Выход на публику: новейшие разработки ZF для автобусов

Немецкий концерн ZF Friedrichshafen AG, входящий в десятку крупнейших поставщиков мирового автопрома, представил последние разработки дивизиона, отвечающего за технологии для коммерческого транспорта. Значительная часть из них относилась к автобусной тематике

Рынок автобусов достаточно специфичен и занимает среди других автомобильных сегментов не очень большое место — например, в России за 2013 год продано всего- то 42 196 автобусов всех марок и классов. Но этот рынок социально значимый, не секрет, что именно в пассажирских перевозках находят отражение такие глобальные мегатренды как урбанизация, рост населения и прочие  демографические факторы.

В современных мегаполисах возрастает потребность в быстрых перевозках все большего количества пассажиров за меньшее количество времени. Но повысить производительность общественного транспорта при одновременном улучшении экономичности и повышении экологичности является непростой задачей. Требуются специальные технические решения, причем для городского автобуса или туристического лайнера они могут быть разными: в одном случае необходим портальный мост, в другом — независимая подвеска и «бесшумная» коробка передач. Неудивительно, что в ZF разработка и производство осей, ведущих мостов, элементов подвески и трансмиссий для автобусов выделены в отдельный бизнес сектор. Это позволяет острее реагировать на новые вызовы рынка.

Автоматическая трансмиссия ZF EcoLife рассчитана на городские автобусы

ПОРТАЛЬНЫЕ МОСТЫ: ЛЕГЧЕ И НАДЕЖНЕЕ

Современный мегаполис невозможно представить без низкопольного автобуса, а низкопольный городской автобус нельзя построить на обычной агрегатной базе — нужен портальный мост. ZF считается признанным лидером в разработке и производстве ведущих мостов для пассажирских машин с пониженной высотой пола. Сегодня в мире парк автобусов оснащенных мостами ZF насчитывает более 120 тыс. единиц.

Интересно, что начало этому важному направлению было положено в 1982 году, когда компания приступила к разработке портального моста AV 130. Сейчас на рынке предлагается уже третье поколение специфической ведущей оси с П-образной балкой — модель AV 132. Параллельно идет работа по усовершенствованию текущей модели, основная задача конструкторов — снижение массы узла и повышению передаваемого крутящего момента. С 2011 года началась подготовка следующего поколения портальных мостов — модели AV 133. Выводить новинку на рынок планируют в два этапа. На первом этапе ведутся работы по модернизации текущей модели AV 132, основная цель — снижения массы агрегата без ухудшения технических характеристик. Результаты налицо: замена чугунного кронштейна пневмоподвески на алюминиевый позволила облегчить конструкцию на 45 кг (5 % массы узла). Данное решение позволило снизить массу портального ведущего моста до 938 кг. Все это — реальный способ компенсации роста снаряженной массы автобуса, который обусловлен установкой специальных систем для соответствия нормам Евро-6.

Передняя подвеска RL 82EC и мост AVE 130 — специальное предложение ZF для гибрида или электробуса

До конца 2015 года планируется реализовать второй этап разработки. «Сегодня в фокусе находится дальнейшее улучшение таких характеристик как коэффициент полезного действия, уровень шума и вес, — отмечает Андреас Мозер, глава бизнес-сектора «Мосты, элементы подвески и трансмиссии для автобусов» концерна ZF Friedrichshafen AG. — Только после реализации этих целей обозначение AV133 появится на наших шильдиках».

В новинку ZF заложена возможность передачи более высокого крутящего момента, что позволяет использовать мосты AV 133 в 25-метровых автобусах с двойным сочленением. Для передачи более высокого крутящего момента шестерни главной передачи и дифференциала получили особое упрочнение. При этом новый портальный мост может быть легко интегрирован в уже имеющиеся платформы, поскольку имеет те же присоединительные размеры, что и модель предшественник.

