ZF Friedrichshafen AG. Коробочная арифметика

ZF Friedrichshafen AG. Коробочная арифметика

текст: Владимир Заборщиков / 14.05.2012
Зачем коробке девять передач? Какой автомат надежнее? Ответы на эти вопросы знают инженеры ZF Friedrichshafen AG

Так уж бывает: принадлежащие крупной компании торговые марки лучше известны конечному потребителю, чем она сама. Подтверждение тому — концерн ZF Friedrichshafen AG, или просто ZF — один из ведущих мировых поставщиков автомобильных компонентов и систем привода и подвески. Долгие годы являясь лидером в области разработки и производства коробок передач и мостов для коммерческого автотранспорта, ZF для широкой «легковой» публики оставался в тени своих менее сложных изделий — амортизаторов и сцеплений Sachs, деталей подвески и рулевого управления, а также резинометаллических элементов Lemfoerder и амортизаторов Boge. Рулевые механизмы и насосы ГУР под брендом ZFParts появились на рынке всего несколько лет назад. А легковая гамма коробок передач ZF, о которой мы еще поговорим подробнее, хоть и устанавливается на автомобили известнейших марок, особых дискуссий не вызывает: и механические, и автоматические агрегаты служат долго, ломаются редко, посему покупаются в сборе отдельно от автомобиля достаточно редко. При мелких же неполадках клиенты обычно ищут запчасти «для Audi», например, а не «от ZF».

Между тем концерн прочно обосновался в десятке крупнейших в мире производителей автомобильных комплектующих. В его состав входит 121 предприятие в 27 странах мира. В прошлом году оборот компании составил около 15,5 млрд евро, а штат — приблизительно 72 000 сотрудников.

ZF Friedrichshafen AG

Традиционные автоматические коробки передач с гидротрансформаторами списывать рано
© Фото: ZF Friedrichshafen AG

Компания, деятельность которой не ограничивается автомобильной промышленностью, имеет довольно сложную внутреннюю структуру. Для нас важно, что продукция под брендом ZF, включая грузовые коробки передач, выпускаемые совместным предприятием с КамАЗом, продаются непосредственно концерном. А для продвижения торговых марок Sachs, Lemfoerder, Boge и ZFParts создано отдельное подразделение ZFServices, которое помимо продаж занимается вопросами гарантийного и постгарантийного обслуживания, ремонта и восстановления всей номенклатуры продукции концерна; осуществляет поиск партнеров и развитие сервисной сети, подготовку и консультации персонала. Подразделение насчитывает около 2600 сотрудников. Концепция OriginalSachsService (OSS) позволяет СТО получать профессиональную поддержку напрямую от производителя. Партнерам регулярно поставляется (на DVD или через Интернет) актуальная техническая информация, инструкции по монтажу и применению специнструмента. Для сотрудников сервисных станций проводятся технические курсы, ориентированные на особенности местного рынка.

В состав ZF Services входят 34 компании, 5 офисов по маркетингу и 650 сервисных партнеров по всему миру. С февраля 1999 г. в нашей стране действует ООО «ЦФ Руссия» со 100% немецким капиталом, которая является дочерней компанией ZF Friedrichshafen AG и частью ZFServices. Компания была создана с целью обеспечения рынка запасными частями и агрегатами производства ZF, а также организации их качественного обслуживания и ремонта на территории России.

ZF Friedrichshafen AG. Коробочная арифметика

HCC — Hydrodynamically Cooled Clutch — гидродинамическое охлаждаемое сцепление
© Фото: ZF Friedrichshafen AG

Сегодня в сервисной сети ZF в стране, помимо двух предприятий в Москве и Петербурге, имеется 22 авторизованных партнера в 14 городах. Это все те же Москва и Петербург, а также Воронеж, Набережные Челны, Красноярск, Нижний Новгород, Ростов, Волгоград, Курск, Уфа, Миасс, Новосибирск, Челябинск и Иркутск. В программе Original Sachs Service участвуют уже 65 партнеров. 35 дилеров действуют в 7 крупнейших региональных центрах. По договору с производителями компонентов ZF Russia, а также его авторизованные сервисные партнеры могут выполнить гарантийные и послегарантийные работы непосредственно на предприятии у заказчика. Если возникает необходимость сложного капитального ремонта, неисправный агрегат может быть направлен в мастерскую ZF Russia или ближайшего сервисного партнера.

Перспективное направление деятельности ZF в России — восстановление запасных частей. Открытие нового технического центра в Москве запланировано на лето 2012 г. Здесь планируется восстанавливать не только изделия, поставляемые на сборочные конвейеры традиционных партнеров, таких как BMW, Land Rover и VW/Audi, но и стороннюю продукцию — автокомпоненты Ford.

ZF Friedrichshafen AG. Коробочная арифметика

Восьмиступенчатая коробка 8HP для гибридной силовой установки
© Фото: ZF Friedrichshafen AG

Во второй половине 2012 г. новый технический центр ZF Services начнет предоставлять услуги по восстановлению АКП, в конце 2013 г. — МКП, сцеплений и гидротрансформаторов. Планируется и восстановление трансмиссий грузовых автомобилей.

