, με τις πιο πρόσφατες τεχνολογίες στη διάθεσή τους, προσπαθούν να ικανοποιήσουν τις απαιτήσεις των οδηγών και να κάνουν τη διαδικασία αλλαγής ταχυτήτων πιο βολική και ασφαλή έναντι αστοχίας. Σύμφωνα με πολυάριθμες ερευνητικές εργασίες, Η Βόρεια Αμερική ακολουθεί την Ευρώπη στην τάση της «χωρίς αλλαγή σχέσεων», καθώς τα αυτόματα και αυτοματοποιημένα μηχανικά κιβώτια ταχυτήτων συνεχίζουν να κερδίζουν δημοτικότητα στην κατηγορία των εμπορικών φορτηγών. Οι λόγοι περιλαμβάνουν βελτιωμένη απόδοση καυσίμου και ευκολότερη πρόσληψη οδηγών και παραγωγικότητα σε σχέση με τα εγχειρίδια, μαζί με μεγαλύτερη ασφάλεια.
Σε μικρά φορτηγά μπορεί να βρείτε χειροκίνητα κιβώτια ταχυτήτων που μοιάζουν με λύσεις αλλαγής ταχυτήτων που εφαρμόζονται σε επιβατικά αυτοκίνητα. Συχνά έχουν περίπου έξι ταχύτητες και συνήθως διαθέτουν συγχρονιστή. Για αυτά τα φορτηγά το απλό σχέδιο H είναι εύκολο στη χρήση. Ωστόσο, γίνεται λίγο πιο περίπλοκο όταν έχετε να κάνετε με μεγαλύτερα φορτηγά και επαγγελματικά οχήματα με περισσότερες ταχύτητες. Σε αυτά τα μεγαλύτερα φορτηγά υπάρχουν συνήθως πρόσθετα χειριστήρια που βοηθούν στη διαχείριση του ελέγχου των διαφορετικών ταχυτήτων. Σε παλαιότερα φορτηγά, το χειριστήριο είναι συχνά ένας ξεχωριστός μοχλός τοποθετημένος στο πάτωμα ή πιο πρόσφατα – ένας πνευματικός διακόπτης τοποθετημένος στο μοχλό "H". Στα νεότερα φορτηγά το χειριστήριο είναι συχνά ένας ηλεκτρικός διακόπτης τοποθετημένος στον μοχλό "H". Τα κιβώτια ταχυτήτων πολλαπλών ελέγχων είναι κατασκευασμένα σε πολύ υψηλότερες ονομασίες ισχύος, αλλά σπάνια χρησιμοποιούν synchromesh. Υπάρχουν πολλές κοινές εναλλακτικές λύσεις για το μοτίβο αλλαγής ταχυτήτων – Range, Splitter, Range-Splitter. Τα σημερινά χειροκίνητα κιβώτια ταχυτήτων φορτηγών είναι συνήθως "διαχωριστές εύρους".
Τα σύγχρονα αυτόματα κιβώτια ταχυτήτων έχουν σημαντικές διαφορές από τους προκατόχους τους, που χρησιμοποιούνταν σε επαγγελματικά φορτηγά. Η κύρια διαφορά έγκειται στην ποσότητα των σειρών ταχυτήτων και στην ίδια την αρχή του ελέγχου της μετάδοσης του φορτηγού. Η ποσότητα των γραναζιών στα παλιά αυτόματα κιβώτια περιορίστηκε στα 5 και ο έλεγχος γινόταν με τη βοήθεια υδραυλικών. Σήμερα, οι κατασκευαστές μετάδοσης προσφέρουν αυτόματα κιβώτια ταχυτήτων με περισσότερες από 5 ταχύτητες, τα οποία ελέγχονται μέσω ηλεκτρονικών. Επιπλέον, τα σύγχρονα αυτόματα κιβώτια ταχυτήτων είναι εξοπλισμένα με το κλείδωμα του μετατροπέα ροπής.
