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トラックのディーゼル エンジンのフライホイールと路面に散らばった摩耗したゴムの間には、トラックに命を与えるトルクを伝達、方向転換、分配、増幅するための部品が多数存在します。
このプロセスの中心となるのは トランスミッション大型ディーゼルエンジンの回転範囲は比較的限られており、ほとんどの用途ではそれとは対照的に幅広い速度範囲が要求されるため、トランスミッションの主な機能は、エンジンを可能な限り長時間、最高効率で稼働させることです。
しかし、トランスミッションの基盤となる技術は多岐にわたり、市場のさまざまなセグメントに魅力的な技術が異なります。
これまでと同様に、伝統と経験は顧客の選択において重要な役割を果たしますが、現在では、これまで以上にドライバーの考慮が、選択される仕様に大きく影響します。たとえば、由緒ある、一般的に堅牢なイートン ロードレンジャー 18 速コンスタント メッシュ ギアボックスの取り扱いに経験と能力のあるドライバーを見つけるのに苦労しているオペレーターは、クラッチ ペダルを必要としないものを選択するでしょう。
次の決定は、クラッチとプレッシャープレートを備え、摩耗しやすい摩擦面を持つ自動マニュアルか、流体カップリングまたはトルクコンバータを使用する完全自動変速機のどちらかを選択することです。
現在利用可能なトランスミッションの種類を簡単に見てみましょう。
>> SYNCHROMESH マニュアル
ほとんどのメーカーは、このカテゴリのトランスミッションを自社で製造しています。この技術は実証済みで、企業や地域の境界を越えて簡単に輸出でき、最小限のコストで最小限のドライバートレーニングしか必要としません。ただし、タスクに合わせて比率を調整または変更するのは簡単ではありません。メーカーは、特定のトラック モデルの使用方法に関する一連の仮定でこれを修正する傾向があります。ギアボックスをギアに噛み合わせるためにシンクロメッシュを使用すると、これらのギアボックスのトルク容量が減少するため、シンクロ ボックスの重量範囲は通常、中型を超えることはありません。
>> コンスタントメッシュマニュアル
すべてのトランスミッションの中で、これが最も習得が難しいものです。高トルク、過酷な条件を念頭に設計されており、オーストラリアではロードトレインやその他のマルチコンビネーション長距離用途で今でも定番となっています。このカテゴリではイートンが選ばれており、ダイレクト/オーバードライブとレンジ変更ボタンを備えた 18 速拡張 H パターン ギア レバーは、全国の何千人ものトラック ドライバーの意識に刻み込まれています。優れたオペレーターは、自動マニュアルと同様にトルクを維持できますが、これは多くの (場合によっては高価な) 練習を必要とするスキルです。
>> 自動マニュアル（クラッチペダルの有無にかかわらず）
スカニアは、2 ペダルまたは 3 ペダルのセットアップで自動マニュアルを提供していました。その理由はわかりません。クラッチを管理するコンピューターを導入するのであれば、最初から最後までコンピューターに任せればよいのではないでしょうか。しかし、一部の車両ではドライバーに始動時にクラッチを使用させることを好んでいると聞きました。また、職業用車両ではクラッチが最も人気があるようです。
AMT 自体は、今では実績のあるシステムですが、変速のスピードには大きな差があります。工場が自ら製造することにこだわる日本製の AMT は、ギア間の変速が非常に遅いため、待っている間にコーヒーを淹れられるかもしれません。スウェーデン製の AMT の 1 つは、これが非常に得意で、素早い変速によりトルクの中断を最小限に抑えています。
ふそうは、このテーマにひねりを加えています。デュオニック AMT にはデュアル クラッチがあり、加速時にギアボックスが次のギアを事前に選択します。初めて運転したとき、100 メートル以内でギアが固定されました。工場側が対処した信頼性の問題がいくつかありましたが、これは主にキャンター用の軽量ギアボックスです。中型または大型モデルにはまだ搭載されていません。
