Новинки от ZF. Коробки передач

ZF Friedrichshafen AG – ведущий в мире поставщик агрегатов и комплектующих для трансмиссий и шасси автомобилей. Компания насчитывает 53,5 тысячи рабочих и служащих, имеет 119 отделений в 25 странах. Примерно треть общего производства составляет новая продукция, серийное производство которой началось в последние пять лет. Чтобы сохранять свое лидирующее положение, компания инвестирует ежегодно свыше 500 млн. евро в исследования и разработки новых агрегатов. На долю ZF Group приходится 1/3 продаж на рынке (в 2003 г. – 8,9 млрд. евро).

АКП ZF Ecomat 2 plus оснащена новым блоком управления и адаптирована для работы при более высоких температурах в системе охлаждения транспортного средства

В цикле статей мы познакомим читателей с новейшими разработками этой известной фирмы по подвескам, мостам и осям, коробкам передач, вспомогательным тормозным системам, сцеплениям, гибридному приводу и диагностическому оборудованию.

В последнее время специалисты ZF представили несколько новых автоматических и механических коробок передач (КП) для автобусов, а также для развозных и магистральных грузовиков. Самой новой разработкой можно назвать автоматическую коробку передач Ecomat 2 plus. Конструкторы компании в очередной раз доказали – можно усовершенствовать даже полностью отработанный и проверенный на практике продукт.

С октября 2001 г. вступили в действие более строгие нормы токсичности отработавших газов (ОГ) дизельных двигателей. Изменения, которые пришлось ввести в конструкцию двигателей в связи с принятием норм Euro 3, привели к значительному повышению температур, т. е. к увеличению нагрузки и повышению температуры в системе охлаждения. Следовательно, увеличиваются и рабочие температуры автоматических КП, так как их система охлаждения связана с системой охлаждения двигателя.

Чтобы обеспечить надежную работу автоматической КП (АКП) при более высоких температурах, в базовую конструкцию ZF Ecomat внесли несколько усовершенствований. Новейшая модификация отличается более совершенной электрогидравлической системой управления: изменения коснулись клапанов и золотников. Применены более термостойкие прокладочные и уплотняющие материалы, ряд внутренних деталей изготовлен из более термостойких сортов пластмассы. Подшипники и гидравлический насос – новой конструкции, значительно большей производительности. Разработан новый электронный блок управления.

Инженеры компании использовали также специально разработанное для этой АКП новое синтетическое масло ZF Ecofluid A, более термостойкое и устойчивое к окислению (рабочие температуры – до 105 °С в масляном картере). Вязкость масла увеличена, а значит, его смазывающая способность более высокая, что очень важно для обеспечения плавного и четкого переключения передач и для защиты от износа подшипников и шестерен – увеличивается надежность этих деталей. Новое масло полностью совместимо с уплотняющими пластмассовыми деталями и эластомерными материалами, используемыми в конструкции КП. В зависимости от условий эксплуатации интервал замены масла увеличен до 120...150 тыс. км. Масло ZF Ecofluid A plus заправляют на заводе при сборке по специальному заказу клиента. Но оно предназначено не только для использования в коробке передач ZF Ecomat 2 plus. В ближайшем будущем им планируют заправлять все КП семейства Ecomat.

Эта АКП ZF-AS Tronic mid по сравнению с «большой» ZF-AS Tronic легче на 65 кг и предназначена для среднетоннажных развозных коммерческих автомобилей

Именно электронный блок управления EST 146/147 позволил реализовать все экономические и технические преимущества новой 6-ступенчатой версии КП Ecomat. Благодаря коротким ходам при переключении и шести ступеням автоматической КП до 8% уменьшается расход топлива городского автобуса (в зависимости от плотности движения и топографии маршрута) по сравнению с обычной автоматической КП. Новый блок управления позволяет использовать Ecomat 2 plus на транспортных средствах, не оборудованных интегрированной в электронную систему шиной данных CAN. Кроме того, эта КП обладает широкими функциями самодиагностики: например, расширен список регистрируемых рабочих данных. ZF Ecomat 2 plus разработана для автобусов, оснащенных двигателями, отвечающими нормам Euro 3 и предназначенных для всех мыслимых сфер эксплуатации.