Отдельного упоминания заслуживает новшество адресованное производителям гибридных автобусов. Речь идет о последней модернизации электропортального моста AVE 130. В новинке улучшена конфигурация зубчатой передачи мотор-редуктора, что обеспечило более тихую работу механизма. Предлагаемый вариант электро-портального моста, позволяющий использовать несколько вариантов силовой установки автобуса (электро- или гибридную схему), уже опробован в ходе эксплуатационных испытаний, проведенных в крупных европейских городах — Гамбурге, Милане, Штутгарте, Роттердаме. В частности, AVE 130 нашел применение в сочлененных автобусах Mercedes-Benz Citaro FuelCell, где он используется в последовательной гибридной схеме. Особого внимания заслуживает сотрудничество ZF с китайским производителем Foton и турецкой компанией Bozankaya, которые применяют AVE 130 в электробусах. Кстати, серийный образец электробуса Sileo от завода Bozankaya с ведущим мостом AWE 130 был показан в этот раз в Адьденховене.

Серийный образец электробуса Sileo от завода Bozankaya с ведущим мостом AWE 130

Показатели максимальной нагрузки на ось (13 т) и максимальной мощности двигателя (2х120 кВт) позволяют использовать новый AVE 130 в автобусах особо большой вместимости в конфигурации с двумя ведущими мостами. Привод каждого колеса осуществляется высокооборотным асинхронным двигателем с жидкостным охлаждением, который сблокирован с бортовым редуктором. Другой особенностью электропортального моста является отсутствие карданной передачи, что позволяет увеличить пространство салона, облегчить планировку задней площадки, сделать пол в салоне абсолютно ровным по всей длине. Немаловажно и существенное сокращение веса всего узла: за счет двух встроенных двигателей AVE 130 на 200-500 кг легче, чем версии с центральным электродвигателем и стандартной главной передачей или же варианты с безредукторными мотор-колесами. Для справки: масса одного мотор колеса (ZAwhell SM530) со ступицей составляет 485 кг.

Особое внимание разработчики уделили совместимости AVE 130 с традиционными типами колес и шин, а также использовали повсеместно доступные дисковые тормоза, применяемые для обычных мостов для автобусов производства ZF.

Лайнер Temsa HD оснащен 6-ступенчатой коробкой EcoLife

ОСИ С КОМФОРТОМ

Комфортная езда, высокая управляемость и безопасность автобуса — эти параметры напрямую зависят от конструкции передней подвески автобуса. В междугородних и туристических автобусах использование независимой подвески давно считается нормой, некоторые производители сегодня применяют такие решения и для городских автобусов. В текущей производственной ZF две модели независимой передней подвески — для автобусов среднего (RL 55EC) и большого (RL 82EC) классов.

Китайский Foton c гибридным вариантом КП AS Tronic lite

Улучшенная конструкция двухрычажной передней оси RL 82EC для низкопольных автобусов является своеобразным ответом на вызовы, связанные с увеличением снаряженной массы транспортного средства, обусловленные более строгими нормами токсичности или гибридизацией силовой линии. Исходником для новинки послужила модель RL 75EC, которая и ранее пользовалась большим успехом на рынке. Благодаря использованию новых материалов (в частности выскопрочной стали) и некоторым конструктивным изменениям, производителю удалось увеличить допустимую нагрузку на ось на 700 кг — до 8,2 тонн. При этом необходимое монтажное пространство и используемый размер шин и остались прежними. Это означает полную унификацию с предшествующей моделью.

Что касается подвески RL 55ЕС, то она может использоваться как в автобусах с классическим высоким полом, так и в сочлененных низкопольных автобусов при осевой нагрузке до 5,8 тонны.

