Автоматизація по I-Shift – Основні засоби
Застосування автоматичних коробок на вантажних автомобілях давно вже стало буденністю. Спочатку такі агрегати встановлювали на міські розвізні машини, потім вони з'явилися на комунальних та будівельних вантажівках, а згодом стали не рідкістю і на магістральних тягачах.
Лідерами у полегшенні праці водіїв були американські концерни. Ще наприкінці 1950-х років вони комплектували "автоматами" до 95% своїх легкових машин. Першими американці розробили й великі сімейства гідромеханічних трансмісій для вантажівок. Відповідні коробки вибирали з американського арсеналу та європейські фірми, які у 1970-х роках дедалі частіше отримували замовлення на оснащення своїх машин «автоматами».
Згодом тема автоматизації перемикання передач міцно увійшла до планів науково-технічних розробок провідних європейських виробників вантажівок. Результати не змусили на себе чекати довго, проте шлях, яким пішли європейські конструктори, виявився іншим, ніж «вторована доріжка» до «автомата» заокеанських колег.
Чим же не потрапили в Європі гідромеханічні коробки? В першу чергу, низьким ККД через застосування гідротрансформатора, що працює з великими втратами при передачі моменту, що крутить, а також високою вартістю, що пояснюється складністю, великою масою і необхідністю організації нових технологічних ліній для випуску планетарних редукторів, які раніше не застосовувалися у вантажному автомобілебудуванні. 3>
За останні роки у справі автоматизації керування вантажівкою європейці досягли значного прогресу. Взявши за основу звичайну механічну коробку передач, вони стали знижувати її ККД. Деякі фірми запропонували оснащувати цей вузол різними за принципом роботи приводами,перетворюючи тим самим на автоматизовану коробку передач. Про останні досягнення в цій галузі, створення коробки передач I-Shift фірмою Volvo Trucks, ми і хочемо вам розповісти.
Коробка передач I-Shift призначена для встановлення на вантажні автомобілі повною масою від 7 до 44 т, що працюють як у місті, так і на міжнародних перевезеннях. Проект стартував восени 1998 р., 1999-го досвідчений агрегат випробовувався на стендах і автомобілях, а 2001 р. було освоєно його виробництво для оснащення моделей серій FH і FM.
З метою досягнення оптимального результату ця коробка передач, незважаючи на схожість у своїй основі з подібними механічними трансмісіями, що випускалися на заводах фірми, є повністю оригінальною конструкцією. У неї вбудований пневматичний механізм перемикання передач з автоматизованим приводом. В результаті було досягнуто високої компактності всього агрегату і знижено його вагу. Коробка I-Shift виявилася легшою за стандартну механічну на цілих 70 кг(!).
Корпус нової коробки виконаний із алюмінієвого сплаву. Вона має 12 передач переднього ходу та чотири – заднього. Педаль зчеплення в кабіні водія відсутня, тому що функцію приводу зчеплення автоматично виконує пневматична система. Перемикач передач не має жодних механічних з'єднань з коробкою і розташований поруч з кріслом водія, збоку від нього. З блоком управління системи перемикач "спілкується" за допомогою електроніки, розташованим у верхній частині коробки. Електронна система, у свою чергу, керує клапанами, що подають повітря у виконавчі пневмоциліндри, які, пов'язані з вилками, здійснюють перемикання передач. Водій при цьому зберігає можливість послідовно перемикати передачі по своємурозсуду, натискаючи кнопку на важелі перемикання.
Щоб зробити нову коробку компактнішою, легшою і дешевшою, конструктори відмовилися від синхронізаторів. Робота коробки передач та двигуна узгоджується за допомогою електроніки. При перемиканні передач нагору моторне гальмо швидко знижує оберти дизеля до рівня, необхідного для включення наступної передачі. При перемиканні передач вниз дизель розганяється, щоб підлаштуватися під необхідні оберти валів коробки. Іншими словами: коробка сама вибирає необхідну передачу та час її перемикання залежно від маси автопоїзда та дорожньої ситуації (за винятком тих випадків, коли водій перемикає передачі в ручному режимі).
Електроніка коригує роботу двигуна для того, щоб знизити переданий йому крутний момент. Зчеплення автоматично вимикається і коробка передач переходить у нейтральний режим. Оберти двигуна зменшуються або збільшуються в залежності від напрямку перемикання передач. При досягненні необхідних обертів коленвала та валів коробки відбувається перемикання передачі. Крутний момент від двигуна знову зростає за допомогою електроніки. Зчеплення повністю з'єднує двигун з трансмісією.
Розробникам програм для блоків управління довелося попрацювати неабияк. Створення програмного забезпечення за часом зайняло стільки ж місяців, як і робота над механічною частиною агрегату. Крім того, своє програмне забезпечення вимагалося для всієї гами двигунів від 260-сильного D9 до 500-сильного D12 із системою турбокомпаунду.
Клієнт має право замовити коробку передач I-Shift з чотирма версіями програмного забезпечення. Базова версія розрахована на старт вантажівки з фіксованою першою чи другою передачами, а потім здійснюється автоматизованеперемикання. У трьох інших версіях стартова передача вибирається, виходячи з маси автопоїзда та ухилу дороги. У цьому випадку експлуатаційна витрата палива може бути знижена. Слід зазначити, що всі версії I-Shift мають "швидкісний" та "економічний" режими перемикання, що задаються водієм. Зрозуміло, що у «швидкісному» режимі зміна передач відбувається за оборотах дизеля вищих, ніж за «економічному» режиме.
Як опція до нової коробки I-Shift пропонується спеціальна «гальмівна» програма, пов'язана з роботою компресійного гальма VEВ. На додаток до трьох фіксованих позицій VEB пропонується ще одну, в якій коробка передач перемикається на найнижчу передачу, щоб посилити гальмівний ефект. Ця програма функціонує за тим самим принципом, що й гальмо-сповільнювач.
За словами Свена-Еріка Тіба, керівника колективу конструкторів, які розробили коробку I-Shift, – «Кожен водій перемикає передачі по-своєму. Було б вірним сказати, що I-Shift перемикає передачі так, як це робить дуже досвідчений водій, за винятком нижнього діапазону обертів двигуна, коли для досягнення найкращих динаміки та економічності перемикати передачі потрібно частіше. Багато водіїв розуміють, що на низьких оборотах потрібно частіше перемикатися, але насправді вони не роблять цього тому, що це складніше і незручно».
У будь-якому випадку I-Shift забезпечує максимальні зручності роботи водіїв, що знижує їхню стомлюваність, підвищує безпеку руху та ефективність перевезень.