ZF: на шаг вперед

В преддверии международного грузового салона IAA-2014 концерн ZF, крупнейший мировой производитель систем привода и подвески блеснул собственной «презентацией». На полигоне в Альденхофене (Германия) был выставлен целый парад автомобильной и прицепной техники: более 20 грузовиков и автобусов, объединенных по общему признаку — наличию компонентов ZF. Сегодня DALNOBOI.ORG подробно расскажет о наиболее продвинутых решениях и технологиях предлагаемых ZF.

Центр тестирования автомобильной техники в Альденхофене (Северный Рейн-Вестфалия) занимает достаточно скромную площадь, с нашим Дмитровским полигоном его не сравнить, однако имеющихся здесь дорог, тестовых площадок и скоростных трасс общей протяженностью более 40 км вполне хватает для проведения самых серьезных испытаний как автомобиля в целом, так и его отдельных компонентов.

Основная специализация автополигона, являющегося дочерней структурой Рейнско-Вествальского технического университета – это работа в качестве научно-экспериментальной площадки для исследований в сфере транспортной мобильности. Но на этот раз было сделано исключение – экспертами новых разработок в области техники привода и подвески выступили представители специализированной прессы.

Фредерик Штедтлер, исполнительный вице президент концерна ZF

Открывая конференцию Фредерик Штедтлер, исполнительный вице президент концерна ZF, руководитель дивизиона Commercial Vehicle Technology концерна ZF назвал главные вызовы отрасли. Это сокращение выбросов, надежность и энергоэффективность. Вкладывая ежегодно сотни миллионов евро в НИОКР, концерн последнее время сосредоточился на создании системных решений для коммерческого транспорта, интегрируя в единую сеть новейшие разработки в сфере трансмиссии, рулевого управления и телеметрии. Примечательно, что большая часть из этих идей уже реализована в виде опытных образцов.

EuroCombi: манёвры на планшете

Растущие грузопотоки между европейскими странами и ограниченные возможности дорожной инфраструктуры заставляют автомобильную промышленность задумываться о путях развития коммерческого транспорта будущего. Ассоциация европейских производителей (АСЕА) в качестве одного из таких путей предлагает расширение коммерческой эксплуатации комбинированных автопоездов EuroCombi длиной до 25 м. Но есть одна проблема: на территории складского терминала трехзвенной сцепкой непросто маневрировать даже опытному водителю.

ВИДЕО 1

По версии ZF ассистентом водителя в такой ситуации может быть обычный планшетный компьютер. Но речь идет не о способности девайса прокладывать маршрут или управлять бортовыми системами. Инженеры ZF научили планшет «рулить» трехзвенным автопоездом, четко выполняя команды водителя, находящегося вне кабины. «Умный» автомобиль ZF Innovation Truck был в тот день главным шоустопером на полигоне. Попробовать себя в качестве «кодрайвера» мог любой желающий, открытой категории E в водительском удостоверении не требовалось.

Вкратце о том, как это работает. В основе «умного» грузовика лежат сразу несколько ключевых компонентов, включенных в единую систему. Прежде всего, это гибридная трансмиссия ZF TraXon, позволяющая сцепке осуществлять движение в электрическом режиме. Высоковольтный накопитель данной системы обладает достаточной мощностью, чтобы осуществить целую серию маневров на электротяге без каких-либо выбросов. Чтобы необходимое для поворота управляемых колес усилие обеспечивалось без запуска двигателя, инженеры ZF разработали усовершенствованный гидроблок EHPS (Electrohydraulic Power Steering) с электроприводом насоса.

Не последнюю роль в инновационном прототипе сыграла платформа для обработки телеметрических данных Openmatics. Наконец, программное приложение планшетного компьютера – важнейший элемент, обеспечивающий дистанционное (через Wi-Fi) управление 25-метровым автопоездом. В центре экрана на планшете схематично показан вид сверху на все звенья сцепки. Кроме того, в приложении есть возможность отобразить режим работы трансмиссии, а также меню выбора скорости движения (предлагается несколько порогов скорости для движения вперед и назад).

Чтобы автомобиль начал движение в автономном режиме пользователю планшетного компьютера достаточно просто удерживать палец на сенсорном экране, выбрав тягач или прицеп. Если сцепку необходимо повернуть налево или направо, достаточно просто сдвинуть палец на экране в соответствующем направлении. Как только рука будет снята с экрана или в случае нарушения беспроводной связи между компьютером или автомобилем, транспортное средство остановится.
Естественно, «умный» грузовик не единственным шоустопером «предпрезентации». Бедностью разработок ZF, как известно, не страдает – не менее интересными оказались решения, которые вот-вот появятся в серийном производстве.

ZF TraXon: больше вариантов

Известная по предыдущему грузовому салону в Ганновере модульная коробка передач для тяжелых грузовиков ZF TraXon, на этот раз была представлена в двух новых вариантах – с двойным сцеплением и с гибридным модулем. Журналистам было предложено протестировать предсерийный прототип автомобиля DAF XF с 12-ступенчатой автоматизированной КП и модулем двойного сцепления TraXon Dual.

