Producent samochodu w czasach współczesnych odpowiada przede wszystkim za złożenie w jedną całość części, wytworzonych przez wyspecjalizowane firmy. Postanowiliśmy przyjrzeć się działalności firm obecnych na polskim aftermarkecie, które posiadają doświadczenia w produkcji elementów do skrzyń biegów na pierwszy montaż.

fot. ZF

Ewolucja skrzyń biegów

Pierwsze samochody produkowane seryjnie wyjeżdżały na drogi na początku XX wieku. Ich wykonawcy wykazywali się niezwykłą kreatywnością, tworząc przysłowiowe "coś" z niczego. Fabryka pojazdu musiała stworzyć niemal wszystkie elementy niezbędne do skonstruowania wehikułu. Dopiero z czasem pojawiły się firmy specjalizujące się w wytwarzaniu konkretnych podzespołów. Współcześnie na rynku motoryzacyjnym o kontrakty na dostarczanie podzespołów do fabryk producentów samochodów rywalizuje wiele firm. Jedną ze szczególnie interesujących gałęzi tego rynku jest segment skrzyń biegów.

Konkurencja na rynku oryginalnego wyposażenia pojazdów (OE) jest na tyle duża, że tylko najwięksi gracze, z najdłuższym doświadczeniem są w stanie podjąć walkę o kontrakty. Przykładem firmy mocno zaangażowanej w działalnośc na OE jest ZF. Przedsiębiorstwo słynie na całym świecie z produkcji skrzyń biegów, które dostarcza producentom pojazdów jako gotowe moduły montażowe. Wiele innowacyjnych technologii w zakresie zmiany przełożeń, o których słyszymy w reklamach samochodów różnych marek to zasługa inżynierów niemieckiego koncernu. Skrzynie biegów są coraz szybsze, bardziej precyzyjne. Producenci pojazdów wymagają od nich także, by przyczyniały się do generowania oszczędności paliwa.

Niegdyś cztery przełożenia do przodu wystarczyły do komfortowej jazdy. Definicja komfortu przez lata zmienia się, dlatego obecnie ZF produkuje ośmiostopniowe, automatyczne skrzynie biegów. Niedawno swoją premierę miała druga generacja tego typu przekładni, którą zastosowało w swoich pojazdach BMW.

– „Nasz wieloletni klient – BMW jest pierwszym, który zdecydował się zaufać drugiej generacji naszych przekładni 8HP. Jest to konstrukcja przełomowa, bardziej efektywna od poprzednika i do 3% szybsza. Zmiana biegów odbywa się przy niższej prędkości obrotowej silnika, co przyczynia się do ograniczenia spalania. W porównaniu do pierwszej generacji, naszym inżynierom udało się zmniejszyć straty mocy przesyłowej, dzięki zastosowaniu elementów ograniczających tarcie." – powiedział dr Jürgen Greiner, szef ds. rozwoju w dziale skrzyń biegów do pojazdów osobowych ZF Friedrichshafen AG.

Poddostawcy i poddostawcy poddostawców…

Każda sekunda i każdy mililitr paliwa są w dzisiejszych rozwiązaniach technologicznych na wagę złota. Właśnie dlatego producentom podzespołów zależy na tym, by każda część, z której korzystają była jak najwyższej jakości. Nie wszystko są w stanie wyprodukować samemu, chętnie korzystają więc z oferty renomowanych firm, wytwarzających prostsze elementy. 

Na dzisiejszym rynku motoryzacyjnym trudno znaleźć skrzynię biegów, w której nie występowałyby podzespoły i części produkowane przez Grupę Schaeffler, przede wszystkim dzięki szerokiej gamie łożysk INA. Grupa Schaeffler ma dominującą pozycję w tej grupie części nie tylko na rynku OE, lecz także na rynku wtórnym.

Łożysko to element o tylko teoretycznie nieskomplikowanej budowie. Ze względu na różnorodne wymagania producentów skrzyń biegów, istnieje cała paleta łożysk tocznych – igiełkowe, kulkowe, wałeczkowe, stożkowe i inne. Firma INA skupia się także na rozwiązaniach high-tech – zarówno w materiałach do produkcji bieżni łożysk jak i w materiałach przeznaczonych do konstrukcji wewnątrz łożysk („koszyki”). W segmencie samochodów użytkowych części INA możemy spotkać praktycznie u każdego producenta skrzyń biegów. Dotyczy to zarówno skrzyń produkowanych samodzielnie przez producentów samochodów (np. Mercedes, Volvo) jak i specjalistów w dziedzinie produkcji skrzyń biegów (np. ZF, Voith, Eaton).

