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在卡車柴油引擎的飛輪和路面上散落的磨損橡膠之間,有一長串的部件來傳遞、重定向、分配和倍增扭矩,從而確保卡車的使用壽命。
這個過程的核心是 傳輸。鑑於大型柴油引擎的轉速範圍相對有限,而大多數應用所需的速度範圍相對較大,變速箱的主要功能是使引擎盡可能長時間地以最高效率運轉。
但支撐變速箱的技術差異很大,不同的技術吸引不同的市場領域。
與以往一樣,傳統和經驗在客戶選擇中發揮關鍵作用,而現在,駕駛員的考慮因素比以往任何時候都對所選的規格產生更大的影響。例如,如果操作員很難找到經驗豐富且有能力操作古老且防彈的 Eaton Roadranger 18 速常嚙合變速箱的駕駛員,他就會選擇不需要離合器踏板的變速箱。
下一個決定將是在仍然具有離合器和壓盤以及因此耐磨摩擦表面的自動手動變速箱或使用液壓耦合器或液壓變矩器的全自動變速箱之間進行選擇。
以下是目前可用的傳輸類型的快速瀏覽…
>> 同步網格手冊
大多數製造商都生產自己的此類變速箱。該技術經過驗證,可以輕鬆地跨公司和地理邊界出口,並且需要最少的駕駛員培訓,花費最少的錢。然而,調整或修改比率以適應任務並不容易。製造商傾向於透過一系列關於如何使用特定卡車型號的假設來解決這個問題。使用同步器使變速箱與齒輪嚙合會降低這些變速箱的扭力容量,因此同步器的重量範圍通常不會超過中型。
>> 恆定網格手冊
在所有傳輸中,這是最難掌握的。它在設計時考慮了高扭矩、極端條件,並且仍然是澳洲公路列車和其他多組合長途應用的主要產品。伊頓是此類產品的首選供應商,帶有直接/超速檔和換檔按鈕的 18 速加長 H 型變速桿已深深烙印在全國數千名卡車司機的意識中。一個好的操作員可以像任何自動手動一樣保持扭矩,但這是一項需要大量(有時昂貴)練習的技能。
>> 自動手動(有或沒有離合器踏板)
斯堪尼亞過去提供兩踏板或三踏板設定的自動手排變速箱。我不知道為什麼。如果您打算使用電腦來管理離合器,為什麼不讓它自始至終完成其工作呢?但我聽說有些車隊喜歡讓駕駛員使用離合器來啟動,而且它似乎在職業鑽機中最受歡迎。
AMT 本身現在已經是一個經過驗證的系統,但變化的速度有很大差異。工廠堅持自己製造的一台日本 AMT 齒輪之間的速度非常緩慢,您可能可以在等待時煮一杯咖啡。其中一位瑞典人非常擅長這一點,迅速的變化將扭矩中斷保持在最低限度。
Fuso 的主題有所不同——其 Duonic AMT 具有雙離合器,因此「盒子」會在您加速時預先選擇下一個檔位。第一次開車時,我就在 100 公尺內被迷住了。工廠已經解決了一些可靠性問題,但它主要是 Canter 的輕型「盒子」。您還無法在中型或重型型號中獲得它。
從技術上講,AMT 是一種花園式常嚙合變速箱,配有螺栓連接和插入的自動離合器系統。維修性。但這也意味著,使用最好的版本(即來自歐洲和美國的版本),您可以自訂換檔模式、轉速範圍和檔位時間以適應應用程式。
舉個例子,當我第一次駕駛配備 ZF AMT 的日野 700 時,我立即意識到沒有人仔細觀察過引擎的特性。它加速了它的螺母,所以我切換到手動模式,在改變之前將大型日野引擎拉低至 1050rpm,使用更少的燃油並享受更安靜的駕駛。回到臥龍崗以北的奧斯利山時,我的速度並不比依賴電腦的卡車慢。
>> 全自動
我最喜歡的卡車測試是幾年前在美國進行的。在封閉的測試軌道上,兩輛相同的卡車被掛在具有相同重量的拖車上。一輛配備艾里遜自動變速箱,另一輛配備伊頓 Roadranger 18 速手排變速箱。
汽車卡車由一名大學生駕駛,手冊由一名專業司機駕駛。在陡峭山坡上的拉力賽中,這位學生贏得了漂亮的勝利。然後,比賽結束後,才發現這位學生的馬力少了75馬力!