Ο κατάλογος των πλεονεκτημάτων των σύγχρονων αυτόματων κιβωτίων ταχυτήτων για επαγγελματικά φορτηγά περιλαμβάνει την ομαλή διαδικασία αλλαγής ταχυτήτων. Η κατανάλωση καυσίμου σε αγροτικούς δρόμους είναι συγκρίσιμη με το επίπεδο κατανάλωσης όταν χρησιμοποιείται το χειροκίνητο κιβώτιο ταχυτήτων. Το αυτόματο κιβώτιο ταχυτήτων επιτρέπει στους οδηγούς να οδηγούν το φορτηγό πιο εύκολα και με ασφάλεια, δίνοντας μεγαλύτερη προσοχή στο δρόμο και μην αποσπώνται από τη χειροκίνητη αλλαγή ταχυτήτων. Τα κύρια ανταγωνιστικά μειονεκτήματα των αυτόματων κιβωτίων ταχυτήτων για εμπορικά φορτηγά είναι η αυξημένη κατανάλωση καυσίμου, τα προβλήματα συντήρησης και αυτόματου κιβωτίου ταχυτήτων που έχουν ως αποτέλεσμα δαπανηρές υπηρεσίες επισκευής.
Το αυτοματοποιημένο μηχανικό κιβώτιο ταχυτήτων (AMT) θεωρείται μια ακόμη πολλά υποσχόμενη λύση μετάδοσης για φορτηγά και επαγγελματικά οχήματα. Τα AMT είναι παρόμοια με τα χειροκίνητα κιβώτια ταχυτήτων όσον αφορά τις λειτουργικές δυνατότητες και τις αρχές λειτουργίας. Μπορεί να ειπωθεί ότι το AMT είναι σχεδόν το ίδιο με το χειροκίνητο κιβώτιο ταχυτήτων, αλλά περιλαμβάνει σερβοκινητήρες και υδραυλικές μονάδες, οι οποίες ελέγχουν τη λειτουργία του συμπλέκτη και τη διαδικασία αλλαγής ταχυτήτων. Τα AMT διακρίνονται για την αποτελεσματικότητά τους. Επιπλέον, τα αυτοματοποιημένα κιβώτια ταχυτήτων δεν είναι τόσο ακριβά στη συντήρηση και επισκευή όσο τα αυτόματα κιβώτια ταχυτήτων και η κατανάλωση καυσίμου των αυτοματοποιημένων κιβωτίων ταχυτήτων είναι συμβατή με το επίπεδο των χειροκίνητων κιβωτίων ταχυτήτων (μερικές φορές τα AMT μπορεί να εξοικονομούν ακόμη περισσότερο καύσιμο). Εάν τα φορτηγά με αυτόματο κιβώτιο ταχυτήτων είναι εύκολα στη χρήση, αλλά απαιτούν σημαντικά έξοδα για καύσιμα και υπηρεσίες, τότε τα φορτηγά με AMT αποδεικνύονται όχι μόνο βολικά αλλά και οικονομικά βιώσιμα.
Ωστόσο, πρέπει να σημειωθεί ότι όταν αλλάζετε ένα χειροκίνητο κιβώτιο ταχυτήτων ή AMT και ενεργοποιείτε τον συμπλέκτη, η ροπή του κινητήρα διακόπτεται και ότι η ισχύς δεν μεταφέρεται κάτω από το σύστημα μετάδοσης κίνησης στους τροχούς. Σε ένα πλήρως αυτόματο κιβώτιο ταχυτήτων, ο μετατροπέας ροπής σάς επιτρέπει να αλλάζετε σχέσεις μετάδοσης χωρίς να διακόπτετε τη ροπή που πηγαίνει από τον κινητήρα στους τροχούς.
Δεδομένου ότι τα αυτόματα κιβώτια ταχυτήτων και οι λύσεις AMT οδηγούν σταδιακά τις επιλογές χειροκίνητης αλλαγής ταχυτήτων από την αγορά κιβωτίων ταχυτήτων για φορτηγά και επαγγελματικά οχήματα, θα εξετάσουμε αυτούς τους τύπους κιβωτίων ταχυτήτων με περισσότερες λεπτομέρειες.
Το κοινό αυτόματο κιβώτιο περιλαμβάνει τον μετατροπέα ροπής, το μηχανικό μέρος, το σύστημα ελέγχου και τους βοηθητικούς μηχανισμούς. Ο μετατροπέας ροπής χρησιμεύει ως υδραυλικός μηχανισμός μετάδοσης, στον οποίο η ισχύς μεταφέρεται από τη ροή του ATF. Ο μετατροπέας ροπής αποτελείται από το στροφείο της αντλίας, τον δρομέα του στροβίλου και τον εκκινητή. Ο μηχανισμός κλειδώματος εξασφαλίζει καλύτερη οικονομία καυσίμου. Ο μετατροπέας ροπής παρέχει τη σύνδεση μεταξύ κινητήρα και κιβωτίου ταχυτήτων, μειώνει τα δυναμικά φορτία, αποτρέπει το σταμάτημα του κινητήρα κατά τη διάρκεια υπερφόρτωσης και αυξάνει τη ροπή από τον κινητήρα κατά την εκκίνηση από στάση και κάτω από δύσκολες συνθήκες δρόμου.