技術的には、AMT は、ボルトで固定されプラグインされた自動クラッチ システムを備えた、一般的なコンスタント メッシュ ギアボックスです。変更管理用のプラグイン診断機能がある限り、確立された信頼性とメンテナンスのしやすさが実現します。ただし、これは、最高級バージョン (つまり、ヨーロッパと米国のもの) では、シフト パターン、回転範囲、ギアの時間をアプリケーションに合わせてカスタマイズできることも意味します。
たとえば、ZF AMT 搭載の日野 700 を初めて運転したとき、誰もエンジン特性を詳しく調べていなかったことがすぐにわかりました。エンジンが猛烈に回転したので、マニュアル モードに切り替え、大きな日野エンジンを 1050 rpm まで下げてからシフトチェンジしたところ、燃料消費量が大幅に減り、静かな運転を楽しめました。ウーロンゴンのすぐ北にあるマウント オーズリーを登り返すときも、コンピューターに頼るトラックより遅くはありませんでした。
>> フルオートマチック
私が最も気に入っているトラック テストは、数年前に米国で実施されました。閉鎖されたテスト トラックで、2 台の同一トラックが同じ重量のトレーラーに連結されました。1 台には Allison のオートマチック ボックスが、もう 1 台には Eaton Roadranger の 18 速マニュアルが装備されていました。
オートトラックは大学生が運転し、マニュアル車はプロのドライバーが運転しました。急な坂を上るドラッグレースでは、学生が見事に勝利しました。レース後、学生の馬力は 75 馬力も劣っていたことが判明しました。
これは、途切れることのないトルクがもたらす違いを完璧に示しており、これはフルオートマチックトランスミッションでのみ実現できます。アリソンのトランスミッションは、道路の速度、使用されているトルク、加速率、傾斜角度を使用して、リグの総重量を計算します。その後、それに応じてシフトマッピングを管理します。
このボックスは、オフロード条件で最適な牽引力も意味します。現時点では、全自動は州間高速道路や高速道路のロードトレイン用途には見られません。いくつかの開発が進行中ですが、期待しないでください。
ダンプカー、コンクリート撹拌機およびポンプ車、廃棄物収集車、地下鉄配送ユニットは、フルオートが最も広く使用されている分野です。これは、ドライバーの離職率が高く、高額で定期的なクラッチ交換を省くことができるためである場合もあります。
>> トルクコンバータ付きハイブリッドオートマチックマニュアル
メルセデス・ベンツは、トランスミッション分野で独自の強みを持っています。Actros SLT は、Actros のプロファイルと内装を備えながらも、新しいアンダーウェアを備えた超大型トラックです。SLT の駆動は、まずトルク コンバーターを経由した後、Powershift AMT を経由します。
その利点は、重量物の運搬に最も関係があり、重量物のスタンディングスタートでは、最高のドライブラインでさえも試されます。従来の AMT では、ドライブを選択すると、スタートギアが噛み合い、システムがクラッチを噛み合わせるため、スロットルを操作しなくてもゆっくりと前進します。しかし、SLT の D ボタンを押しても、どこにも進みません。ギアは噛み合っていますが、トルクコンバーターはトルクを変換していません。
スロットルを踏んだときのみ、トルク コンバーターが動力をトランスミッションに伝達します。クラッチが完全に接続され、流体カップリングがすべてのスリップを処理します。実質的に 2 つのトランスミッションが並んでいるため、これは重いソリューションですが、重い作業の場合、自重は重要な基準ではありません。SLT は、世界中の大手輸送グループの重量物輸送車両で使用されています。
専門メーカー
独自のトランスミッションを設計および製造する工場とは別に、工場で製品を供給するか、最初の販売後に製品を供給する専門のギアボックス製造業者が存在します。
>> イートン
