galego
Cando se desprazan, os vehículos vense afectados por diferentes forzas de resistencia, como a forza de rozamento da interacción coa superficie da estrada. Polo tanto, os vehículos teñen que acumular a potencia necesaria para vencer as forzas de resistencia para comezar desde parado e acelerar. A resistencia da estrada chámase resistencia á tracción, e a tracción, que supera esta resistencia, crea o efecto de tracción. Ademais da resistencia da estrada, os vehículos teñen que soportar a resistencia do aire. Para os camións é especialmente importante, xa que a resistencia do aire é proporcional á área de proxección frontal do vehículo e á súa velocidade elevada á terceira potencia (s^3). Así, os fabricantes de camións teñen que prestar moita atención non só á caixa de cambios e ao parámetro da relación de transmisión (min e max), senón que tamén correlacionan estes parámetros coa potencia, o peso propio do vehículo, o peso bruto do vehículo, etc. Ao seleccionar a caixa de cambios para un vehículo, os especialistas teñen en conta a relación potencia-peso, é dicir, a relación entre a potencia máxima do motor e o seu peso bruto.
As características da caixa de cambios teñen un efecto significativo na eficiencia do combustible. Empresas coñecidas como Eaton, Allison, ZF desenvolven continuamente novas solucións de caixas de cambios, que proporcionan vantaxes importantes para os propietarios de camións comerciais. Hai que ter en conta que o rendemento da transmisión depende das condicións da estrada, do ciclo de funcionamento do motor (períodos longos de condución con velocidade constante ou de paradas e arranques frecuentes), da velocidade media do vehículo, etc.
Os camións varían moito en tamaño, potencia e configuración; variedades máis pequenas poden ser mecánicamente similares a algúns automóbiles de pasaxeiros. Estes vehículos poden ser moi grandes e potentes, podendo configurarse para axustar equipamentos especializados, como no caso dos camións de bombeiros e das formigoneiras e das escavadoras de succión. Os camións modernos son en gran parte propulsados por motores diésel, aínda que existen camións pequenos e medianos con motores de gasolina nos Estados Unidos, Canadá e México. Os camións modernos están deseñados para percorrer longas distancias. Polo tanto, estes vehículos deben estar equipados con caixas de cambios moi fiables e duradeiros.
A transmisión do camión é unha combinación de unidades interrelacionadas, que axudan a transmitir o par motor ás rodas motrices. Ademais, o valor do par e a súa dirección poden cambiar dependendo doutros factores. As transmisións de diferentes marcas e modelos de camións teñen as súas peculiaridades, que están determinadas por factores como o número de eixes motriz, as características individuais do deseño do vehículo, etc. As transmisións estándar de camións manuais inclúen necesariamente compoñentes como embrague, caixa de cambios, eixe de transmisión, transferencia. caso.
En canto ao par, que se transmite coa axuda da transmisión ás rodas principais do camión, é directamente proporcional ás relacións de transmisión da transmisión. As relacións de transmisión son determinadas polos enxeñeiros para cada vehículo en particular durante o proceso de desenvolvemento. O valor de par está determinado por características técnicas e dinámicas, que deben ser implementadas no modelo que se está a desenvolver.
Arrastrarse por zonas urbanas estreitas no tráfico con paradas e marchas frecuentes, moverse polas pistas de pneumáticos dun emprazamento enloado de construción ou rodar polas obrigas do lixo residencial: a aplicación específica de camións ou vehículos comerciais de Clase 6-8 pode establecer requisitos específicos para as caixas de cambios. en comparación cos seus homólogos na estrada. Con todo, non detivo unha tendencia xeral de automatización en camións e vehículos comerciais, que afectou especialmente ás caixas de cambios.