Τα αυτόματα κιβώτια ταχυτήτων διαθέτουν 3 πλανητικές ταχύτητες και συμπλέκτες τριβής, που διασφαλίζουν τη διαδικασία αλλαγής ταχυτήτων. Η τιμή της σχέσης μετάδοσης αλλάζει σταδιακά χωρίς να διακόπτεται η ροή ισχύος. Η αλλαγή του κιβωτίου ταχυτήτων πραγματοποιείται από το σύστημα ελέγχου στην αυτόματη λειτουργία. Πολλά μοντέλα αυτόματων κιβωτίων ταχυτήτων είναι εξοπλισμένα με υδροδυναμικό επιβραδυντή, ο οποίος χρησιμεύει για την επιβράδυνση του οχήματος και τη μείωση της φθοράς των τακακιών των φρένων. Ο επιβραδυντής συνήθως εγκαθίσταται σε αυτόματα κιβώτια ταχυτήτων για λεωφορεία και μηχανήματα και οχήματα που λειτουργούν σε ορεινές περιοχές. Οι προηγμένες μονάδες ηλεκτρονικού ελέγχου (ECU) των αυτόματων κιβωτίων ταχυτήτων εξασφαλίζουν υψηλή προσαρμοστικότητα στις συνθήκες του δρόμου και στο στυλ οδήγησης και επιτρέπουν την υλοποίηση πρόσθετων λειτουργιών. Κατόπιν αιτήματος του πελάτη, το αυτόματο κιβώτιο ταχυτήτων μπορεί να είναι εξοπλισμένο με αυτόματο κιβώτιο ταχυτήτων τύπου κουμπιού ή μοχλού.
Η Allison Transmission, ένας από τους μεγαλύτερους κατασκευαστές αυτόματων κιβωτίων ταχυτήτων στον κόσμο για φορτηγά και επαγγελματικά οχήματα, εξοπλίζει τις λύσεις μετάδοσης με το διαγνωστικό σύστημα μετάδοσης φορτηγών που ονομάζεται Prognostics, το οποίο επιτρέπει στον οδηγό να παρακολουθεί την κατάσταση των κύριων εξαρτημάτων του οχήματος. Η λειτουργία Oil Life Filter ελέγχει την κατανάλωση καυσίμου, εξοικονομώντας καύσιμο κατά την οδήγηση και κατά τη λειτουργία του κινητήρα στο ρελαντί. Η λειτουργία Filter Life Monitor ενημερώνει τον οδηγό για την ανάγκη αλλαγής του φίλτρου κιβωτίου ταχυτήτων. Το σύστημα μετάδοσης λειτουργίας Health Monitor παρακολουθεί την κατάσταση των κυκλωμάτων μετάδοσης κίνησης και προειδοποιεί τον οδηγό για την ανάγκη συντήρησης και επαναρύθμισης σε εύθετο χρόνο.
Σήμερα η Allison Transmission προσφέρει ένα ευρύ φάσμα λύσεων μετάδοσης για φορτηγά και επαγγελματικά οχήματα (μοντέλα μετάδοσης της σειράς 1000, 2000, 3000 και 4000). Μια άλλη λύση αυτόματου κιβωτίου ταχυτήτων TC10 σχεδιάστηκε από την Allison για ελκτικά οχήματα. Τα κιβώτια ταχυτήτων Allison της σειράς Torqmatic χρησιμοποιούνται για λεωφορεία. Τα βαρέα φορτηγά, τα οποία χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία εξόρυξης και οικοδομής, είναι συχνά εξοπλισμένα με κιβώτια ταχυτήτων Allison 5000, 6000, 8000 και 9000 Series.