Специалисты компании объявили о готовности к выпуску новых версий АКП из серии AS Tronic. На развозных грузовых автомобилях скоро будут устанавливать автоматические трансмиссии ZF-AS Tronic mid и ZF-AS Tronic lite. Это новые коммерческие наименования вновь выпущенных версий КП серии ZF-AS Tronic компании ZF. Две версии АКП разработаны для самых легких грузовых автомобилей, и именно на автомобилях этого типа могут в полной мере проявиться их достоинства. Таких АКП ждут водители развозных грузовиков, которым во время поездок по городу приходится постоянно переключать передачи и выключать сцепление. Трансмиссиями серии AS Tronic будут оснащать почти все категории коммерческих автомобилей, включая автофургоны, мало- и крупнотоннажные грузовики, и даже специальную технику, например мобильные краны.

На разрезе видно, как применение двух промежуточных валов позволило создать компактную конструкцию ZF-AS Tronic mid

Среднетоннажные коммерческие автомобили выполняют множество разнообразных задач, в том числе доставку мелких партий товара в пределах небольшого района и доставку легких грузов на дальние расстояния, а также перевозку строительных грузов. АКП AS Tronic mid создана на базе КП большегрузных автомобилей: несинхронизированная трехступенчатая базовая КП с синхронизированным демультипликатором и делителем, всего 12 передач с пневматическим механизмом переключения. Для того чтобы заполнить диапазон от 800 до 1600 Н·м и создать агрегаты для автомобилей различного назначения, ZF разработала варианты КП AS Tronic mid разной длины, от 840 до 900 мм.

В отличие от «больших» моделей AS Tronic, в конструкции которых по два промежуточных вала, «среднетоннажная» версия имеет всего один промежуточный вал. По соотношению эксплуатационных параметров (максимальный крутящий момент, комплектация и модульная конструкция) и соответствию требованиям законодательства (уровень шума при работе) эту модель можно назвать идеальной. Новые коробки передач на 50...65 кг легче, чем AS Tronic 12 AS 2301. Имеются версии с прямой и повышающей передачей. По заказу на КП может быть установлена коробка отбора мощности.

Инженеры компании ZF провели огромную работу по повышению к.п.д. новой коробки передач. Например, повышению к.п.д. способствовало использование смазки под давлением вместо смазки разбрызгиванием. Шестерни больше не погружены в масло, а следовательно, удалось устранить потери мощности на его перемешивание.

Хорошо отработанные и проверенные на практике на сотнях тысяч агрегатов конструкция и качество изготовления механизма переключения «большой» AS Tronic использованы и в AS Tronic mid – применены та же автоматика и то же программное обеспечение системы управления. Благодаря идентичному интерфейсу установка и эксплуатация новой трансмиссии совершенно не создают проблем ни производителям автомобилей, ни водителям.

В сегменте рынка агрегатов для малотоннажных развозных грузовиков, характеризующемся жесткой ценовой конкуренцией, ZF предлагает AS Tronic lite, которая создана на базе новой конструкции механической КП Ecosplite. ZF-AS Tronic lite, в отличие от более мощных и крупных вариантов AS Tronic, оснащена электрогидравлическим блоком управления. Мощные и компактные гидравлические блоки управления имеют меньшие размеры по сравнению с пневматическими механизмами, поэтому их проще встроить в агрегат. Кроме того, характеристики коробки не зависят от работы пневмосистемы автомобиля. Это обстоятельство имеет большое значение для производителей автомобилей: для установки AS Tronic lite не надо модернизировать пневмосистему автомобиля, возможно использование трансмиссии, вообще не оборудованной пневмосистемой. Модуль Mechatronic (блока управления трансмиссией TCU) встраивается в трансмиссию, и систему поставляют производителю автомобилей в виде комплектного узла.