В низкопольном Mercedes-Benz Citaro используются коробка EcoLife, портальный мост AV 132 и рулевой механизм Servocom

ТРАНСМИССИЯ: СУММА ТЕХНОЛОГИЙ

Коробки передач для коммерческого транспорта — одна из ключевых компетенций ZF. Достаточно сказать, что первый автобусный «автомат» компания предложила в пятидесятых годах прошлого столетия. Сегодня в линейке автобусных трансмиссий c эмблемой ZF (сами работники компании в шутку расшифровывают эту аббревиатуру как Zero Fault — ноль отказов) представлены самые разные технические решения: от новых механических коробок серии EcoShift, до 6-ступенчатой автоматической коробки EcoLife, пришедшей на смену признанному бестселлеру ZF Ecomat.

Одним из способов сокращения цикла зрелости продукта, а значит и затрат на разработку, является создание платформы. Примером такой платформы является коробка EcoShift, разработка которой позволила концерну ZF заложить основы для новой современной серии механических КП. В качестве платформы для создания линейки модификаций выбрана 6-ступенчатая базовая коробка. Единая база позволяет стандартизировать размеры коробки передач, монтажное пространство и возможные интерфейсы. Для заводов-изготовителей это означает больше модификаций, поскольку в данном случае не придется ограничивать себя одним вариантом силовой линии для всей серии транспортных средств. Базовая коробка передач EcoShift рассчитана на диапазон крутящего момента от 1000 до 2100 Нм и подходит для применения в междугородних и туристических автобусах массой до 24 т. Кстати, новинку можно комбинировать с механизмом Servoshift (обеспечивает малое усилие при смене передачи и уменьшает ходы рычага переключения).

Портальный мост последнего поколения AV133 легче и эффективнее предшественника

Специально для городских автобусов предлагается автоматическая трансмиссия ZF EcoLife. Ее 6 ступеней обеспечивают тонкую градацию переключения передач и высокое передаточное число (12,6), что позволяет поддерживать низкие обороты двигателя при любом режиме движения. Стандартная программа управления переключением TopoDyne life отвечает за переход на более высокие передачи в зависимости от топографических особенностей местности и загрузки. Раннее включение повышенной передачи ощутимо  снижает шумовую эмиссию автобуса, в особенности при трогании с  места на остановках.

АКП ZF Ecolife с пакетом TopoDyne life, в сравнении с моделью предшественником, позволяет улучшить экономичность автобуса на 10 %. Снижение механических потерь достигается благодаря работе масляного насоса по принципу power-on-demand (включение на полную мощность только при работе с максимальной нагрузкой) и переводу коробки в нейтральное положение при снижении скорости движения до 12 км/ч.

Новая независимая подвеска RL82EC рассчитана на повышенную нагрузку

Полноправное место в линейке автобусных коробок передач ZF  отныне занимает роботизированная коробка AS Tronic lite. Модель, успешно применяющаяся в грузовиках, теперь предлагается для городских и междугородних автобусов длиной до 12 м, полной массой до 18 тонн. Автобусный вариант AS Tronic lite рассчитан на передачу крутящего момента до 1100 Нм. Что интересно, электрогидравлический модуль переключения 6-ступенчатой коробки отличается компактностью, не требует питания сжатым воздухом, а модернизированное зацепление шестерен сводит шумовую эмиссию практически к минимуму. Кроме того, специальный алгоритм автоматического переключения передач позволяет избегать пиковых значений нагрузки, что снижает износ всей трансмиссии и вдвое увеличивает ресурс сцепления.

Компания сообщает, что новый продукт ориентирован в первую очередь на автобусные рынки Восточной Европы, Азии и Латинской Америки. Учитывая, что заказчиками продукции ZF являются  практически все крупные производители автобусов («Группа ГАЗ», МАЗ) появление всех перекисленных новинок со временем ожидается и у нас. При этом абсолютно правильным решением производителя является развитие сервисной поддержки. Сегодня в России работает три крупных специализированных технических центра — два в  Москве, один в Петербурге — задачей которых является проведение сервисного обслуживания и ремонта (в том числе заводского) агрегатов ZF поставляемых на автопредприятия.

Электробус Sileo: режим рекуперации позволяет возвратить в накопители до 25 % энергии