Η Volvo, ένας γνωστός κατασκευαστής φορτηγών, παρέχει επίσης αποτελεσματικές λύσεις αυτόματου κιβωτίου ταχυτήτων, όπως το Powertronic. ο Powertronic είναι ένα πλήρως αυτόματο κιβώτιο 6 σχέσεων με ηλεκτρονικό έλεγχο, το οποίο έχει σχεδιαστεί για κίνηση με συχνές λειτουργίες stop-start. Το κιβώτιο ταχυτήτων Powertronic είναι εξοπλισμένο με μετατροπέα ροπής για να εξασφαλίζει υψηλή προωθητική δύναμη κατά την εκκίνηση από στάση χωρίς διακοπές ροπής που μεταδίδεται στους κινητήριους τροχούς. Επομένως, αυτό το κιβώτιο ταχυτήτων είναι μια ιδανική επιλογή για φορτηγά Volvo που λειτουργούν σε εργοτάξια και σε αστική κυκλοφορία.
Η εταιρεία Voith προσφέρει την οικογένεια των αυτόματων κιβωτίων ταχυτήτων με την ονομασία DIWA, τα οποία προορίζονται για αστικά και προαστιακά λεωφορεία. Το κύριο χαρακτηριστικό αυτών των αυτόματων κιβωτίων ταχυτήτων είναι ότι η ροπή του κινητήρα μεταδίδεται τόσο μηχανικά όσο και υδραυλικά. Η εκκίνηση από στάση εκτελείται υδραυλικά και καθώς αυξάνεται η ταχύτητα κίνησης, η συμμετοχή του υδραυλικού συστήματος σταδιακά αντικαθίσταται από το μηχανικό μέρος. Πρέπει να σημειωθεί ότι η ισχύς του κινητήρα διαιρείται πριν από την εμπλοκή του μετατροπέα ροπής και συνδυάζεται μετά. Έτσι, ο μετατροπέας ροπής και δύο πλανητικά γρανάζια σχηματίζουν το 1ο υδρομηχανικό γρανάζι. Επομένως, το κιβώτιο ταχυτήτων DIWA λειτουργεί με υψηλή απόδοση σε μεγάλο εύρος στροφών, εξασφαλίζοντας ομαλή εκκίνηση από στάση και σταθερή επιτάχυνση. Στη συνέχεια, το σύστημα μετάδοσης ενεργοποιεί την καθαρά μηχανική μεταφορά ροπής, η οποία λειτουργεί με λιγότερες απώλειες. Ο μετατροπέας ροπής λειτουργεί ταυτόχρονα ως υδραυλικός επιβραδυντής, ο οποίος εξασφαλίζει την άμεση ενεργοποίηση του υδραυλικού φρένου ανεξάρτητα από την εμπλεκόμενη σχέση.
Η υψηλή απόδοση αυτού του κιβωτίου ταχυτήτων επιτυγχάνεται χάρη στον συνδυασμό «μετατροπέα διαφορικής ροπής». Ενώ τα κοινά αυτόματα κιβώτια ταχυτήτων αλλάζουν ταχύτητες 2-3 φορές κατά την εκκίνηση, η Voith DIWA συνεχίζει να χρησιμοποιεί την 1η ταχύτητα – ενεργοποιώντας ταυτόχρονα τον μετατροπέα ροπής και τα μηχανικά μέρη μετάδοσης του φορτηγού. Επομένως, ένας μικρότερος αριθμός αλλαγών κάνει την κίνηση του διαύλου πιο ομαλή και μειώνει τη φθορά των δίσκων τριβής. Ο μετατροπέας ροπής στο DIWA βρίσκεται στη μέση του κιβωτίου ταχυτήτων, μια τέτοια τοποθέτηση βοήθησε να απαλλαγούμε από υπερβολικούς σωλήνες και σωλήνες σύνδεσης.
Η γερμανική εταιρεία ZF προσφέρει επίσης αξιόλογες λύσεις μετάδοσης για φορτηγά και επαγγελματικά οχήματα. Για παράδειγμα, το αυτόματο κιβώτιο 6 σχέσεων ZF EcoLife προορίζεται για φορτηγά και λεωφορεία. Αυτό το κιβώτιο ταχυτήτων διαθέτει ένα αποτελεσματικό σύστημα ψύξης, το οποίο επιτρέπει τη λειτουργία σε πιο αυστηρές συνθήκες θερμοκρασίας όταν η θερμοκρασία του λαδιού μετάδοσης στον εναλλάκτη θερμότητας φτάνει έως και τους 120°C. Επιπλέον, οι μηχανικοί της ZF χρησιμοποίησαν εδώ τον μετατροπέα ροπής με υψηλότερους ρυθμούς επιτάχυνσης όταν η παράμετρος RPM του κινητήρα είναι χαμηλή. Ο ενσωματωμένος αποσβεστήρας κραδασμών ροπής μειώνει την κατανάλωση καυσίμου κατά την εκκίνηση από στάση μέσω της ταχείας απενεργοποίησης του κλειδώματος του μετατροπέα ροπής.
