Простое объяснение: TraXon DynamicPerform

На выставке Bauma 2019 мы анонсировали новую коробку передач TraXon DynamicPerform, предназначенную для трогания с места и маневрирования мобильных кранов без износа. После этого новая коробка передач интенсивно тестировалась и дорабатывалась. Теперь она готова к серийному производству. Сначала она будет установлена на новый LTM 1110-5.2, затем мы будем постепенно устанавливать ее, начиная с других 5-осных кранов, на наши мобильные краны с тремя-пятью осями. Мартин Дони, инженер по разработке и строительству крановых шасси, объясняет, что такое DynamicPerform, и какие преимущества дает новая коробка передач на практике.

Собственно, DynamicPerform — это не новая коробка передач, а новый модуль сцепления TraXon от ZF. Главное преимущество в одном предложении: система обеспечивает трогание и точное маневрирование без перегрева и почти без износа.

Прежде чем я подробно расскажу о ее действии, я хотел бы вернуться немного назад, к истории коробок передач в мобильных кранах Liebherr. Еще примерно 20 лет назад мы устанавливали на все наши мобильные краны автоматические коробки передач разных размеров в зависимости от массы транспортного средства. Благодаря встроенному гидротрансформатору сцепление могло работать без износа. Однако недостатками были большая масса и высокая цена, а также большой расход топлива и низкая скорость по причине малого количества передач.

В 1999 году в модели LTM 1100/2 мы представили первую автоматизированную механическую коробку передач из новой на тот момент линейки коробок передач AS-Tronic от ZF для мобильных кранов Liebherr. Благодаря электронному управлению трансмиссией стало возможным автоматическое управление сцеплением и переключением передач без участия водителя. 12 или 16 передач позволяли дизельному двигателю работать в оптимальном диапазоне оборотов с эффективным переключением передач, что обеспечило более экономичное вождение с меньшим расходом топлива.

Однако многим крановщикам сначала пришлось привыкать к более сложной работе с сухим сцеплением. Повышенное трение при трогании с места и маневрировании могло привести к износу накладки сцепления и перегреву сцепления. Поэтому транспортные средства оснащались двухступенчатой раздаточной коробкой. При этом вторая ступень обычно используется для увеличения крутящего момента и, следовательно, способствует преодолению подъемов, а на крановом транспортном средстве понижение передачи используется для снижения скорости движения. Это снижает вероятность пробуксовки сцепления во время маневрирования, минимизируя износ фрикционной накладки.

В 2017 году коробки передач AS-Tronic были заменены на модульные системы коробки передач TraXon. В этой принципиально новой серии коробки передач были повышены передаваемый крутящий момент и эффективность, и был значительно снижен уровень шума. Вместе с тем были введены новые функции, такие как Hillstart Aid (помощь при трогании на подъеме) и программа вождения ECOdrive для переключения передач с оптимизацией расхода топлива.

Но даже с новой системой трансмиссии износостойкая муфта запуска и переключения была недоступна для более легких транспортных средств. Поскольку муфта гидротрансформатора коробки передач TC Tronic HD или TraXon Torque, которую мы используем при количестве осей более 6, является слишком тяжелой и дорогой для небольших автокранов, мы долго искали альтернативу. После того как принципиальная возможность использования многодисковой муфты с масляным охлаждением в качестве пускового элемента была изучена в отделе предварительной разработки ZF, был запущен проект «мокрого сцепления» для мобильных кранов и специальных транспортных средств, и компания Liebherr была привлечена к разработке ZF в качестве основного заказчика.

Основная задача сцепления между дизельным двигателем и коробкой передач заключается в выравнивании скорости между ведущей и ведомой сторонами. В начале процесса трогания дизельный двигатель имеет обороты немного выше холостого хода. Часть трансмиссии за ним (передаточный механизм, карданные валы, раздаточная коробка, мосты и колеса) неподвижна. Если сцепление замыкается медленно, обороты дизельного двигателя передаются ведомой стороне за счет сил трения между поверхностями сцепления, и последующая часть трансмиссии приводится в движение. Но поскольку ведомая сторона еще не вращается с той же скоростью, что и ведущая сторона, большая часть энергии привода преобразуется в тепловую энергию за счет трения. Число оборотов ведомой стороны постепенно возрастает, и скорость транспортного средства продолжает увеличиваться. Тепло от трения генерируется до так называемой точки сцепления, после которой обороты ведомой стороны выравниваются с оборотами ведущей стороны.

В сухом сцеплении тепловая энергия поглощается нажимным диском (стальной плитой) и накладкой сцепления. Нажимной диск остывает медленно по причине низкой теплопередачи между сталью и воздухом. Если диск сцепления часто подвергается сильному нагреву, он быстрее изнашивается.

Однако в основе DynamicPerform лежит принцип многодискового масляного сцепления, особенностью которого является параллельное расположение нескольких фрикционных накладок. Это позволяет дискам сцепления поглощать больше тепловой энергии. Охлаждение дисков потоком масла при этом также обеспечивает быстрое отведение тепла. Тепловая энергия от сцепления передается маслом в масляно-водяном теплообменнике охлаждающей жидкости дизельного двигателя, и затем отводится в систему охлаждения.

Новый модуль сцепления имеет встроенный блок управления системой охлаждения масла. С этой целью ZF разработала, со стороны программного обеспечения, собственные температурные модели С этой целью ZF разработала, со сторо-ны программного обеспечения, соб-ственные температурные модели для соблюдения особых требований к мо-бильным кранам и тщательно протести-ровала их совместно с Liebherr. Состояние сцепления можно контролировать с помощью датчиков давления и температуры, чтобы в критической ситуации активировать защитные функции. Испытания в холодной камере при температуре до -40 градусов подтверждают, что DynamicPerform надежно работает даже при экстремально низких температурах.

Очевидные преимущества Так в чем же заключаются преимущества сцепления при повседневной эксплуатации? Все процессы запуска протекают без износа, то есть ни один компонент сцепления не изнашивается. Даже жесткие запуски, как, например, трогания с места на склонах, можно повторять с короткими интервалами. Наконец, при точном до сантиметра маневрировании, когда от сцепления к трансмиссии передается лишь малая часть оборотов двигателя, благодаря масляному охлаждению, пробуксовка сцепления также происходит без износа. Отведение тепла предотвращает перегрев сцепления и повышает эксплуатационную готовность транспортного средства.

Теперь крановщики могут полностью сосредоточиться на маневрировании, не беспокоясь о нагрузке на сцепление. Операторы кранов выигрывают от увеличения срока службы и более простого обслуживания сцепления. Замена масла может выполняться с тем же интервалом, как и другие сервисные работы, что позволяет минимизировать время простоя. Это также ведет к сокращению эксплуатационных расходов. Таким образом, инновационная технология делает мобильные краны еще лучше.

Эта статья появилась в журнале UpLoad Magazine 01 | 2022.