A caixa de cambios manual foi probada durante décadas por millóns de condutores de camións comerciais, que consideran que esta solución é a solución máis axeitada para os camións: as caixas de cambios manuais son sinxelas, relativamente baratas tanto en produción como en mantemento, e garanten un reducido consumo de combustible. Non obstante, as caixas de cambios manuais teñen unha desvantaxe importante, que pode eclipsar todos os méritos mencionados anteriormente e provocar descontento entre os condutores: o cambio manual de marchas e as manipulacións simultáneas cos pedais poden ser bastante problemáticos, especialmente no tráfico urbano. Non é de estrañar que hoxe en día os fabricantes de camións, coas últimas tecnoloxías á súa disposición, intenten satisfacer os requisitos dos condutores e facer que o proceso de cambio de marchas sexa máis cómodo e seguro. Segundo numerosos traballos de investigación, América do Norte segue a Europa na tendencia de "sen cambio", xa que as caixas de cambios manuais automáticas e automatizadas seguen gañando popularidade no segmento dos camións comerciais. Os motivos inclúen unha maior eficiencia do combustible e unha maior contratación de condutores e produtividade que cos manuais, xunto cunha maior seguridade.
Nos camións pequenos podes atopar caixas de cambios manuais que semellan solucións de cambio aplicadas nos turismos. Adoitan ter aproximadamente seis marchas e normalmente teñen un sincronizador. Para estes camións, o patrón H simple é fácil de manexar. Non obstante, faise un pouco máis complicado cando se trata de camións máis grandes e vehículos comerciais con máis marchas. Nestes camións máis grandes normalmente hai controis adicionais para axudar a xestionar o control das diferentes marchas. Nos camións máis antigos, o control adoita ser unha panca separada montada no chan ou, máis recentemente: un interruptor pneumático montado na panca "H"; nos camións máis novos o control adoita ser un interruptor eléctrico montado na panca "H". As caixas de cambios de control múltiple están construídas con potencias moi superiores, pero raramente usan sincronización. Hai varias alternativas comúns para o patrón de cambio: rango, divisor, divisor de rango. As caixas de cambios manuais dos camións de hoxe son máis comúnmente "divisores de rango".
As transmisións automáticas modernas teñen diferenzas significativas coas súas predecesoras, que se usaban nos camións comerciais. A principal diferenza reside na cantidade de gamas de marchas e no propio principio de control da transmisión do camión. A cantidade de marchas nas antigas caixas de cambios automáticas limitouse a 5, e o control realizouse coa axuda do sistema hidráulico. Hoxe en día, os fabricantes de transmisións ofrecen caixas de cambios automáticas con máis de 5 marchas, que se controlan mediante electrónica. Ademais, as caixas de cambios automáticas modernas están equipadas co bloqueo do convertidor de par.
A lista de vantaxes das modernas caixas de cambios automáticas para camións comerciais inclúe un proceso de cambio de marchas suave. O consumo de combustible nas estradas rurais é comparable ao nivel de consumo cando se utiliza a caixa de cambios manual. A transmisión automática permite que os condutores conduzan o camión con máis facilidade e seguridade, prestando máis atención á estrada e non distraíndose co cambio manual de marchas. Os principais inconvenientes competitivos das caixas de cambios automáticas para camións comerciais son o aumento do consumo de combustible, o mantemento e os problemas de transmisión automática que resultan en custosos servizos de reparación.
A transmisión manual automatizada (AMT) considérase outra solución de transmisión prometedora para camións e vehículos comerciais. Os AMT son similares ás transmisións manuais en canto a capacidades funcionais e principios de funcionamento. Pódese dicir que AMT é case o mesmo que a caixa de cambios manual, pero inclúe servomotores e accionamentos hidráulicos, que controlan a operación do embrague e o proceso de cambio de marchas. Os AMT destacan pola súa eficiencia. Ademais, as transmisións automatizadas non son tan caras en mantemento e reparación como as transmisións automáticas, e o consumo de combustible das transmisións automáticas é compatible co nivel das caixas de cambios manuais (ás veces as AMT poden aforrar aínda máis combustible). Se os camións con caixas de cambios automáticas son fáciles de usar, pero requiren gastos considerables en combustible e servizos, os camións con AMT resultan non só cómodos, senón tamén económicamente viables.