Ένα άλλο αυτόματο κιβώτιο 6 σχέσεων ZF-PowerLine, που προορίζεται για ελαφρά επαγγελματικά οχήματα, είναι αξιοσημείωτο για την οικονομία καυσίμου του χάρη σε έναν προηγμένο μετατροπέα ροπής. Πρέπει να σημειωθεί ότι ο μετατροπέας ροπής του αυτόματου κιβωτίου ταχυτήτων στα κιβώτια ταχυτήτων ZF χρησιμοποιείται στην αρχή της κίνησης και σταματά να λειτουργεί όταν το αυτοκίνητο επιταχύνει μέχρι την ταχύτητα των 10-15 km/h. Σε αυτή την περίπτωση δεν χρειάζεται να χρησιμοποιήσετε «παρατεταμένη» 1η ταχύτητα. Η οικογένεια των κιβωτίων ταχυτήτων ZF Ecomat σχεδιάστηκε ειδικά για αστικά λεωφορεία και οχήματα ειδικού σκοπού.
Σήμερα, τα ηλεκτρονικά διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στον έλεγχο των διαφορετικών συστημάτων που εφαρμόζονται σε φορτηγά. Επί του παρόντος, ο μικροεπεξεργαστής ρυθμίζει τη λειτουργία όχι μόνο της ανάφλεξης του κινητήρα, αλλά και του συμπλέκτη και του κιβωτίου ταχυτήτων. Το κύριο πλεονέκτημα του ηλεκτρονικού ελέγχου έναντι των μηχανικών, υδραυλικών ή πνευματικών επιλογών είναι η καλύτερη απόκριση και η δυνατότητα συνδυασμού μεγάλου αριθμού παραμέτρων. Οι διαφορετικοί τρόποι λειτουργίας μπορούν να αλλάξουν με επαναδιαμόρφωση του λογισμικού, αντί για αλλαγές στη σχεδίαση της μετάδοσης. Έτσι, τα ηλεκτρονικά εξασφαλίζουν πιο οικονομική λειτουργία του οχήματος και ασφαλέστερη οδηγική εμπειρία. Επομένως, όλο και περισσότερα φορτηγά (ιδιαίτερα φορτηγά βαρέως τύπου) εξοπλίζονται με αυτοματοποιημένα χειροκίνητα κιβώτια ταχυτήτων. Πολλοί άνθρωποι μπερδεύουν αυτόν τον τύπο μετάδοσης με τη λύση αυτόματης αλλαγής ταχυτήτων, αλλά τα αυτόματα κιβώτια ταχυτήτων, σε αντίθεση με την AMT, διαθέτουν μετατροπείς ροπής.
Ο σχεδιασμός του αυτοματοποιημένου κιβωτίου ταχυτήτων μπορεί να περιλαμβάνει ηλεκτρομηχανική, ηλεκτροπνευματική ή ηλεκτροϋδραυλική κίνηση, η οποία μετατρέπει τα σήματα που λαμβάνονται από την ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου (ECU) σε γωνιακή μετατόπιση του πιρουνιού του συμπλέκτη. Το ίδιο το AMT διαθέτει τον ηλεκτροκινητήρα με τον σερβοκινητήρα, ο οποίος κινεί το πιρούνι του συμπλέκτη. Αυτή η φαινομενικά απλή τεχνική λύση ελέγχεται από το πολύπλοκο λογισμικό, το οποίο επεξεργάζεται τα σήματα από το μοχλό του joystick, που βρίσκεται στην καμπίνα του φορτηγού, όταν ο οδηγός αλλάζει ταχύτητες. Επομένως, υπάρχουν μόνο δύο πεντάλ στην καμπίνα του φορτηγού εξοπλισμένου με το AMT – γκάζι και φρένο. Τέτοια μετάδοση φορτηγών εμφανίστηκε στα τέλη της δεκαετίας του '90 και αρχικά αυτή η τεχνολογία έγινε αντιληπτή από τους οδηγούς με δυσπιστία. Επιπλέον, εκείνες τις μέρες, τα αυτοματοποιημένα κιβώτια ταχυτήτων ήταν σημαντικά πιο ακριβά από τα χειροκίνητα κιβώτια ταχυτήτων. Αλλά αυτές τις μέρες, με την ανάπτυξη πιο προηγμένων και οικονομικά αποδοτικών τεχνολογιών, όλο και περισσότερα φορτηγά εξοπλίζονται με αυτοματοποιημένα κιβώτια ταχυτήτων. Η Eaton ήταν η 1η εταιρεία στην αγορά αυτοματοποιημένων κιβωτίων ταχυτήτων με το κιβώτιο ταχυτήτων AutoShift που κυκλοφόρησε τη δεκαετία του '90. Έκτοτε, το χαρτοφυλάκιο προϊόντων της Eaton έχει συμπληρωθεί με ένα 6-τάχυτο μεσαίο UltraShift και 10-, 11-, 13- και 18-τάχυτο βαρύ UltraShift Plus.