非常に頑丈なロードレンジャー マニュアル トランスミッションは、今でも多くのフリートにとっての選択肢として知られています。しかし、イートンは、ドライバーがクラッチを使用する必要性を軽減するという業界全体の傾向を無視できず、ウルトラシフトとウルトラシフト プラスを導入しました。基本的には、電子制御の油圧クラッチを備えたロードレンジャーなので、開発コストは主にスマート化に費やされました。それでも、発進後は、とにかくクラッチに触れることなく、ゆっくりとした速度から高速道路での巡航に移行します。
>> ZF
このドイツ企業は、ほとんどのタイプと構成のギアボックスと車軸を製造しており、ヨーロッパのメーカーに最も人気があります。同社は現在、アリソンと競合するフルオートマチックを販売しており、NATO 軍の補給および軽量兵員輸送の要件においても幅広いサポートを受けています。
TraXon のモジュラー設計は先駆的です。基本的には、クラッチ、デュアル クラッチ、ハイブリッド、またはトルク コンバータ モジュールのいずれかを前面に備えたギアのセットです。どのシステムが最適かはアプリケーションによって決まりますが、コアが共通であるためコストが削減されます。
>> アイシン
トヨタグループ傘下の同社は、グループ内外の企業向けにマニュアルおよびオートマチックトランスミッションを製造しており、欧州の自動車メーカーにも供給している。興味深いことに、アリソントランスミッションを搭載した日野のトラックを今でも購入できるので、アイシンはまだ、このメーカーのトラックの潜在的用途すべてをカバーしているわけではない。
>> アリソン
アリソン社のトランスミッション開発は軍が始めたものですが、同社は航空エンジンも設計・製造しています。実際、私が初めてアリソン社を知ったときは耳栓が必要でした。オーストラリア空軍の C130 ハーキュリーズの貨物室で 4 機のアリソン ターボプロップ機が唸り声をあげていた音は、私の陸軍航空派遣部隊の記憶に永遠に刻み込まれています。
ボラル社が新しいコンクリートトラックや砂利トラックを注文する際にアリソン社のオプションボックスにチェックを入れる理由はたった2語、「ダウンタイムゼロ」だ。同社は建設機械メーカーや米軍に大型トラックを供給しており、一部の海洋用途向けの駆動ユニットも提供している。
アリソンのオーストラリアの営業責任者は、余暇にはトップフューエル ドラッグスター チームの責任者を務めるロバート カヴァニーノ氏です。前回の西オーストラリア大会で耳をつんざくようなニトロ エンジンの音を響かせながら、彼は主に顧客の需要によってメーカー間で自動車の採用が増加していることを私に話してくれました。
重要な点は、この傾向が、ドライバーの制限による必要性から、オートマチック ボックスがエンジンの性能特性を最大限に引き出す方法による効率性へと発展している点です。
「それが、AMT に問題が生じている理由です」と彼は語った。
「特にヨーロッパのエンジンは低回転、高トルクの6気筒で、最高のパフォーマンスを発揮するにはトルクコンバーターが本当に必要です。」
道を下って
オーストラリアの道路を走るトラックのトランスミッション技術の多様化を拡大する動きが近づいています。アリソンと ZF はどちらも、こうした用途に適した機能を備えた長距離オペレーターをターゲットにしています。
アリソンの TC10 ツイン カウンターシャフト 10 速オートマチック トランスミッションは、市街地と高速道路の両方の原動機デューティ サイクルに十分な柔軟性を備えており、フルパワー シフト、トルク コンバーター、ツイン カウンターシャフト ギアボックス設計を組み合わせたアーキテクチャを提供します。
同社ではテストユーザー車両を運用しており、現行のマニュアルおよび自動マニュアルモデルと比較して、TC10 で平均 5% の燃費向上を達成しました。
ギアボックスの定格出力は最大 600 馬力、トルクは 2305 Nm、前進 10 速、後進 2 速です。また、予測機能により不要なオイルやフィルターの交換をなくし、シフト セレクター機能も強化された、アリソンの最新世代の電子制御が装備されています。