這是不間斷扭矩所帶來的差異的完美例證,只有全自動變速箱才能實現這一點。埃里森的「盒子」使用道路速度、所使用的扭矩、加速度和傾斜角度來計算鑽孔機的總重量。然後它相應地管理班次映射。
該“盒子”還可以在越野條件下提供最佳牽引力。目前,全自動駕駛尚未在州際或公路公路列車應用中看到。目前正在取得一些進展,但請不要屏住呼吸。
自卸車、混凝土攪拌機和泵車、垃圾車和地鐵運輸裝置是全自動汽車最廣泛使用的地方,在某些情況下,這是因為駕駛員流動率很高,並且有機會消除昂貴的定期離合器更換。
>> 帶液力變矩器的混合動力自動手動
梅賽德斯-奔馳在變速箱領域擁有獨特的優勢。 Actros SLT 是一款超重型卡車,具有 Actros 外形和 Actros 內飾,但有一套新的內衣。 SLT 上的驅動器會先經過 Powershift AMT,但前面是先經過液力變矩器。
這些好處與重型運輸角色比其他任何角色都更相關,在這種角色中,即使是最好的傳動系統,極重的站立啟動也會受到考驗。在傳統的 AMT 上,當您選擇驅動時,啟動齒輪就會嚙合,即使沒有任何油門,當系統嚙合離合器時,您也會緩慢向前行駛。但按下 SLT 上的 D 鈕,你仍然一事無成。它已接合齒輪,但變矩器未轉換任何扭力。
只有當您踩下油門時,液力變矩器才會將動力傳輸到變速箱中。因此,離合器完全接合,液力耦合器處理所有滑動。這是一個重型解決方案,因為您實際上有兩個串聯的傳輸裝置,但對於繁重的任務,皮重並不是關鍵標準。 SLT 在世界各地最大的運輸集團的重型運輸車隊中得到使用。

專業製造商
除了設計和製造自己的變速箱的工廠外,還有專業變速箱製造商在工廠和首次銷售後供應其產品。
>> 伊頓
堅固耐用的 Roadranger 手排變速箱至今仍是許多車隊的首選變速箱。但伊頓無法忽視整個行業的趨勢,即駕駛員不再需要使用離合器,因此推出了 Ultrashift 和 UltraShift Plus。它基本上是一款具有電子控制液壓離合器的 Roadranger,因此開發成本主要是智慧成本。即便如此,出發後,高手們仍會從爬行狀態轉變為高速公路巡航狀態,而無需觸碰離合器。
>> 採埃孚
這家德國公司生產大多數類型和配置的變速箱和車軸,最受歐洲建築商歡迎。它現在銷售全自動與艾里遜競爭,並且在供應和輕型部隊運輸需求方面也得到了北約軍隊的廣泛支持。
其 TraXon 模組化設計堪稱先驅。它基本上是一組齒輪,前面有離合器、雙離合器、混合動力或變矩器模組。應用程式將確定哪個系統最適合,但使用通用核心可以降低成本。
>> 愛信
該公司隸屬於豐田集團,為集團和非集團公司生產手排和自排變速箱,並為一些歐洲汽車公司供貨。有趣的是,您仍然可以購買配備艾里遜變速箱的日野卡車,因此愛信尚未涵蓋該製造商卡車系列的所有潛在用途。
>> 艾里森
儘管艾里遜公司也設計和製造了航空發動機,但軍方啟動了艾里遜變速箱的開發。事實上,我第一次認識艾莉森需要耳塞。四架艾里遜渦輪螺旋槳飛機在 RAAF C130 Hercules 貨艙周圍呼嘯而過的尖叫聲永遠銘刻在我的陸軍航空調度記憶中。
Boral 在訂購新的混凝土或碎石卡車時勾選艾里遜選項框的原因有兩個字:「零停機時間」。該公司向建築設備公司和美國軍方供應重型汽車,也為一些船舶應用提供驅動裝置。
埃里森在澳洲的銷售老闆是羅伯特·卡瓦尼諾(Robert Cavagnino),他在「業餘」時間是頂級燃料賽車隊的老闆。在上次西澳會議上硝基引擎的震耳欲聾的爆裂聲中,他告訴我製造商對汽車的使用量有所增加,這主要是由客戶需求推動的。