Το αυτοματοποιημένο μηχανικό κιβώτιο ταχυτήτων (AMT) κερδίζει δημοτικότητα στην αυτοκινητοβιομηχανία, λόγω του συνδυασμού των πλεονεκτημάτων των μηχανικών κιβωτίων ταχυτήτων και των αυτόματων κιβωτίων ταχυτήτων όσον αφορά την κατανάλωση καυσίμου, το χαμηλό κόστος, τη βελτιωμένη άνεση οδήγησης και την ποιότητα αλλαγής ταχυτήτων. Σήμερα, αυτοματοποιημένα μηχανικά κιβώτια ταχυτήτων φορτηγών παράγονται από μια μεγάλη γκάμα εταιρειών: ZF, Volvo, Daimler AG, Eaton, Mack, Detroit Diesel, Mercedes, Man, κ.λπ. Τώρα ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στις αξιόλογες λύσεις AMT που προσφέρουν αυτές οι εταιρείες.
Η Volvo Trucks προσφέρει το αυτοματοποιημένο χειροκίνητο κιβώτιο 6 σχέσεων I-Sync, το οποίο προορίζεται για φορτηγά Volvo FL. Αυτό το κιβώτιο ταχυτήτων φορτηγού είναι ειδικά σχεδιασμένο για τον κινητήρα D7 και για λειτουργία σε αστικούς δρόμους και προαστιακές περιοχές. Η ηλεκτροϋδραυλική κίνηση εξασφαλίζει ομαλή αλλαγή ταχυτήτων κατά την οδήγηση σε πυκνή κίνηση στην πόλη με συχνές στάσεις . Το κιβώτιο ταχυτήτων I-Sync διατίθεται σε δύο εκδόσεις - για κινητήρα D5K και για κινητήρα D8K. Ο μοχλός, τοποθετημένος πίσω από το τιμόνι, επιτρέπει στον οδηγό να επιλέξει τη χειροκίνητη ή αυτόματη λειτουργία αλλαγής ταχυτήτων. Δεν υπάρχει πεντάλ συμπλέκτη σε φορτηγά με κιβώτιο ταχυτήτων I-Sync – η χειροκίνητη αλλαγή ταχυτήτων πραγματοποιείται με τη βοήθεια του προαναφερθέντος μοχλού. Στην αυτόματη λειτουργία, το κιβώτιο ταχυτήτων I-Sync αλλάζει ανεξάρτητα σχέσεις σε μια καλά επιλεγμένη στιγμή. Η ικανότητα ροπής αυτού του κιβωτίου μπορεί να φτάσει έως και τα 1050 Nm, καθιστώντας το κιβώτιο ταχυτήτων I-Sync ιδανική επιλογή για φορτηγά που λειτουργούν σε αστικές περιοχές.
Μια άλλη πολύ γνωστή λύση AMT που αναπτύχθηκε από τη Volvo Trucks είναι το κιβώτιο ταχυτήτων I-Shift. Αυτό το κιβώτιο ταχυτήτων βασίζεται σε χειροκίνητο κιβώτιο ταχυτήτων σταθερού πλέγματος. Το κύριο εξάρτημα αυτού του «έξυπνου» κιβωτίου ταχυτήτων είναι η ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου (ECU), η οποία ελέγχει τη λειτουργία του συμπλέκτη κιβωτίου ταχυτήτων και τη διαδικασία αλλαγής ταχυτήτων. Η ECU αλλάζει ταχύτητες με μεγάλη ακρίβεια χάρη στην ανάλυση δεδομένων σχετικά με την ταχύτητα του φορτηγού, το βάρος, την απαιτούμενη ροπή, τον βαθμό δρόμου και άλλες παραμέτρους. Το σύστημα ανταλλάσσει επίσης δεδομένα με τον κινητήρα, ο οποίος, με τη σειρά του, ρυθμίζει τον ρυθμό στροφών και το φρενάρισμα του κινητήρα για μέγιστη απόδοση. Αυτή η λύση μετάδοσης έχει σχεδιαστεί για εξοικονόμηση καυσίμου έως και 5%. Αυτό το αυτοματοποιημένο κιβώτιο ταχυτήτων μπορεί να έχει μία ή δύο ταχύτητες μείωσης ταχύτητας, καθώς και την επιλογή με πρόσθετες ταχύτητες όπισθεν. Οι ταχύτητες μείωσης ταχύτητας βελτιώνουν σημαντικά την ικανότητα εκκίνησης από στάση, μειώνουν το φορτίο στον συμπλέκτη στο 75% και συμβάλλουν στην αποφυγή πρόσθετων υπηρεσιών επισκευής.