– „Ta powszechna obecność  łożysk INA już na etapie produkcji skrzyń biegów przekłada się bezpośrednio na naszą ofertę przeznaczoną na rynek wtórny. Naszym klientom możemy zaproponować prawie 400 referencji łożysk, które umożliwią naprawę ogromnej większości skrzyń biegów. Aktualna oferta obejmuje pojedyncze łożyska przeznaczone do skrzyń biegów samochodów użytkowych. Rozwijając ten asortyment szykujemy dię do wprowadzenia do naszej oferty zestawów naprawczych łożysk do najpopularniejszych skrzyń spotykanych w samochodach na europejskich drogach. Takie zestawy będą oferowane pod handlową nazwą INA GearBox. " – powiedziała Sylwia Borek  z Schaeffler Polska.

Wymagania co do smarowania

Producenci skrzyń biegów są odpowiedzialni także za to, by poszczególne elementy podatne na proces tarcia wytrzymały wszelkie obciążenia przez długi okres eksploatacji. Nie byłoby to możliwe bez udziału odpowiedniej jakości środka smarnego. Współczesne skrzynie biegów, zwłaszcza automatyczne, są na tyle zaawansowanymi konstrukcjami, że olej dopasowywany jest do ich poszczególnych modeli. Jedną z firm specjalizujących się w produkcji środków smarnych, która dostarcza oleje do skrzyń biegów na rynek OE jest Castrol.

Przedstawicieli tej firmy spytaliśmy, jakie wymogi musi spełniać dziś olej do klasycznej automatycznej skrzyni biegów, a także do przekładni bezstopniowej CVT oraz dwusprzęgłowej typu DSG? Odpowiedzi udzielił nam Michał Izdebski, Technical and Training Specialist w firmie Castrol.

W przypadku klasycznych automatów istotna jest odporność na ścinanie w obrębie przekładni hydrokinetycznej (odpowiednio dobrane modyfikatory lepkości wysokotemperaturowej), wysoka stabilność na utlenianie, a także odporność na ścinanie w obrębie zestawu przekładni planetarnych (odpowiednio trwałe modyfikatory lepkości). Olej ma zapewnić też wysoką ochronę przed zużyciem i wykruszaniem zębów kół walcowych. Istotne jest odpowiednio szybkie odbieranie ciepła z węzłów tarcia. Na komfort wpływa tłumienie drgań przekładni i redukcja hałasu. Wysokiej jakości depresatory będące dodatkiem do oleju, odpowiadają za poprawną pracę w niskich i wysokich temperaturach w obrębie sterowników elektrohydraulicznych (jako olej hydrauliczny). Z kolei detergenty mają za zadanie utrzymać czystość podzespołów, a inhibitory zapewnić ochronę przed korozją. Współczesny olej do automatycznych skrzyń biegów musi być wysoko odporny na pienienie oraz oksydacje w obrębie przekładni planetarnych.

Oleje do przekładni bezstopniowych CVT muszą spełniać dokładnie te same wymagania co oleje do klasycznych skrzyń automatycznych, przy czym konieczne jest także spełnienie kilku dodatkowych warunków. Olej musi odznaczać się m.in. wysoką odpornością w czasie na obciążenia tnące i termiczne (tylko oleje syntetyczne) oraz zdolnością do redukcji kontaktu łańcucha z powierzchniami stożkowymi wariatora w celu spowolnienia zużycia elementów współpracujących (odpowiednie modyfikatory tarcia, lepkości).

Skrzynie dwusprzęgłowe typu DSG dzielą się na posiadające sprzęgła suche oraz te, których sprzęgła są zanurzone w kąpieli olejowej. Najważniejszymi parametrami, które musi spełniać olej do takiego typu skrzyni są:

• płynność w bardzo niskich temperaturach (odpowiednio dobrane depresatory), niska klasa lepkości SAE
• wysoka stabilność po rozgrzaniu, odporność na ścinanie (odpowiednio dobrane wiskozatory),
• wysoka odporność na utlenianie (wysokiej jakości przeciwutleniacze)
• chłodzenie współpracujących powierzchni ciernych sprzęgła

Najważniejsze podzespoły każdego samochodu to efekt wspólnej pracy wielu firm z rynku automotive. Producent samochodu często zajmuje się tylko montażem części pozyskanych od niezależnych firm. Pamiętać należy jednak także o tym, że bierze on odpowiedzialność za to, co zamontuje, stawiając na szali prestiż własnej marki i wizerunek w oczach klientów. Musi więc współpracować tylko z zaufanymi kontrahentami, specjalistami w swojej, najczęściej wąskiej, dziedzinie.