Non obstante, hai que ter en conta que cando cambias unha caixa de cambios manual ou AMT e accionas o embrague, o par motor interrómpese e esa potencia non se transfire pola transmisión ás rodas. Nunha transmisión totalmente automática, o conversor de par permítelle cambiar as marchas da transmisión sen interromper o par que vai do motor ás rodas.
Dado que as caixas de cambios automáticas e as solucións AMT impulsan gradualmente as opcións de cambio manual do mercado de transmisións para camións e vehículos comerciais, revisaremos este tipo de caixas con máis detalle.
A transmisión automática común inclúe o convertidor de par, a parte mecánica, o sistema de control e os mecanismos auxiliares. O conversor de par serve como mecanismo de transmisión hidráulico, no que a potencia é transferida polo fluxo de ATF. O conversor de par está formado polo impulsor da bomba, o rodete da turbina e o motor de arranque. O mecanismo de bloqueo garante unha mellor economía de combustible. O conversor de par proporciona a conexión entre o motor e a transmisión, reduce as cargas dinámicas, evita que o motor se pare durante as sobrecargas e aumenta o par do motor ao arrancar desde parado e en condicións difíciles da estrada.
As transmisións automáticas teñen 3 engrenaxes planetarias e embragues de fricción, que garanten o proceso de cambio de marchas da transmisión. O valor da relación de transmisión cambia gradualmente sen interromper o fluxo de enerxía. O cambio de marchas da transmisión realízao o sistema de control en modo automático. Moitos modelos de transmisións automáticas están equipados cun retardador hidrodinámico, que serve para ralentizar o vehículo e reducir o desgaste das pastillas de freo. O retardador adoita instalarse en transmisións automáticas para autobuses e maquinaria e vehículos que operan en zonas montañosas. As avanzadas unidades de control electrónico (ECU) das transmisións automáticas garanten unha alta adaptabilidade ás condicións da estrada e ao estilo de condución, e permiten implementar funcións adicionais. A petición do cliente, a transmisión automática pode estar equipada con cambios de cambio automáticos tipo botón ou panca.
Allison Transmission, un dos maiores fabricantes mundiais de transmisións automáticas para camións e vehículos comerciais, equipa as súas solucións de transmisión co sistema de diagnóstico de transmisión de camións denominado Prognostics, que permite ao condutor supervisar o estado dos principais compoñentes do vehículo. A función Oil Life Filter controla o consumo de combustible, aforrando o combustible durante a condución e durante o funcionamento en ralentí do motor. A función Filter Life Monitor informa ao condutor sobre a necesidade de cambiar o filtro de transmisión. A función Monitor de saúde de transmisión supervisa o estado dos circuítos de transmisión e advirte ao condutor sobre a necesidade dun mantemento e reaxuste oportunos.
Hoxe Allison Transmission ofrece unha ampla gama de solucións de transmisión para camións e vehículos comerciais (modelos de transmisión das Series 1000, 2000, 3000 e 4000). Outra solución de transmisión automática TC10 foi deseñada por Allison para vehículos de tracción. As transmisións Allison da serie Torqmatic úsanse para os autobuses. Os camións pesados, que se usan na minería e na construción, adoitan estar equipados con transmisións Allison Series 5000, 6000, 8000 e 9000.
Volvo, un coñecido fabricante de camións, tamén ofrece solucións eficientes de transmisión automática, como Powertronic. O Powertronic é unha transmisión automática totalmente de 6 velocidades con control electrónico, que está deseñada para o movemento con operacións frecuentes de parada e arranque. A transmisión do camión Powertronic está equipada co conversor de par para garantir unha elevada forza de propulsión ao arrancar desde parado sen interrupcións do par transmitido ás rodas motrices. Polo tanto, esta transmisión é unha opción ideal para os camións Volvo que operan en obras e no tráfico urbano.