Наш привычный к гаражному ремонту автомобилист старшего поколения может удивиться столь щепетильному подходу к организации сервиса. И будет неправ. Фирменный сервис — это не только и не столько наличие необходимых запчастей, диагностического оборудования, оснастки и специнструмента, сколько отработанные технологии, опыт и квалификация персонала. С большинством инновационных разработок ZF, таких как 8- и 9-скоростные автоматические трансмиссии, сцепления SachsXTend и система амортизации CDC (ContinuousDampingControl) на гаражном верстаке не справишься. Да и устройство выпускаемых в партнерстве с Bosch рулевых механизмов и гидроусилителей под маркой ZFParts для значительной части наших автослесарей — темный лес.

ZF Friedrichshafen AG

Для осуществления функции «старт-стоп» потребовался дополнительный «насос»
© Фото: ZF Friedrichshafen AG

Для примера поговорим о коробках. Традиционные автоматические коробки передач с гидротрансформаторами списывать рано. С основным их недостатком — потерями мощности в гидравлической части агрегата — справляться научились достаточно давно, тем или иным способом блокируя «половинки» гидромуфты между собой для исключения их проскальзывания. Количество передач возросло с ранее привычных трех до шести и более. Дело в том, что любой ДВС не идеален: его оптимальная работа (по мощности, крутящему моменту и расходу топлива) имеет место только в ограниченном диапазоне скоростей вращения коленчатого вала. Расширить этот диапазон возможно только путем существенного усложнения конструкции двигателя. Но куда легче просто добавить пары шестерен в коробку передач. Добавить ступени в автоматическую коробку передач психологически проще, чем в механическую: мало кому захочется превращать процесс управления в бесконечные манипуляции рычагом. Ведь при заданной максимальной скорости, чем больше ступеней у коробки, тем «короче» каждая передача. Управляемая электроникой автоматика правильно выбирает передаточное число, при этом не устает и не нервничает. Большее число передач позволяет выбрать ту из них, на которой при заданной скорости движения частота вращения коленвала будет ниже. Такой режим помимо снижения расхода топлива и соответствующего сокращения выбросов дает уменьшение шума и вибрации, т.е. повышает комфорт.

Многоступенчатый автомат инженеры ZF считают наиболее подходящей для современных автомобилей конструкцией. Их утверждение не голословно: концерн имеет опыт разработки и производства всех основных типов агрегатов трансмиссии. Так, в 2001—2005 гг. для Mini серийно выпускался клиноременный бесступенчатый вариатор VT1F. В итоге Америки не открыли: признав конструкцию дорогой и не слишком надежной, выпускавший ее бельгийский завод продали.

ZF Friedrichshafen AG. Коробочная арифметика

Пространственному мышлению создателей 9НР можно позавидовать
© Фото: ZF Friedrichshafen AG

Слишком сложной и дорогой считают в ZF и роботизированную «механику» с двумя сцеплениями, но, тем не менее, выпускают такие агрегаты исключительно для Porsche: при частоте вращения коленвала, большей 7000 оборотов, лопатки гидротрансформатора страдают от кавитации. Но ни по расходу топлива, ни по времени переключения робот и автомат сегодня практически не отличаются. Гидравлическая муфта по определению работает плавнее любой механической. Для мощного спорткара это мелочи, для других машин — достоинство.

В минувшем десятилетии ZF производил в основном шестиступенчатые автоматы серии 6НР. В 2009 г. появилась первая «восьмерка» концерна. Восьмиступенчатая коробка передач обеспечила снижение расхода топлива не менее чем на 6% по сравнению с 6-ступенчатой автоматической. При сопоставимых внешних габаритах новые агрегаты имеют меньший вес, чем их шестиступенчатые аналоги. Два модельных ряда 8НР покрывают диапазон крутящих моментов от 300 до 1000 Нм. Модульная конструкция позволяет приспособить АКП к использованию в любых типах автомобилей, включая полноприводные и гибридные. 8HP — первая автоматическая коробка передач, реализующая функцию «старт—стоп» без вспомогательного гидравлического насоса. Вместо такового используется пружинный поршневой аккумулятор, удерживающий необходимый объем жидкости под повышенным давлением и нагнетающий его во внутренние узлы АКП для старта. Благодаря гидроаккумулятору импульсного действия автомобиль может повторно тронуться с места спустя всего 350 миллисекунд после отключения двигателя. Функция «старт—стоп» восьмиступенчатой АКП позволяет снизить расход топлива по сравнению с очень экономичной шестиступенчатой автоматической коробкой передач второго поколения в общей сложности на 11%.
 
Значительно возрос максимальный передаваемый крутящий момент, при этом удельный вес агрегата на единицу передаваемого момента существенно снизился (аналогичный результат был достигнут и при переходе с 5 на 6 передач).

