Новинки от ZF. Передовые технологии в деталях

Эта публикация завершает цикл статей, посвященных новым идеям и передовым технологиям, которые известная немецкая компания ZF Friedrichshafen AG успешно воплощает в своих разработках. В первой статье мы рассказали нашим читателям об уникальных коробках передач, создаваемых ZF для современных грузовиков и автобусов (см. «ОС» № 4, 2005 г.). Вторая статья посвящалась достижениям в области конструирования подвесок для автомобилей и возможностям применения независимой подвески на грузовом транспорте («ОС» № 7, 2005 г.). В заключительном материале мы решили подробней остановиться на рассмотрении конструктивных особенностей подвесок кабин, мостов, осей, вспомогательных тормозных систем, сцеплений и некоторых других устройств, создаваемых на предприятиях ZF.

От изготовления отдельных узлов к созданию цельной конструкции

В последние годы руководство компании стремится к новой концепции – от изготовления отдельных узлов к созданию цельной конструкции. Изначально ZF осуществляло эту стратегию производства только применительно к автомобильным подвескам, но постепенно распространила ее и на подвески для кабин автомобилей. Когда производитель предлагает комплектные системы – это, несомненно, выгодно и удобно потребителю.

Новые инженерные решения и технологии, используемые при создании надежной и проработанной конструкции подвески кабин, обеспечивают прекрасное демпфирование скручивающих усилий, действующих на них. Благодаря отказу от применения сварки и прочих видов высокотемпературной обработки в металле конструкций кабины не происходит структурных изменений. Более того, благодаря использованию облегченных литых деталей потребитель получает более легкое и дешевое изделие.

Все узлы, сборку которых проводят разные отделения ZF, проходят тщательные лабораторные и эксплуатационные испытания. За разные детали несут ответственность разные подразделения, и эта взаимосвязанная общая ответственность существует с того момента, как началась разработка конструкции, и продолжается при проведении доводочных испытаний, а затем и в процессе промышленного производства. В конечном итоге потребитель получает преимущества в виде экономии времени и денег.

Подвеска кабины в сборе

Посадка пассажиров упрощается

Невозможно представить современные городские пассажирские маршруты без низкопольных автобусов. Пассажиры уже оценили преимущества такой конструкции – низко опущенный ровный пол без ступенек по всей длине салона, удобство входа и выхода. Для таких машин ZF поставляет полностью комплектные и готовые к установке передние оси, задние ведущие и дополнительные не ведущие (ось расположена позади ведущей) – прямо на сборочные линии автобусных заводов, внося, таким образом, свой весомый вклад в улучшение качества пассажирских перевозок.

Первоначально широкое распространение низкопольные автобусы получили в Западной Европе и Канаде – там были открыты собственные производства. В настоящее время такие автобусы занимают также немалую долю рынков Китая, Японии и Южной Кореи, Индии, Ирана, СНГ и Южной Америки.

Чаще других в низкопольных автобусах применяется классический жесткий передний мост RL85A. Это интересная завершенная модель, комплексное техническое решение и по себестоимости, и по рентабельности. Такая конструкция отличается надежностью, простотой обслуживания и в то же время соответствует современным требованиям по кинематике движения и комфортности хода.

С недавних пор ZF поставляет новую независимую переднюю подвеску для полностью низкопольных автобусов и автобусов, имеющих низко расположенные входы, и портальный ведущий мост AV132 для полностью низкопольных автобусов.

Передняя ось ZF RL85A – классический передний неразрезной мост – отличается прочностью и простотой техобслуживания

Автобусы длиной 15 метров оборудуют управляемыми подруливающими не ведущими мостами, которые устанавливают позади ведущих, в качестве среднего моста. Благодаря наличию в конструкции колесных редукторов мост ZF AV132 позволяет уменьшить дорожный просвет автобуса до 405 мм и сэкономить по 10 кг на массе каждой оси. В низкопольном автобусе с таким мостом ступенек нет даже у двери, расположенной позади ведущей оси. В результате сокращается время высадки-посадки пассажиров на остановках и время прохождения автобусом всего маршрута и, самое главное, значительно снижается риск травматизма для пассажиров. Мост AV132 оборудован колесными редукторами. Портальными мостами ZF сегодня оснащаются автобусы EvoBus, Neoplan, Volvo, Scania, Alexander Dennis, Irisbus, Van Hool, VDL Group и многие другие. Для односкатных шин с 2003 года компания предлагает портальные мосты с более широкими картерами. По расчетам ZF, уменьшение массы составляет 87 кг.

