Сцепление digital

Двухдисковое сцепление как таковое уже не новинка, а, скорее, норма современного рынка. Это верно для парка легковых автомобилей, а вот для грузовой и специальной техники «норма» в 2015-2016 годах получит новое определение.

На грузовые автомобили уже сейчас двухдисковое сцепление ставят в серии такие марки, как Volvo и Renault Truck. Соответственно, и новое поколение КПП от ZF создавалось именно под данный тип сцепления. Так концерн следует общемировому тренду повышения эффективности трансмиссии и снижения всевозможных потерь. И наши специалисты-ремонтники должны быть готовы принять и обслужить подобные агрегаты. Технологически новинка – сухое сцепление, которое разработано для тяжелых грузовиков грузоподъемностью до 60 т и крутящего момента более 2 800 Нм. Сцепление работает в режиме, когда одна пара дисков замкнута, а вторая – разомкнута. Это гигантский (в понимании легкового рынка) модуль, соответствующий габаритам и массе грузового парка, для которых он создан: его масса 137 кг.

Принципиальное отличие от прежней конструкции состоит в том, что каждый диск сцепления размещается на своем валу и отвечает за свои передачи: один – за четные, другой – за нечетные. Внешне сцепление выглядит как обычное двухдисковое. Но в нем имеются две диафрагменные пружины – каждая для своего пакета. Для нас, ремонтников, этот агрегат интересен тем, что его… нельзя ремонтировать! Агрегат неразборный, и в случае выхода из строя его заменяют целиком. В серию такое сцепление поставляется с 2014 года, так что в самое ближайшее время оно уже может поступить на вторичный рынок запчастей. Вероятно, с 2016 года потребуются запасные части, поскольку пробег для коммерческой техники растет стремительно. Новый узел имеет всего лишь 2 запчасти: блок сцепления и «коннект», механизм управления им.

Нелишне будет вспомнить, что два года назад компания Volvo познакомила специалистов с другим сцеплением, тоже сложным и продвинутым, имеющим также пневмо-электронный выжимной механизм. В рекомендациях компании подчеркивалось, что при замене сцепления непременно, в обязательном порядке, следует пользоваться оригинальными сервисными приборами.

После этого с мест эксплуатации пошли рекламации: после ремонта сцепление отказывалось работать. Сервисная служба ZF зафиксировала 9 таких жалоб за первые полгода продажи выжимного устройства на вторичном рынке, и далее 6 агрегатов были отправлены в Германию для определения причин отказа. Проблема, как установили немецкие инженеры, была совершенно единообразной: в каждый модуль управления компанией Volvo встроен фирменный чип, который после вмешательства ремонтников следовало синхронизировать с бортовым компьютером, «прописав» его, как принято говорить. Иными словами, претензии были связаны с несоблюдением заводской процедуры ремонта, с неиспользованием фирменного диагностического сканера.

Затем поток рекламаций иссяк. Комментировать ситуацию вряд ли имеет смысл. Скажем так: вероятно, «кулибины» нашли метод борьбы со шведским чипом…

Интересная конструктивная особенность этого узла: в нем имеются две диафрагменные пружины, каждая для своего пакета. Пружины вытяжного и выжимного типов, поэтому в паре они позволяют создать узел компактный и легкий (в «грузовом» понимании). И еще одна важная, «умная» инновация, достойная быть упомянутой в обзоре. Это тот редкий для нашего цифрового века случай, когда «железное», механическое решение дает ощутимую выгоду – и не создает новых затрат ни для автопроизводителя, ни для конечного пользователя. Инженерами ZF разработана оригинальная конструкция торсио­нных пружин дисков сцепления. Напомним: в корпусе дисков сцепления по радиусу выполнены прямоугольные вырезы, в которых помещаются витые цилиндрические пружины – гасители крутильных колебаний. Классическая, привычная всем нам величина углового смещения ступицы, которая обеспечена такими пружинами – ± 6-8° для конструкций, работающих в грузовых автомобилях. Это достаточно мало, поскольку колебания гасятся лишь частично, и это пагубно влияет на долговечность современных КПП. Именно в качестве универсального и даже радикального средства, способного улучшить ситуацию, и появились схемы с двухмассовыми маховиками – сложные, дорогие и инновационные, но не всегда доступные именно по соображениям бюджета. Потому инженеры продолжили искать простые, пусть и компромиссные, решения для упомянутого сегмента. Пристальное изучение проблемы с применением моделирования показало, что цилиндрические пружины, работающие в прямоугольных окнах, имеют серьезные проблемы с эффективностью работы в широком (полном) диапазоне. Более того, эффективно функционирует и выполняет свою задачу лишь центральная часть пружины. Было решено попытаться повысить эффективность гашения колебаний, изменив геометрию: окна для пружин сделать не прямоугольными, а изогнутыми по радиусу той окружности на диске, где и работает пакет пружин. Соответственно, и сами пружины в новом пакете получились изогнутыми по радиусу. Кроме того, конструкторы поработали над характеристиками пружин, изменив число витков и даже в некоторых модифика­циях поместив внутрь главной пружины еще одну, меньшего диаметра и меньшей длины – она вступает в работу при нагрузках, близких к предельным.

Эффективный угол смещения ступицы при гашении колебаний по итогам работы увеличился с 6 градусов до 16! Конечно, условия работы коробки изменились в лучшую сторону, даже без установки двухмассового маховика. В серии такие пружины появились с 2013 года – и снова лидерами внедрения стали уже упомянутые Volvo и Renault.

Сцепления с такими пружинами способны передавать чудовищный крутящий момент – 4 000 Нм и больше. Наконец, такие пружины стали использоваться и там, где нужно отбирать мощность для привода дополнительных механизмов, а они часто встраиваются в схемы специальной техники.

Завершая обзор, представим еще одну прия­тную особенность новых пружин. С помощью этой конструкции удалось не только гасить крутильные колебания почти вдвое лучше, чем прежде – по пиковым их значениям, но и сместить наиболее пагубный для силового агрегата эффект резонанса «в одну точку» – к моменту запуска мотора. Это означает, что знакомые дискомфортные эффекты вибраций и шумов при трогании, на низких оборотах тоже остались в прошлом.