ZF Friedrichshafen AG. Коробочная арифметика

Девятиступенчатая коробка передач выглядит несколько непривычно
© Фото: ZF Friedrichshafen AG

Восьмиступенчатая АКП имеет четыре планетарных ряда шестерен и пять элементов переключения. Поскольку на каждой передаче только два элемента переключения находятся в разомкнутом положении, потери тягового усилия из-за моментов инерции внутри коробки передач существенно снижаются. А более высокое общее передаточное число (7,05 по сравнению с 6,04 у предшествующей модели) позволяет двигателю работать на более низких оборотах, что положительно сказывается на расходе топлива.

Современные системы гашения крутильных колебаний в гидротрансформаторе обеспечивают его быструю блокировку при старте, способствуя дальнейшему снижению расхода топлива и выбросов углекислого газа. Скорость переключения передач у 8НР, как, впрочем, и у 6НР второго поколения, ниже порога восприятия.

Инженеры концерна явно не могут расстаться с полюбившимися им в детстве кубиками Lego. Из отдельных стандартизированных узлов-модулей они собирают агрегаты любой необходимой конфигурации. «Пристегнули» к основному модулю электрическую машину, сцепление, гаситель крутильных колебаний и необходимую гидравлику — получили в тех же габаритах трансмиссию для любого типа гибридной силовой установки. Навесили раздаточную коробку — имеем трансмиссию для полного привода. При необходимости можно интегрировать раздаточную коробку с включением привода на переднюю ось или встроить в АКП дифференциал.

ZF Friedrichshafen AG. Коробочная арифметика

Схема переключения передач
© Фото: ZF Friedrichshafen AG

Особый «кубик» — гидродинамическое сцепление с охлаждением (hydro­dynamically cooled clutch — HCC), обеспечивающее плавный старт и быстрое переключение передач. Эта «мокрая» многодисковая муфта устанавливается вместо гидротрансформатора в картере сцепления автоматической коробки передач. Ее момент инерции массы ниже, чем у гидротрансформатора, передаваемый крутящий момент больше, что делает HCC полезным для спортивных автомобилей.

Уже сегодня ZF разрабатывает 9-ступенчатую автоматическую коробку передач для переднеприводных легковых автомобилей с поперечным расположением двигателя. Два типа АКП перекрывают крутящий момент от 200 до 480 Нм. Практически все сказанное о 8НР справедливо и в отношении нового агрегата. Но есть и некоторые дополнения. Новый агрегат в сравнении с шестиступенчатым предшественником позволяет сэкономить до 16% топлива. Результат достигается прежде всего благодаря ее более высокому общему передаточному числу (9,84).

Переключение передач АКП ZF 9HP осуществляет с помощью четырех комплектов шестерен и шести переключающих устройств. В легковом автомобиле с поперечным расположением двигателя пространство для коробки ограничено. Комплекты шестерен в 9HP пришлось размещать в шахматном порядке. Конструкция коробки была дополнена интегрированным в нее кулачковым механизмом переключения с гидроприводом. Механизм обладает высоким КПД и практически не влияет на монтажную длину коробки. Если у многодискового механизма переключения в разомкнутом положении действуют моменты инерции, вызывающие потери мощности, то у кулачкового такие потери очень малы.

Вместо модуля Mechatronik инженеры ZF разработали и изготовили электронный блок управления (EGS) собственной конструкции с 30-процентным запасом по производительности, что позволяет в будущем дополнить АКП системой электронного управления переключением передач (Shift-by-wire).

Придумали и новый «кубик» — уникальный автоматически подключаемый полный привод (AWD Disconnect). Система включает привод на задние колеса только при необходимости и экономит таким образом до 5% топлива по сравнению с постоянным режимом полного привода. Возможности интеграции АКП в различные конструкции автомобиля еще больше возросли.

Эй, слесари! Починять беретесь?

Автоматы от ZF

1965 — Приобретение у Borg-Warner лицензии на производство трехступенчатой автоматической коробки передач для BMW 2002 и Peugeot 404.
1975 — Первая трехступенчатая АКП собственной конструкции.
1982 — Первая четырехступенчатая АКП.
1985 — Четырехступенчатая АКП для автомобилей с поперечным расположением двигателя.
1990 — Пятиступенчатая АКП серии 5НР для BMW.
1995 — Второе поколение четырехступенчатых АКП для автомобилей с поперечным расположением двигателя.
2001 — Шестиступенчатая АКП (6НР) для BMW 7-й серии.
2009 — Восьмиступенчатая АКП (8НР) для BMW 760.
Семиступенчатая роботизированная коробка передач 7-DT для Porsche.
2012 — Коробка 8HP устанавливается серийно на модели Alpina, Audi, Bentley, Chrysler, BMW, Jaguar, Lancia, Land Rover, Range Rover и Rolls-Royce. Всего более 220 модификаций.

ZF Friedrichshafen AG. Коробочная арифметикаZF Friedrichshafen AG. Коробочная арифметикаZF Friedrichshafen AG. Коробочная арифметикаZF Friedrichshafen AG. Коробочная арифметикаZF Friedrichshafen AG. Коробочная арифметика (3 оценок, среднее: 4,00 из 5)
... Загрузка...

Обсуждение

Ваш адрес email не будет опубликован.

Статьи по теме
Популярное