Безопасность и экономия

В дополнение к первичным ретардерам нового типа на рынке появилось идеальное дополнение к моторному тормозу – вторичная вспомогательная тормозная система ZF-Intarder. Моторные тормоза и интардеры – это отнюдь не независимые узлы, наоборот, они являются прекрасным дополнением друг для друга. В дальних магистральных перевозках, когда автомобили длительное время идут с высокой скоростью при малых оборотах двигателя, вторичные вспомогательные тормозные системы имеют большое значение для безопасности автомобиля.

Портальный мост AV132 с более широкими картерами предназначен для односкатных шин

Тормозной момент, который развивает вторичный вспомогательный тормоз ретардер, в частности ZF-Intarder, зависит от скорости движения автомобиля: чем выше скорость движения, тем больше тормозное усилие. Даже при переключении передач, когда разрывается силовой поток в трансмиссии, тормозной момент и тормозное усилие сохраняются в полной мере.

Действие же первичных постоянно подключенных вспомогательных тормозов, ретардера или моторного тормоза зависит от частоты вращения двигателя. Водитель магистрального грузовика, выполняющего дальние перевозки, стремится поддерживать обороты на самом низком возможном уровне, а потому будет вынужден включать более низкие передачи, чтобы первичный вспомогательный тормоз-ретардер мог развить достаточное усилие. Высокая частота вращения и связанные с этим перегрузки отрицательно действуют на узлы трансмиссии и сцепления, вызывая повышенный износ и увеличение уровня шума.

Преимуществом моторного тормоза является способность развивать тормозное усилие при малых скоростях движения автомобиля. При высоких оборотах двигателя тормозное усилие развивается первичным вспомогательным тормозом гораздо раньше и быстрей, чем способен развить вторичный ретардер, а следовательно, движение автомобиля можно замедлить почти до полной остановки. Совместная работа моторного тормоза и вторичного ретардера – это идеальная тормозная система для большегрузных магистральных автомобилей, выполняющих дальние перевозки, обеспечивающая высокий тормозной момент при любых режимах работы.

Почти 60% КП AS Tronic, поставляемых на европейский рынок, по заказу оборудованы ZF-Intarder

ZF-Intarder встроен в картер коробки передач (КП), благодаря такой конструкции масса агрегата увеличилась незначительно. Поскольку механизм расположен сбоку, коробки отбора мощности любого типа, как и раньше, можно устанавливать на КП. Вспомогательные тормозные системы не только обеспечивают лучшую динамику торможения, благодаря им значительно продлевается срок службы тормозных колодок, тормозных дисков и тормозных барабанов. Таким образом, затраты на установку Intarder быстро окупаются.

Современные коммерческие автомобили оборудованы электронными устройствами, управляющими тормозными системами всех трех типов: рабочими колесными тормозами, моторным тормозом и Intarder. Электронная система обеспечивает комплексное управление и гармоничную, согласованную работу всех трех систем и делает безопасным процесс торможения. В результате управление всеми этими системами не представляет сложности для водителя.

Управлять сцеплением стало проще

На выставке IAA отделение ZF Sachs представило полную серию новых конструкций сцеплений для коммерческих автомобилей. До сих пор для передачи высоких крутящих моментов использовались только рычажные сцепления с периферийным расположением пружин. Это значит, что для выключения нужно нажимать на диафрагменную пружину. Механизм выключения крепится на блок двигателя. Установка такого механизма требует дополнительных затрат. Более того, если понадобится демонтировать КП, этот механизм выключения сцепления должен быть разомкнут механиком, выполняющим демонтаж. Однако это бывает непросто сделать, потому что трансмиссии и двигатели современных автомобилей все больше закрывают щитками и кожухами.

