Между маховиком дизельного двигателя грузовика и разбросанными по поверхности дороги изношенной резиной находится длинный ряд компонентов, которые передают, перенаправляют, распределяют и умножают крутящий момент, который обеспечивает жизнь грузовику.

Центральное место в этом процессе занимает передача. Учитывая относительно ограниченный диапазон оборотов большого дизеля и контрастно широкий диапазон скоростей, который требуется для большинства применений, основная функция трансмиссии — поддерживать работу двигателя с максимальной эффективностью как можно дольше.

Но технологии, лежащие в основе трансмиссий, сильно различаются: разные технологии подходят для разных сегментов рынка.

Как всегда, традиции и опыт играют ключевую роль в выборе клиента, и теперь, как никогда, соображения водителя сильно влияют на выбранную спецификацию. Например, оператор, у которого возникают проблемы с поиском водителей, которые одновременно опытны и компетентны в управлении почтенной и в целом пуленепробиваемой 18-ступенчатой ​​коробкой передач постоянного зацепления Eaton Roadranger, выберет что-то, что не требует педали сцепления.

Следующим решением будет выбор между автоматизированной механической коробкой передач, в которой все еще есть сцепление и нажимной диск и, следовательно, изнашиваемые фрикционные поверхности, или полностью автоматической коробкой передач, в которой используется гидромуфта или гидротрансформатор.

Вот краткий обзор типов трансмиссий, доступных в настоящее время…

>> РУКОВОДСТВО ПО СИНХРОМЕШКЕ
Большинство производителей создают свои собственные трансмиссии этой категории. Технология проверена, легко экспортируется как за пределы корпоративных, так и географических границ и требует минимального обучения водителей за наименьшие деньги. Однако нелегко скорректировать или изменить соотношения в соответствии с поставленной задачей. Производитель стремится исправить это с помощью ряда предположений о том, как будет использоваться конкретная модель грузовика. Использование синхронизатора для зацепления коробки передач с шестернями снижает крутящий момент этих коробок передач, поэтому весовой диапазон коробки синхронизаторов обычно не выходит за рамки среднего режима работы.

>> РУКОВОДСТВО ПО ПОСТОЯННОЙ СЕТКЕ
Из всех передач эту освоить сложнее всего. Он разработан с учетом высокого крутящего момента и экстремальных условий и до сих пор является основным в Австралии для автопоездов и других многокомбинированных транспортных средств на большие расстояния. Компания Eaton является предпочтительным поставщиком в этой категории, а 18-ступенчатый расширенный рычаг коробки передач H-образной формы с кнопками прямой/повышающей передачи и переключения диапазонов запомнился тысячам водителей грузовиков по всей стране. Хороший оператор может поддерживать крутящий момент так же, как и любое автоматизированное руководство, но это навык, который может потребовать долгой (иногда дорогостоящей) практики.

>> АВТОМАТИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО (С ПЕДАЛЬЮ СЦЕПЛЕНИЯ ИЛИ БЕЗ)
Раньше Scania предлагала свое автоматизированное руководство с двумя или тремя педалями. Понятия не имею почему. Если вы хотите, чтобы компьютер управлял сцеплением, почему бы не позволить ему выполнять свою работу от начала до конца? Но мне сказали, что некоторые автопарки предпочитают, чтобы водители использовали сцепление для запуска, и, похоже, это наиболее популярно в профессиональных машинах.

Сама АМТ теперь является проверенной системой, но существует большая разница в скорости изменений. Один японский АМТ, который завод настойчиво строит сам, переключает передачи настолько медленно, что, вероятно, можно приготовить кофе, пока ждешь. Один из шведов очень хорош в этом, и быстрые изменения сводят перерывы в крутящем моменте к минимуму.

У Fuso есть свой вариант этой темы: его Duonic AMT имеет двойное сцепление, поэтому коробка заранее выбирает следующую передачу, когда вы ускоряетесь. Во время моей первой поездки меня зацепило в пределах 100 метров. На заводе были решены некоторые проблемы с надежностью, но в основном это легкая коробка для Canter. Вы пока не можете получить его в моделях средней или большой мощности.