ВИДЕО 2

Решение ZF ориентировано на использование в сегменте тяжелых магистральных грузовиков, где сегодня предлагают автомобили с так называемым «длинным» ведущим мостом (имеется ввиду передаточное число около 2,50:1, что позволяет при относительно высокой скорости движения снизить обороты двигателя). В целях дополнительной экономии топлива возможны решения с еще «длинным» рядом передаточного отношения. Однако, такие «длинные» ведущие мосты, скорее всего, не смогли бы оптимально использовать свои преимущества: частые переключения с прерыванием потока мощности не лучший вариант с точки зрения экономичности.

Появление КП TraXon Dual, позволит решить эту проблему: проехав несколько скоростных кругов на 40-тонном автопоезде мы убедились, что практически все переключения на пониженную передачу и обратно, например с 12-й на 11-ю, выполняются плавно и практически незаметно. Исключение составляют лишь передачи, идущие через демультипликатор — их смена происходит как обычно. Добавим, что ZF не единственный производитель предлагающий подобное решение в сегменте грузовиков. Первой компанией, заявившей об установке на тяжелых грузовиках коробки с двойным сцеплением, была компания Volvo Trucks (трансмиссия I-Torque).

Другим примером реализации преимуществ модульной конструкции ZF TraXon является использование версии Hybrid в составе силовой линии магистрального тягача КАМАЗ. Выбор марки грузовика неудивителен – ZF тесно сотрудничает с Камским автозаводом, в Набережных Челнах функционирует СП «ЦФ КАМА» выпускающее коробки ZF Ecomid и ZF Ecosplit.

В конфигурации TraXon Hybrid электрическая машина мощностью 120 кВт размещается в картере сцепления, при этом в тяжелом грузовике можно реализовать все функции гибридных систем: рекуперацию энергии при торможении, движение в электрическом режиме, функцию «старт-стоп», а также кратковременное увеличения мощности ДВС (за счет подключения электродвигателя).

ГУР: мощность по требованию

Еще одно авангардное направление новых разработок – энергосберегающие технологии. В этой области главным ньюсмйкером является компания ZF Lenksysteme (совместное предприятие ZF и Bosch). Из последних новинок — электронная система руления задней оси eRAS, демонстрируемая на примере трехосного тягача Volvo FH-16. Благодаря электроприводу в системе eRAS реализован принцип power-on-demand, предполагающий, что мощность на привод подключается только тогда, когда осуществляется управление. Система подачи энергии на гидроусилитель, ориентированная на реальную потребность, позволяет сэкономить около 0,6 л топлива на 100 км.

В этом году на рынке появится второе поколение электрогидравлической системы рулевого управления ZF-Servotwin для тяжелых грузовиков, позволяющее регулировать степень усиления в рулевом приводе в зависимости от скорости движения. Система второго поколения отличается более широким функционалом. Например, электромотор подсоединенный к рулевому валу через редуктор теперь позволяет выполнить множество функций содействия водителю: возврат руля в положение прямолинейного движения, компенсация бокового ветра или полностью автоматизированное руление (как в случае с ZF Innovation Truck).

Стоит отметить, что целевой группой второго поколения Servotwin, прежде всего, является транспорт, задействованный в магистральных перевозках. Существенной модификации подвергся и энергосберегающий насос Varioserv. Благодаря своей оптимизированной конструкции этот регулируемый насос осуществляет перекачку лишь реально необходимого объема гидравлической жидкости, что позволяет снизить энергопотребление до 50%.

«Тяжеловесы» теряют килограммы

По мнению инженеров ZF, большие перспективы влечет за собой применение легковесных конструкций для деталей шасси. Взять, к примеру, инновационную подвеску заднего моста для двухосного грузовика. Его особенностью является литой 4-точечный рычаг облегченной конструкции, выполняющий функции направляющего устройства для ведущего моста. Кстати, ZF ведет работы по замене литья на волокнистые композитные материалы. Уже существует прототип рычага из композитных материалов на стекловолокнистой основе, который при точном совпадении по форме с литым рычагом легче его на 25%, т.е. на 11 кг. По сравнению с общей массой тяжелого грузовика это немного, но в пересчете на среднегодовой пробег цифра получается солидная.

Стремление ZF использовать облегченные конструкции прослеживается и в производстве серийных амортизаторов для мостов и кабин. Экономия веса в зависимости от модификации может при этом составлять от 500 граммов до 1,5 кг. В случае амортизаторов для моста это соответствует 40% сокращению веса. Секрет такого успеха – функциональная интеграция, т.е. внесение конструктивных модификаций, а также применение стеклопластика или алюминия вместо стали. К слову, за счет этого улучшаются и коррозионные свойства амортизаторов, кабин и мостов.

Суммируя вышеизложенное, уместно сравнить нынешний показ с предыдущим грузовым салоном в Ганновере. Разработки, заявленные два года назад как перспективные, сегодня подаются как само собой разумеющиеся, они выпускаются серийно и оказываются востребованными на рынке. А их место занимают очередные инновации. Вот это и есть прогресс.