Диагностическая система ZF Testman pro помогает экономить время и деньги

Компания ZF создала сцепление MF430 с диафрагменной пружиной, рассчитанное на передачу высоких крутящих моментов. Для управления сцеплением не требуется привод сложной и устаревшей конструкции, потому что механизм выключения автоматически приводит сцепление в рабочее положение с помощью предварительно нагруженной пружины. Раньше сцепления с диафрагменной пружиной нельзя было использовать для передачи высоких крутящих моментов из-за слишком больших потерь в результате прогибов в механизме привода – увеличивалось время реакции привода. Инженеры компании ZF Sachs создали конструкцию, в которой эти потери сведены к минимуму благодаря усилению определенных узлов механизма. Такие приводы сцеплений уже хорошо зарекомендовали себя на легковых автомобилях. Теперь отделение ZF Sachs проводит испытания электромеханического привода выключения сцепления для среднетоннажных коммерческих автомобилей, который может использоваться в автоматизированных механических коробках передач. В будущем он заменит сложные и дорогие гидравлические приводы.

Фрикционные накладки дисков сцеплений всегда изготавливались из материала, содержащего свинец – токсичный тяжелый металл, который улучшает антифрикционные свойства и повышает износостойкость. С точки зрения экологии использование свинца нежелательно, и специалисты ZF Sachs постоянно ведут поиск фрикционных материалов, не содержащих свинца. И такой материал найден, из него делают фрикционные накладки S620C для дисков сцеплений коммерческих автомобилей. У новых накладок высокая износостойкость, большой коэффициент трения, стабильные рабочие характеристики даже при длительной непрерывной работе.

В 2004 году на выставке IAA было представлено устройство компенсации износа для двухдисковых сцеплений – усовершенствованная конструкция XTend, получившая название Twin-XTend. Двухдисковые сцепления применяют в случаях, когда требуется передавать особенно высокие крутящие моменты и обеспечить особенно длительный срок службы. Однако увеличенный срок службы сцепления и более частое его срабатывание при переключении передач автоматизированной механической коробкой поставили конструкторов ZF перед необходимостью модернизировать конструкцию подшипника выключения сцепления. Его срок службы должен быть значительно выше, чем сцепления. Эту задачу удалось решить благодаря уменьшению номинальных нагрузок, применив шарики меньшего диаметра, и уменьшению трения – усовершенствовав конструкцию подшипника.

Электронный сервис

Силовой привод – сердце каждого автомобиля. Как и человек, силовой привод нуждается в регулярных профессиональных проверках. Однако каждое посещение станций техобслуживания снижает рентабельность предприятия, поскольку требует затрат времени и денег. Чтобы устранить эти слабые звенья, компания ZF разработала систему Testman pro diagnostic, которая позволяет оптимально сочетать оба требования: обеспечивается безопасность движения и рентабельность эксплуатации машины.

Когда мы слышим термин «диагностические системы», то обычно подразумеваем поиск причины неисправности. Диагностическая система ZF Testman pro выполняет гораздо больше функций, например, осуществляет превентивное техническое обслуживание, позволяя заблаговременно принять меры и избежать более серьезных неисправностей.

ZF Testman pro — это диагностическая система, которая позволяет исследовать состояние любой трансмиссии ZF с электронным управлением. Все основные данные, относящиеся к работе агрегатов, можно быстро и легко вывести на экран компьютера. В то же время можно проверить характеристики агрегатов при работе автомобиля на холостом ходу и под нагрузкой, сделать последовательные записи характеристик двигателя и трансмиссии и оценить их работу.

Любая неисправность не проявляется до поры до времени. ZF Testman pro заблаговременно обнаруживает и такие «подводные камни». Данные записываются в память прибора, по ним неисправность может быть локализована. Компьютер покажет ее на схеме на экране и сформулирует подробные инструкции по ее устранению. Для использования ZF Testman достаточно обычного персонального компьютера или ноутбука с портом и соответствующим кабель-адаптером. Для трансмиссии каждого типа существует программное обеспечение, и проводится довольно частое его обновление.