關鍵的一點是,這一趨勢現在已經從由於駕駛員限製而產生的必要性發展為由於汽車「盒子」最大限度地提高引擎性能特徵而提高效率的趨勢。
「這就是 AMT 出現問題的原因,」他說。
“歐洲發動機尤其是低轉速、高扭矩六缸發動機,確實需要變矩器才能產生最佳性能。”
未來之路
即將出現的一些事情將擴大澳洲道路上卡車傳動技術的多樣化。艾里遜和採埃孚都瞄準了長途運營商,其功能將吸引這些應用。
艾里遜的 TC10 雙中間軸 10 速自動變速箱足夠靈活,適合城市和高速公路原動機工作循環,並提供具有全動力換檔、液力變矩器和雙中間軸變速箱設計的混合架構。
該公司擁有一批測試用戶,與目前的手排和自排車型相比,TC10 的燃油經濟性平均提高了 5%。
變速箱的額定功率高達 600hp,扭力為 2305Nm,具有 10 個前進檔和 2 個倒檔。它配備了艾里遜最新一代的電子控制裝置,可提供預測以消除不必要的機油和濾清器更換,並增強了換檔選擇器功能。
創新的推動正在將變速箱的發展帶入新的領域。例如,採埃孚開發了一種創新卡車套件,其特點是直接內建在 12 速變速箱鐘罩中的 120kW 電動馬達。
它不僅可以起到回收能量的減速器的作用,而且當與轉向伺服系統、高度複雜的軟體程式和平板電腦結合時,它還有一個優雅的技巧。簡而言之,司機到達倉庫,將車停在裝貨區附近,跳下卡車,將平板電腦交給裝貨區工作人員,然後走進室內小憩。
然後,倉庫工作人員使用平板電腦將卡車倒車入庫,而無需使用引擎。電動馬達負責操縱,而柴油引擎也進行小憩,軟體負責管理轉向。
該系統在 DAF XF 上進行了演示,牽引著一輛半拖車,後面有一輛養豬拖車(請參閱主圖)。雙鉸接對於操作員來說似乎沒有問題,他用一根手指將平板電腦上的拖車圖形拖到所需的位置即可指揮卡車。我可以想到一些 B-double 車手需要這樣的系統...
大問題:自動還是手動?
最大的問題只能透過仔細檢查應用程式和驅動程式的使用情況來回答。無論離合器是由駕駛員操作還是由電腦操作,手動操作都具有局限性,而引擎設計和特性不可阻擋的趨勢正在放大這種局限性。
用外行人的話來說,當你減少氣缸數量和降低轉速時,扭矩波更像是脈衝,它可以在變速箱內產生浪湧,當通過硬聯軸器連接時,這種浪湧會沿著傳動系統放大,例如離合器。它可能會導致 ECM 將這些脈衝解釋為來自油門的駕駛員輸入,從而導致引擎旋轉,即使在巡航模式下也是如此。
就可用性而言,一家頂級製造商可能擁有市場上最好的 AMT,但由於其自己的 AMT 具有巨大的扭矩負載,因此現在正在認真考慮全自動裝置。
另一個典型的例子是一位身材魁梧的瑞典人,他的 3500Nm V8 車頂內襯從一檔到九檔的扭力限制為 200Nm。開發 AMT 變速箱來處理低速檔中的這種扭力將是一項巨大的工程工作。因此,儘管您為大扭力數字支付了額外費用,但您只能從 10 檔開始獲得它。這意味著重型運輸業者在最需要的時候無法獲得最高評級,例如在工業區周圍操縱奇怪的曼利渡輪時。
最終,扭力倍增是由 AMT 中的齒輪組完成的,而汽車中則由液力耦合器完成,從而大大減少了齒輪系磨損。
AMT 上的電子設備只能做這麼多,因為當齒輪嚙合時,它是一個硬聯軸器。所以變化點才是ECM的重點。但汽車可以在檔位工作時控制扭矩的傳遞,在需要時增加扭矩(有時無需換檔),並保持扭矩恆定,即使在換檔期間也是如此。
州際公路可能是手排變速箱或 AMT 變速箱的最後堡壘。由於變化頻率相對較低,硬耦合不會對汽車造成任何效率損失。當卡車最終上高速公路並使用大約 30% 的可用扭力巡航一兩天時,透過恆定加速扭力節省的燃油是微不足道的。
一如既往,算賬,然後以終身成本購買。這可能意味著健康的利潤或嚴重的損失之間的差異。