Inteligentne sterowanie sprzęgłem wpływa na obniżenie zapotrzebowania pojazdu na energię. Rozwiązanie ZF daje producentom samochodów narzędzie do projektowania bardziej efektywnych pojazdów osobowych z manualnymi skrzyniami biegów.

Dzięki systemowi Clutch-by-Wire (CBW), firma ZF wprowadza elektromechaniczny system siłowników, który po raz pierwszy kontroluje układ pedału sprzęgła niezależnie i bez połączenia mechanicznego. Rozwiązanie to wprowadza do skrzyń manualnych możliwość ograniczania zużycia paliwa, która wcześniej zarezerwowana była dla pojazdów ze skrzyniami automatycznymi oraz zautomatyzowanymi.

W porównaniu do przekładni w pełni automatycznej zmiany biegów, udział przekładni manualnych na rynku będzie stopniowo maleć. Aktualne prognozy dla segmentu pojazdów klasy średniej i niższej na rynkach wschodzących wskazują jednak na wzrost sprzedaży przekładni manualnych w dłuższym okresie. Stale rosnące normy emisji spalin sprawiły, że konieczne stało się wdrożenie efektywniejszych systemów przeniesienia napędu również w konwencjonalnych – manualnych – przekładniach. Właśnie dlatego, specjaliści koncernu ZF opracowali układ sprzęgła typu Clutch-by-Wire. Idea projektu zakłada uruchamianie sprzęgła za pomocą zintegrowanego silnika elektrycznego.

– ,,Dzięki takiemu rozwiązaniu zużycie paliwa oraz emisja CO2 spada w pojeździe aż o 10%. Wynik ten został osiągnięty dzięki automatycznemu rozłączaniu silnika i przekładni w odpowiednich sytuacjach drogowych, znanych jako funkcja dobiegu. System Clutch-by-Wire pozwala producentom pojazdów uzyskać ten efekt w pojazdach zarówno z manualnymi jak i automatycznymi przekładniami." – wyjaśnia Jörg Buhl – szef działu projektowego ZF Friedrichshafen AG.

Bez przeciągnięć

Możliwość kontrolowania sprzęgła przez jednostkę sterującą przy użyciu siłownika bez mechanicznego połączenia z pedałem, umożliwia zwiększenie komfortu i bezpieczeństwa dzięki takim funkcjom jak anti-stall wtedy, gdy pedał sprzęgła zostanie zwolniony zbyt szybko lub podczas hamowania awaryjnego. Funkcja anti-stall całkowicie lub częściowo otwiera sprzęgło przed spadkiem prędkości obrotowej silnika poniżej poziomu krytycznego. Dochodzi do tego funkcja pełzania, gdzie kontrolowany poślizg ułatwia manewrowanie pojazdem przy niskich prędkościach oraz w trakcie jazdy w korku.

Jednocześnie, dzięki temu że pedał sprzęgła jest niezależny od układu napędowego, możliwe jest nieograniczone projektowanie systemu dla różnych modeli samochodów. Przykładowo, pedał może być ustawiony na minimalny opór nawet w pojazdach o sportowej charakterystyce. Czujnik wykrywa aktualną prędkość i drogę, a elektroniczny i mechaniczny system przekłada działania kierowcy bezpośrednio na sprzęgło. Po wcześniejszym ustawieniu czułości pedału, pozostaje ona stała przez cały okres eksploatacji pojazdu. Zużycie sprzęgła nie wpływa na działanie układu, również w takich sytuacjach następuje automatyczne równoważenie efektu poprzez nowy siłownik CBW.

W tym kontekście ważne jest, że pomimo korzystania z nowego rozwiązania kierowca wciąż bardzo precyzyjnie czuje i może kontrolować pojazd w znany ze wcześniejszych rozwiązań sposób. Dodatkowo, producenci pojazdów mogą wciąż instalować te same przekładnie manualne, których używali do tej pory.

Układ Clutch-by-Wire jest wyposażony w mocny siłownik oraz bezszczotkowy silnik elektryczny prądu stałego, których zadaniem jest uruchomienie sprzęgła w miejscu konwencjonalnych przewodów sterujących lub hydraulicznych. Zintegrowana CCU (Jednostka Kontrolująca Sprzęgło) steruje systemem w zależności od parametrów i wymagań funkcyjnych pedału sprzęgła, niezależnie od sytuacji. Przy projektowaniu obu napędów i oprogramowania, programiści skorzystali z wiedzy ZF w zakresie przekładni automatycznych i manualnych, potwierdzonej wyprodukowaną liczbą i zastosowaniami motoryzacyjnymi stosowanymi w samochodach osobowych od 1994 roku.

W ten sposób inżynierom udało się połączyć wysoką wydajność z niskim zużyciem energii elektrycznej aktywatorów CBW, a zarazem zaoszczędzić miejsce pod maską dzięki kompaktowemu projektowi podzespołów. W rezultacie Clutch-by-Wire (CBW) od ZF może być zintegrowane z praktycznie wszystkimi dostępnymi na rynku manualnymi przekładniami.