Η Mack Trucks προσφέρει αυτοματοποιημένα κιβώτια ταχυτήτων mDrive (12 ταχυτήτων) και mDrive HD (παραλλαγές 13 και 14 ταχυτήτων) που προορίζονται για διαφορετικά μοντέλα φορτηγών Mack.
Τα κιβώτια ταχυτήτων Mack Truck έχουν αναπτυχθεί για να λειτουργούν ομαλά με τους κινητήρες και τους άξονες Mack MP, ώστε να μην υπάρχει πρόβλημα συμβατότητας ή απόδοσης. Με ανθεκτικά υλικά, απλή λειτουργία και αμερικανική κατασκευή, αυτές οι λύσεις μετάδοσης εξασφαλίζουν όχι μόνο αποτελεσματική αλλαγή ταχυτήτων, αλλά και οικονομία καυσίμου, μειωμένη φθορά και άνετη οδηγική εμπειρία.
Η Detroit Diesel Corporation, θυγατρική της Daimler Trucks North America (η ίδια ανήκει εξ ολοκλήρου στη γερμανική Daimler AG), προσφέρει αυτοματοποιημένο μηχανικό κιβώτιο ταχυτήτων DT12 που προορίζεται για φορτηγά βαρέως τύπου. Αυτό το κιβώτιο ταχυτήτων εξασφαλίζει ομαλή απόδοση αλλαγής ταχυτήτων, ανθεκτικότητα και ευκολία στη λειτουργία.
Το κιβώτιο ταχυτήτων DT12 συνδέει τον κινητήρα με τους άξονες και επικοινωνεί με τα DD13 και DD15 σε ένα ενσωματωμένο ηλεκτρονικό δίκτυο για να μοιράζονται δεδομένα που μειώνουν τις ζημιές, όπως υπερφόρτωση συμπλέκτη κιβωτίου ταχυτήτων και προστασία γραμμής μετάδοσης κίνησης. Το DT12 χρησιμοποιεί πληροφορίες από έναν τοπογραφικό χάρτη για να χειριστεί τις λειτουργίες του κινητήρα και του κιβωτίου ταχυτήτων, εκμεταλλευόμενος το περιβάλλον του φορτηγού.
Η οικογένεια αυτοματοποιημένων κιβωτίων ταχυτήτων Mercedes-Benz PowerShift περιλαμβάνει πολλά μοντέλα κιβωτίων ταχυτήτων. Η διαδικασία αλλαγής ταχυτήτων σε φορτηγά εξοπλισμένα με το PowerShift 12 ταχυτήτων εφαρμόζεται γρήγορα και ομαλά. Αυτό το κιβώτιο ταχυτήτων διαθέτει λειτουργία «ελιγμούς» και γρανάζια για την κυκλοφορία της κύριας γραμμής σε υψηλές ταχύτητες και χαμηλό επίπεδο στροφών. Τα φορτηγά γραμμής Mercedes-Benz Actros είναι εξοπλισμένα με μια αναβαθμισμένη έκδοση PowerShift 2. Χάρη στη χρήση του προηγμένου συστήματος αισθητήρων, οι αλλαγές ταχυτήτων γίνονται πιο γρήγορα και ομαλά. Οικοδομικά φορτηγά Mercedes-Benz Actros είναι εξοπλισμένα με το 12-τάχυτο AMT PowerShift Off-road, το οποίο έχει πολλούς τρόπους λειτουργίας και 4 ταχύτητες όπισθεν. Ο σχεδιασμός αυτού του κιβωτίου ταχυτήτων περιλαμβάνει επίσης έναν αισθητήρα κλίσης και ένα προηγμένο σύστημα ομαλής εκκίνησης από στάση. Το 8-τάχυτο AMT PowerShift GO 240-8 είναι εγκατεστημένο σε τουριστικά πούλμαν Mercedes-Benz Travego и Tourismo.