Технически AMT представляет собой садовую коробку передач с постоянным зацеплением и автоматизированной системой сцепления, прикрепленной болтами и подключенной к сети. Это обеспечивает надежность и простоту обслуживания, если у вас есть подключаемый модуль диагностики для управления изменениями. Но это также означает, что в лучших версиях (то есть из Европы и США) вы можете настроить схему переключения передач, диапазон оборотов и время включения передачи в соответствии с вашим применением.

Например, во время моей первой поездки на Hino 700 с ZF AMT сразу стало ясно, что никто внимательно не изучал характеристики двигателя. Он набрал обороты, поэтому я переключился на ручной режим, перед заменой запустил большой двигатель Hino до 1050 об/мин, израсходовал гораздо меньше топлива и наслаждался более тихой ездой. Возвращаясь на гору Оусли, расположенную к северу от Вуллонгонга, я ехал не медленнее, чем грузовики, работавшие на компьютере.

>> ПОЛНОСТЬЮ АВТОМАТИЧЕСКИЙ
Мой любимый тест грузовика проводился в США несколько лет назад. На закрытом испытательном полигоне два одинаковых грузовика были прицеплены к прицепам одинаковой массы. У одного была автоматическая коробка передач Allison, а у другого — 18-ступенчатая механическая коробка передач Eaton Roadranger.

Грузовиком управлял студент колледжа, а водителем - профессиональный водитель. В дрэг-рейсинге вверх по крутому холму студент одержал щедрую победу. Потом, уже после гонки, выяснилось, что у студента на 75 лошадиных сил меньше!

Это была прекрасная иллюстрация разницы, которую дает непрерывный крутящий момент, а добиться этого можно только с полностью автоматической коробкой передач. «Ящик Эллисона» учитывает скорость дороги, используемый крутящий момент, скорость ускорения и угол наклона для расчета полной массы буровой установки. Затем он соответствующим образом управляет отображением сдвигов.

Коробка также обеспечивает оптимальное сцепление с дорогой в условиях бездорожья. В настоящее время полная автоматизация не используется в автопоездах между штатами или на шоссе. Есть некоторые разработки в процессе, но не задерживайте дыхание.

Самосвалы, бетоносмесители и насосы, мусоровозы и средства доставки в метро — вот где вы найдете наиболее широкое применение полноценных автомобилей, в некоторых случаях из-за высокой текучести водителей и возможности исключить дорогостоящую и регулярную замену сцепления.

>> ГИБРИДНЫЙ АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ РУЧНОЙ С ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ МОМЕНТА
У Mercedes-Benz есть уникальная возможность в области трансмиссий. Actros SLT — сверхтяжелый грузовик с профилем Actros и салоном Actros, но с новым комплектом нижнего белья. Привод на SLT осуществляется через Powershift AMT, но только после предварительного прохождения через гидротрансформатор.

Эти преимущества более актуальны для тяжелых грузовых перевозок, чем для любых других, где старт с места с экстремальным весом подвергает испытанию даже самую лучшую трансмиссию. На обычных АМТ, когда вы выбираете передачу, включается стартовая передача, и даже без газа вы будете ползти вперед, пока система включает сцепление. Но нажмите кнопку D на ТА, и вы все равно никуда не поедете. Передача включена, но гидротрансформатор не преобразует крутящий момент.

Только когда вы нажимаете на педаль газа, гидротрансформатор передает мощность в трансмиссию. Таким образом, сцепление полностью включено, а гидромуфта обеспечивает все проскальзывание. Это тяжелое решение, поскольку у вас фактически есть две трансмиссии в ряд, но для тяжелой задачи собственный вес не является ключевым критерием. SLT используются по всему миру в тяжеловесных парках крупнейших транспортных групп.

Трансмиссия коммерческого транспорта

СПЕЦИАЛИСТНЫЕ ПРОИЗВОДИТЕЛИ
Помимо заводов, которые проектируют и производят собственные трансмиссии, существуют специализированные производители коробок передач, которые поставляют свою продукцию на заводе и после первоначальной продажи.