A empresa Voith ofrece a familia de transmisións automáticas denominada DIWA, destinada a autobuses urbanos e suburbanos. A principal característica destas transmisións automáticas é que o par motor transmítese tanto mecánicamente como hidráulicamente. A partir de parada realízase hidráulicamente, e a medida que aumenta a velocidade de movemento a participación hidráulica vaise substituíndo paulatinamente pola parte mecánica. Nótese que a potencia do motor divídese antes do enganche do convertidor de par e combínase despois. Así, o conversor de par e dúas engrenaxes planetarias forman a primeira engrenaxe hidromecánica. Polo tanto, a transmisión DIWA funciona con alta eficiencia nunha ampla gama de velocidades, garantindo un arranque suave desde parado e unha aceleración constante. Despois, o sistema de transmisión activa a transferencia de par puramente mecánica, que opera con menos perdas. O conversor de par funciona simultaneamente como un retardador hidráulico, o que garante a activación inmediata do freo hidráulico independentemente da marcha acoplada.
A alta eficiencia desta transmisión conséguese grazas á combinación "conversor de par diferencial". Mentres que as transmisións automáticas comúns cambian de marcha 2-3 veces ao inicio, Voith DIWA continúa usando a 1ª marcha, enganchando simultáneamente o conversor de par e as pezas da transmisión mecánica do camión. Polo tanto, un número menor de quendas fai que o movemento do autobús sexa máis suave e reduce o desgaste dos discos de fricción. O conversor de par en DIWA está situado no medio da caixa de cambios, este posicionamento axudou a desfacerse de tubos e mangueiras de conexión excesivas.
A empresa alemá ZF tamén ofrece solucións de transmisión notables para camións e vehículos comerciais. Por exemplo, a transmisión automática de 6 velocidades ZF EcoLife está destinada a camións e autobuses. Esta transmisión ten un sistema de refrixeración eficiente, que permite operar en condicións de temperatura máis severas cando a temperatura do aceite da transmisión no intercambiador de calor alcanza os 120 °C. Ademais, os enxeñeiros de ZF usaron aquí o conversor de par con maiores taxas de aceleración cando o parámetro RPM do motor é baixo. O amortiguador de vibracións de par integrado reduce o consumo de combustible ao arrancar desde parado mediante a desactivación rápida do bloqueo do convertidor de par.
Outra transmisión automática ZF-PowerLine de 6 velocidades, destinada a vehículos comerciais lixeiros, destaca polo seu aforro de combustible grazas a un avanzado conversor de par. Nótese que o conversor de par de transmisión automática nas caixas de cambios ZF úsase ao comezo do movemento e deixa de funcionar cando o coche acelera ata unha velocidade de 10-15 km/h. neste caso non hai necesidade de usar a 1ª marcha "prolongada". A familia de transmisións ZF Ecomat foi deseñada especificamente para autobuses urbanos e vehículos especiais.
Hoxe, a electrónica xoga un papel importante no control dos diferentes sistemas implementados nos camións. Actualmente, o microprocesador regula o funcionamento non só do aceso do motor, senón tamén do embrague e da caixa de cambios. A principal vantaxe do control electrónico sobre as opcións mecánicas, hidráulicas ou pneumáticas é a mellor resposta e a posibilidade de combinar un gran número de parámetros. Pódense cambiar diferentes modos de operación reconfigurando o software, en lugar de facer cambios no deseño da transmisión. Así, a electrónica garante un funcionamento máis rendible do vehículo e unha experiencia de condución máis segura. Polo tanto, cada vez máis camións (especialmente camións pesados) están equipados con transmisións manuais automatizadas. Moita xente confunde este tipo de transmisión coa solución de cambio automático de marchas, pero as transmisións automáticas, a diferenza de AMT, teñen convertidores de par.