12-ступенчатая КП ZF-Ecosplite имеет такиеже присоединительные размеры, как и предыдущая, 16-ступенчатая версия. Конфигурации подключения к энергосистемам автомобиля также идентичны. Это упрощает освоение новой КП автопроизводителями

Автоматические КП улучшают топливную экономичность коммерческих автомобилей и долговечность остальных узлов трансмиссии. Они облегчают работу водителя, благодаря их применению удается уменьшить массу транспортного средства. Скоро водители средне- и малотоннажных развозных грузовиков смогут в полной мере воспользоваться преимуществами КП ZF-AS Tronic mid и ZF-AS Tronic lite. Серийное производство этих новых АКП планируется развернуть в 2005 году.

Конструкторы ZF на сегодняшний день констатируют, что полностью отказаться от ручного переключения передач не удастся никогда, и анонсируют новые механические КП. В 2004 году компания представила три новые серии механических КП. На базе ZF-Ecosplit создана 12-ступенчатая КП для большегрузных автомобилей, предназначенных для перевозок на большие расстояния. Разработана новая 6-ступенчатая КП (существует также автоматическая версия), предназначенная для автомобилей, доставляющих мелкие партии товаров в пределах небольшого района. Третьей разработкой является полностью модернизированная 9-ступенчатая КП New Ecomid.

12 ступеней – это основное преимущество новой КП Ecosplit. При дальних магистральных перевозках 12 скоростей вполне достаточно для коммерческого автомобиля, оборудованного современным двигателем с высоким крутящим моментом в широком диапазоне оборотов. Водителю такого автомобиля будет легче работать, потому что придется реже переключать передачи. Картер 12-ступенчатой версии заимствован у 16-ступенчатой КП Ecosplit, но в отличие от последней используется новая, специально разработанная трехступенчатая базовая КП, благодаря чему удалось увеличить прочность и надежность шестерен и синхронизаторов. КП может агрегатироваться с самыми мощными двигателями с крутящим моментом до 2800 Н·м. Благодаря увеличению крутящего момента удалось уменьшить массу агрегата. До настоящего времени самая мощная версия Ecosplit, которую применяли на грузовых автомобилях для дальних магистральных перевозок, предназначалась для двигателей мощностью до 300 кВт с крутящим моментом до 2100 Н·м. Теперь даже самая «слабая» версия новой серии способна передавать такой крутящий момент, к тому же масса нового агрегата меньше на 40 кг. Монтажные размеры и конфигурация подключения к системам автомобиля (механизм переключения, подача сжатого воздуха и коробки отбора мощности) – все осталось, как у предыдущей модификации.

По-своему интересна механическая КП 6S850 с автоматизированным переключением, она создана на базе АКП. Базовая КП, идентичная версии с ручным переключением, выигрывает в цене благодаря массовому объему производства и в сочетании с хорошо отработанной конструкцией гидравлического механизма переключения позволила создать рентабельную в производстве КП.

Семейство ZF-AS Tronic: серии моделей ZF-AS Tronic (вверху), ZF-AS Tronic mid (справа) и ZF-AS Tronic lite (слева)

Серия 6-ступенчатых КП разработана для малотоннажных развозных грузовиков. Три версии исполнения этого агрегата обеспечивают передачу крутящего момента в диапазоне 500...1050 Н·м. Но даже коробка передач с ручным переключением облегчает работу водителя, на нее по специальному заказу может устанавливаться пневматический механизм переключения Servoshift.

Механическая 9-ступенчатая КП разработана для среднетоннажных развозных грузовых автомобилей. Ее оборудуют пневматическим механизмом переключения передач Servoshift. Картер сцепления выполнен за одно целое с картером КП, верхняя передача – повышающая. Эта серия 9-ступенчатых КП компании ZF, предназначенных для передачи крутящего момента от 1000 до 1300 Н·м, получила наименование New Ecomid.

В 2004 г. с конвейера сошла 100-тысячная коробка передач ZF-AS Tronic. Серийное производство малыми партиями началось в 1997 году. Стремительный рост производства произошел в 2003 году, когда ZF отпраздновала выпуск 50-тысячного агрегата. Предполагается, что этот темп сохранится и в будущем. К 2007 году автоматические коробки передач составят до 50% общего объема продукции ZF.

(Продолжение следует)