イノベーションの推進により、トランスミッション開発は新たな分野へと進んでいます。たとえば、ZF は 12 速トランスミッションのベルハウジングに直接組み込まれた 120kW の電気モーターを搭載したイノベーション トラック パッケージを開発しました。
このシステムは、エネルギーを回収するリターダとして機能するだけでなく、ステアリング サーボ、非常に複雑なソフトウェア プログラム、およびコンピューター タブレットと組み合わせることで、優れた機能を発揮します。つまり、ドライバーは車庫に到着して積み込み場の近くに車を停め、トラックから飛び降りて、積み込み場の担当者にタブレットを渡し、仮眠をとるために屋内に向かいます。
その後、車両基地の職員はタブレット端末を使って、エンジンを使わずにトラックをバックで車両基地に進入させる。ディーゼルエンジンも休止状態にある間に電気モーターが操作を担当し、ソフトウェアがステアリングを操作する。
このシステムは、DAF XF が大型トレーラーを牽引してセミトレーラーを牽引している様子を実演しています (先頭の写真を参照)。ダブルアーティキュレーションは、オペレーターにとって問題ないようで、トレーラーのグラフィックをタブレット上で 1 本の指でドラッグして必要な位置にトラックを誘導します。このようなシステムを必要とする B-ダブル ドライバーが何人か思い浮かびます...
大きな疑問：自動か手動か？
最大の疑問は、アプリケーションとドライバーの使用状況を綿密に調べることでしか答えられません。クラッチをドライバーが操作するかコンピューターが操作するかにかかわらず、マニュアルには限界があり、エンジンの設計と特性の止められないトレンドによって限界が拡大しています。
平たく言えば、シリンダー数を減らして回転数を下げると、トルクの波がパルスに似たものとなり、クラッチなどのハードカップリングで接続されると、トランスミッション内でサージを発生させ、ドライブラインに沿って増幅されるようです。その結果、ECM がこれらのパルスをドライバーのスロットル入力と解釈し、クルーズモードであってもエンジンがハンティングする原因となります。
使いやすさの点ではおそらく市場で最高の AMT を持つあるトップ メーカーは、自社の AMT にかかるトルク負荷が非常に大きいため、現在、フル オートマチックを真剣に検討しています。
もうひとつの例は、大型のスウェーデン車です。この車の主力エンジンは 3500Nm の V8 で、1 速から 9 速までのトルクは 200Nm に制限されています。低速ギアでそのようなトルクを処理できる AMT ボックスを開発するには、膨大なエンジニアリング作業が必要になります。つまり、大きなトルク値のために追加料金を支払ったとしても、そのトルクを得られるのは 10 速からだけです。つまり、重量物を運搬するオペレーターは、たとえば工業地帯でマンリー フェリーを操縦するときなど、最も必要なときに最大定格を得ることができません。
最終的に、トルクの増幅は AMT のギア セットによって行われますが、オートマチックの流体カップリングによって行われるため、ギア トレインの摩耗が大幅に減少します。
AMT の電子機器は、ギアが噛み合うとハード カップリングになるため、できることは限られています。したがって、ECM の焦点は変更ポイントにあります。ただし、オートマチックは、ギアが作動している間にトルクの伝達を制御し、必要に応じて (場合によってはギアを変更せずに) トルクを増加させ、ギア変更中でもトルクを一定に保つことができます。
州間高速道路での作業は、マニュアルまたは AMT トランスミッションの最後の砦となる可能性が高い。交換頻度が比較的低いため、ハード カップリングはオートマチックに比べて効率が劣ることはない。加速時の一定トルクによる燃料節約は、トラックが最終的に高速道路に乗り、1 日か 2 日間、利用可能なトルクの約 30 % を使用して巡航している場合、ごくわずかである。
いつものように、計算して、生涯コストで購入してください。それは、十分な利益を得るか、または壊滅的な損失を得るかの違いを意味するかもしれません。