O deseño da transmisión automática pode incluír un accionamento electromecánico, electroneumático ou electrohidráulico, que converte os sinais recibidos da unidade de control electrónico (ECU) nun desprazamento angular da garfo do embrague. O propio AMT presenta o electromotor co servoaccionamento, que move o garfo do embrague. Esta solución técnica aparentemente sinxela está controlada polo complicado software, que procesa os sinais da palanca do joystick, situada na cabina do camión, cando o condutor cambia de marcha. Polo tanto, só hai dous pedais na cabina do camión equipado co AMT: gas e freo. Tal transmisión de camión apareceu a finais dos 90 e inicialmente esta tecnoloxía foi percibida polos condutores con desconfianza. Ademais, naqueles tempos, as transmisións automatizadas eran significativamente máis caras que as transmisións manuais. Pero hoxe en día, co desenvolvemento de tecnoloxías máis avanzadas e rendibles, cada vez máis camións están equipados con transmisións automatizadas. Eaton foi a primeira empresa no mercado de transmisións automatizadas coa súa transmisión AutoShift lanzada nos anos 90. Desde entón, a carteira de produtos de Eaton complementouse cun UltraShift de gama media de 6 velocidades e con UltraShift Plus de 10, 11, 13 e 18 velocidades.
A transmisión mecánica automatizada (AMT) está gañando popularidade na industria do automóbil, debido á súa combinación das vantaxes das transmisións mecánicas e as transmisións automáticas en termos de consumo de combustible, baixo custo, mellora da comodidade de condución e calidade de cambio. Hoxe en día, as transmisións manuais automatizadas para camións son producidas por unha ampla gama de empresas: ZF, Volvo, Daimler AG, Eaton, Mack, Detroit Diesel, Mercedes, Man, etc. Agora vexamos máis de cerca as notables solucións AMT que ofrecen estas empresas.
Volvo Trucks ofrece a transmisión manual automatizada de 6 velocidades I-Sync, destinada aos camións Volvo FL. Esta transmisión de camión está especialmente deseñada para o motor D7 e para circular por rúas urbanas e zonas suburbanas. O accionamento electrohidráulico garante un cambio de marcha suave cando se conduce en tráfico urbano denso con paradas frecuentes . A transmisión I-Sync está dispoñible en dúas versións: para o motor D5K e para o motor D8K. A panca, montada detrás do volante, permite ao condutor seleccionar o modo de cambio de marchas manual ou automático. Non hai pedal de embrague nos camións con transmisión I-Sync; a cambio manual de marchas realízase coa axuda da panca mencionada anteriormente. No modo automático, a transmisión I-Sync cambia de marcha de forma independente nun momento ben elixido. A capacidade de torque desta transmisión pode alcanzar ata 1050 Nm, o que fai da transmisión I-Sync unha opción ideal para camións que operan en zonas urbanas.
Outra solución AMT coñecida desenvolvida por Volvo Trucks é a transmisión I-Shift. Esta transmisión baséase nunha caixa de cambios manual de malla constante. O compoñente principal desta transmisión "intelixente" é a unidade de control electrónico (ECU), que controla o funcionamento do embrague da transmisión e o proceso de cambio de marchas. A ECU cambia as marchas con moita precisión grazas á análise de datos sobre a velocidade do camión, o peso, o par necesario, a inclinación da estrada e outros parámetros. O sistema tamén intercambia datos co motor, que, á súa vez, regula a taxa de RPM e o freo do motor para a máxima eficiencia. Esta solución de transmisión está deseñada para aforrar ata un 5% de combustible. Esta transmisión automática pode ter unha ou dúas marchas reductoras de velocidade, así como a opción con marchas atrás adicionais. Os reductores de velocidade melloran significativamente a capacidade de arranque desde parado, reducen a carga do embrague ata o 75 % e axudan a evitar servizos de reparación adicionais.
Mack Trucks ofrece transmisións automatizadas mDrive (12 velocidades) e mDrive HD (variantes de 13 e 14 velocidades) destinadas a diferentes modelos de camións Mack.
As transmisións de camións Mack están desenvolvidas para funcionar sen problemas cos motores e eixes Mack MP, polo que non hai problemas de compatibilidade ou rendemento. Con materiais duradeiros, operación sinxela e fabricación estadounidense, estas solucións de transmisión garanten non só un cambio de marchas eficiente, senón tamén un aforro de combustible, un desgaste reducido e unha experiencia de condución cómoda.