>> ИТОН
Надежная механическая коробка передач Roadranger до сих пор известна как трансмиссия, которую предпочитают многие автопарки. Но Eaton не могла игнорировать общеотраслевую тенденцию к избавлению водителя от необходимости использовать сцепление, и поэтому были представлены Ultrashift и UltraShift Plus. По сути, это Roadranger с гидравлическим сцеплением и электронным управлением, поэтому затраты на разработку в основном были разумными. Даже в этом случае, после трогания с места, автомобили перейдут от медленного движения к движению по шоссе, все равно не касаясь сцепления.

>> ЗФ
Эта немецкая компания производит большинство типов и конфигураций коробок передач и мостов и пользуется наибольшей популярностью у европейских строителей. Теперь она продает полностью автоматическую технику, чтобы конкурировать с Allison, а также пользуется широкой поддержкой со стороны вооруженных сил НАТО в их потребностях в поставках и легком транспорте войск.

Его модульная конструкция TraXon является новаторской. По сути, это набор передач со сцеплением, двойным сцеплением, гибридом или гидротрансформатором спереди. Приложение определит, какая система лучше всего подходит, но благодаря общему ядру затраты сокращаются.

>> АЙСИН
Компания, принадлежащая группе Toyota, производит механические и автоматические коробки передач для групповых и негрупповых компаний, а также поставляет продукцию некоторым европейским автомобильным компаниям. Интересно, что вы все еще можете купить грузовик Hino с трансмиссией Allison, поэтому Aisin еще не охватывает все потенциальные возможности использования линейки грузовиков производителя.

>> ЭЛИСОН
Именно военные положили начало разработке трансмиссии Allison, хотя компания также проектировала и производила авиационные двигатели. Фактически, мое первое знакомство с Эллисон потребовало затычек для ушей. Визг четырех турбовинтовых двигателей Allison, воющих вокруг грузового отсека RAAF C130 Hercules, навсегда запечатлен в моей памяти Army Air Dispatch.

У компании Boral есть причина, состоящая из двух слов, чтобы отметить опцию Allison при заказе новых бетоновозов или гравийных грузовиков: «нулевое время простоя». Компания поставляет тяжелые автомобили компаниям, занимающимся строительным оборудованием, и вооруженным силам США, а также поставляет приводы для некоторых морских применений.

Руководителем продаж Эллисона в Австралии является Роберт Каваньино, который в свое «свободное» время является руководителем команды драгстеров Top Fuel. Между оглушительным треском нитродвигателей на последней встрече в Вашингтоне он рассказал мне о росте спроса на автомобили среди производителей, в основном обусловленном покупательским спросом.

Ключевым моментом является то, что эта тенденция теперь превратилась из необходимости из-за ограничений водителя в тенденцию эффективности из-за того, что автоматическая коробка максимизирует рабочие характеристики двигателя.

«Вот почему с АМТ развивается проблема», - сказал он.

«Европейские двигатели, в частности, представляют собой низкооборотные шестицилиндровые двигатели с высоким крутящим моментом, которым действительно требуется гидротрансформатор для обеспечения наилучших характеристик».

ПО ДОРОГЕ
На горизонте есть вещи, которые расширят диверсификацию технологий трансмиссии грузовиков на австралийских дорогах. И Allison, и ZF нацелены на операторов дальней связи с функциями, подходящими для этих приложений.

10-ступенчатая автоматическая коробка передач Allison TC10 с двумя промежуточными валами достаточно гибка для работы как в городских условиях, так и на шоссе, и обеспечивает смешанную архитектуру с полным переключением мощности, гидротрансформатором и конструкцией коробки передач с двумя промежуточными валами.

Компания провела тестирование на нескольких пользователях, которые добились в среднем пятипроцентного улучшения экономии топлива с помощью TC10 по сравнению с их нынешними моделями с ручным управлением и автоматизированным управлением.

Коробка передач рассчитана на мощность до 600 л.с. и крутящий момент 2305 Нм, имеет 10 передач вперед и две назад. Он оснащен электронным управлением Allison новейшего поколения, которое позволяет исключить ненужную замену масла и фильтров, а также расширенными функциями переключателя передач.