Η MAN Nutzfahrzeuge Gruppe παράγει αυτοματοποιημένα κιβώτια ταχυτήτων TipMatic, τα οποία δημιουργούν μια τέλεια σύνθεση άνεσης και απόδοσης. Το κιβώτιο ταχυτήτων TipMatic 12 ταχυτήτων με τη λειτουργία "εκτός δρόμου" και 2 ταχύτητες όπισθεν σχεδιάστηκε για βαρέα φορτηγά TGX και TGS.
Αυτό το αυτοματοποιημένο κιβώτιο ταχυτήτων μπορεί να έχει άμεση ταχύτητα ή γρανάζι overdrive. Οι τρόποι λειτουργίας επιλέγονται με τη βοήθεια του διακόπτη στην κεντρική κονσόλα, ενώ η αλλαγή ταχυτήτων γίνεται μέσω του υποδιευθυντικού επιλογέα. Το κιβώτιο ταχυτήτων TipMatic μπορεί να είναι εξοπλισμένο με τον επιβραδυντή MAN PriTarder ή με τον επιβραδυντή ZF. Κατόπιν αιτήματος, το TipMatic μπορεί να είναι εξοπλισμένο με ειδικά προγράμματα ελέγχου: Profi (χειροκίνητη λειτουργία αλλαγής ταχυτήτων), Fleet (για άπειρους οδηγούς).
Παρά το γεγονός ότι όλο και περισσότεροι κατασκευαστές φορτηγών προτιμούν να εγκαθιστούν αυτόματα ή αυτοματοποιημένα κιβώτια ταχυτήτων στα προϊόντα τους, τα χειροκίνητα κιβώτια εξακολουθούν να έχουν σημαντικό μερίδιο στην κατηγορία των εμπορικών φορτηγών. Υπάρχουν ακόμα πολλοί θαυμαστές των αξιόπιστων και λογικών λύσεων χειροκίνητου κιβωτίου ταχυτήτων, που τους αρέσει να είναι υπεύθυνοι για τη διαδικασία αλλαγής ταχυτήτων με τη βοήθεια του χειροκίνητου κιβωτίου ταχυτήτων του φορτηγού. Τα κιβώτια δέκα ταχυτήτων παραμένουν ο πιο συνηθισμένος χειροκίνητος τύπος για βαρέα φορτηγά αυτοκινητοδρόμων, αν και τα κιβώτια 13 και 18 ταχυτήτων είναι δημοφιλή στους οδηγούς φορτηγών μεγάλων αποστάσεων και χρησιμοποιούνται συνήθως με κινητήρες υψηλής ιπποδύναμης. Τα φορτηγά που χρησιμοποιούνται στις κατασκευές και σε άλλα επαγγέλματα τείνουν να έχουν κιβώτια ταχυτήτων 11 ταχυτήτων "χαμηλή-χαμηλή" με τρεις σειρές σχέσεων αντί για τις δύο σε μεταδόσεις αυτοκινητοδρόμων. Τέτοιες γνωστές εταιρείες όπως η Eaton, η ZF και η Volvo δεν εγκαταλείπουν τις επιλογές χειροκίνητου κιβωτίου ταχυτήτων για φορτηγά και επαγγελματικά οχήματα. Η υιοθέτηση πλήρως αυτόματων κιβωτίων ταχυτήτων και AMT στα φορτηγά οφείλεται σε μεγάλο βαθμό στις απαιτήσεις των οδηγών για άνεση και ευκολία καθώς και σε ζητήματα ασφάλειας. Επομένως, είναι δύσκολο να γίνουν ακριβείς προβλέψεις για έναν τέτοιο κλάδο υψηλής τεχνολογίας, όπου οι εταιρείες καταβάλλουν μεγάλη προσπάθεια και σημαντικούς οικονομικούς πόρους για να αναπτύξουν εξαιρετικά περίπλοκες τεχνικές λύσεις που πριν από 10 ή 15 χρόνια φάνταζαν απίστευτες. Ποιος ξέρει, ίσως στο όχι και τόσο μακρινό μέλλον όλες οι εμπορικές λειτουργίες να εκτελούνται από αυτόνομα φορτηγά.