Detroit Diesel Corporation, unha subsidiaria de Daimler Trucks North America (propiedade total de German Daimler AG), ofrece transmisión manual automatizada DT12 destinada a camións pesados. Esta transmisión do camión garante un rendemento suave do cambio de marchas, durabilidade e facilidade de operación.
A transmisión DT12 conecta o motor cos eixes e comunícase co DD13 e DD15 nunha rede electrónica integrada para compartir datos que reducen os danos, como a sobrecarga do embrague da transmisión e a protección da transmisión. O DT12 utiliza información dun mapa topográfico para manipular tanto as funcións do motor como da caixa de cambios, aproveitando a contorna do camión.
A familia de transmisións automatizadas Mercedes-Benz PowerShift inclúe varios modelos de transmisións. O proceso de cambio de marchas nos camións equipados co PowerShift de 12 velocidades implícase de forma rápida e sen problemas. Esta transmisión ten un modo de "manobra" e marchas para o tráfico da liña principal a altas velocidades e baixo nivel de RPM. Os camións de transporte en liña Mercedes-Benz Actros están equipados cunha versión actualizada PowerShift 2. Grazas ao uso do sistema de sensor avanzado, as marchas cámbianse de forma máis rápida e suave. Os camións de construción Mercedes-Benz Actros están equipados co AMT PowerShift Off-road de 12 velocidades, que ten varios modos de funcionamento e 4 marchas atrás. O deseño desta caixa de cambios tamén inclúe un sensor de inclinación e un avanzado sistema de arranque suave dende parado. O AMT PowerShift GO 240-8 de 8 velocidades está instalado nos autocares turísticos Mercedes-Benz Travego e Turismo.
MAN Nutzfahrzeuge Gruppe produce transmisións TipMatic automatizadas, que crean unha síntese perfecta de confort e eficiencia. A transmisión TipMatic de 12 velocidades co modo "todoterreo" e 2 marchas atrás foi deseñada para camións pesados TGX e TGS.
Esta transmisión automática pode ter unha marcha directa ou sobremarcha. Os modos de operación son seleccionados coa axuda do selector da consola central, mentres que as marchas son cambiadas mediante o cambio de velocidade inferior. A transmisión TipMatic pode estar equipada co retardador MAN PriTarder ou co retardador ZF. A petición, TipMatic pode estar equipado con programas de control especiais: Profi (modo de cambio manual kick-down), Fleet (para condutores inexpertos).
A pesar de que cada vez son máis os fabricantes de camións que prefiren instalar transmisións automáticas ou automatizadas nos seus produtos, as transmisións manuais aínda teñen unha participación importante no segmento dos camións comerciais. Aínda hai moitos admiradores de solucións de transmisión manual fiables e a prezos razoables, aos que lles gusta estar a cargo do proceso de cambio de marchas coa axuda do cambio manual do camión. As transmisións de dez velocidades seguen sendo o tipo manual máis común para camións pesados de estrada, aínda que as caixas de 13 e 18 velocidades son populares entre os condutores de camións de longa distancia e adoitan aplicarse con motores de gran potencia. Os camións utilizados na construción e outras vocacións adoitan ter caixas de cambios "baixa-baixa" de 11 velocidades con tres rangos de relación en lugar dos dous nas transmisións por estrada. Empresas tan coñecidas como Eaton, ZF e Volvo non renuncian ás opcións de transmisión manual para camións e vehículos comerciais. A adopción de transmisións totalmente automáticas e AMT nos camións foi impulsada en gran parte polas demandas dos condutores de comodidade e comodidade, así como problemas de seguridade. Polo tanto, é difícil facer predicións precisas para unha industria tan alta tecnoloxía, onde as empresas dedican moito esforzo e recursos financeiros importantes para desenvolver solucións técnicas extremadamente complicadas que hai 10 ou 15 anos parecían incribles. Quen sabe, quizais nun futuro non tan afastado todas as operacións comerciais sexan realizadas por camións autónomos.