Стремление к инновациям выводит развитие трансмиссии в новые области. Например, компания ZF разработала пакет Innovation Truck, в котором имеется электродвигатель мощностью 120 кВт, встроенный непосредственно в колокол 12-ступенчатой ​​коробки передач.

Он не только функционирует как замедлитель, который восстанавливает энергию, но и имеет в запасе классный трюк в сочетании с сервоприводами рулевого управления, очень сложной программой и компьютерным планшетом. Короче говоря, водитель приезжает в депо, подъезжает к погрузочной площадке, выпрыгивает из грузовика, передает планшет персоналу погрузочной площадки и направляется в дом, чтобы вздремнуть.

Затем сотрудники депо используют планшет, чтобы повернуть грузовик в отсек, не задействуя двигатель. Электродвигатель выполняет маневр, дизельный двигатель также дремлет, а программное обеспечение управляет рулевым управлением.

Система продемонстрирована на DAF XF, тянущем полуприцеп с прицепом для свиней позади (см. главный рисунок). Двойное сочленение, кажется, не представляет проблемы для оператора, который управляет грузовиком одним пальцем, перетаскивая изображение прицепа на планшете в необходимое положение. Я могу вспомнить нескольких водителей B-double, которым нужна такая система...

БОЛЬШОЙ ВОПРОС: АВТО ИЛИ РУЧНАЯ?
На самый главный вопрос можно ответить только при внимательном изучении использования приложений и драйверов. Механическая коробка передач, независимо от того, управляет ли сцеплением водитель или компьютер, имеет ограничения, которые усугубляются непреодолимой тенденцией в конструкции и характеристиках двигателей.

С точки зрения непрофессионала, кажется, что волны крутящего момента, которые больше похожи на импульсы, когда вы уменьшаете количество цилиндров и снижаете обороты, могут вызывать скачки внутри трансмиссии, которые усиливаются вдоль трансмиссии, когда она соединена жесткой муфтой. например сцепление. Это может привести к тому, что ECM интерпретирует эти импульсы как входные сигналы водителя от дроссельной заслонки, что приведет к резкому срабатыванию двигателя даже в крейсерском режиме.

Один ведущий производитель, обладающий, вероятно, лучшим AMT на рынке с точки зрения удобства использования, прямо сейчас серьезно рассматривает возможность полной автоматики из-за огромных крутящих моментов, которые проходят через его собственные AMT.

Еще один показательный пример — большой швед, чей обшивка потолка V8 с крутящим моментом 3500 Нм ограничивает крутящий момент 200 Нм с первой по девятую передачу. Разработка коробки AMT для управления таким крутящим моментом на нижних передачах потребовала бы огромных инженерных усилий. Таким образом, хотя вы и доплачиваете за большой крутящий момент, вы получаете его только с 10-й передачи. Это означает, что оператор тяжелого транспорта не получает максимального рейтинга тогда, когда он в этом больше всего нуждается – например, при маневрировании необычного парома Manly Ferry вокруг промышленной зоны.

В конечном счете, увеличение крутящего момента осуществляется с помощью набора шестерен в AMT, а в автомобиле - с помощью гидромуфты, что резко снижает износ зубчатой ​​передачи.

Электроника АМТ может сделать очень мало, поскольку при включении передачи происходит жесткое сцепление. Таким образом, именно точка изменения находится в центре внимания ECM. Но автомобиль может контролировать передачу крутящего момента во время работы передачи, увеличивая крутящий момент, когда это необходимо – иногда без переключения передачи – а также сохраняя крутящий момент постоянным даже во время переключения передачи.

Межгосударственные перевозки, вероятно, станут последним бастионом механической коробки передач или коробки передач AMT. При сравнительно небольшой частоте переключений жёсткая муфта ничуть не уступает в эффективности авто. Экономия топлива за счет постоянного крутящего момента при ускорении минимальна, когда грузовик наконец выезжает на шоссе и едет с примерно 30 процентами доступного крутящего момента в течение дня или двух.

Как всегда, подсчитайте суммы и купите по цене всей жизни. Это может означать разницу между здоровой прибылью и огромным убытком.