Osie portalowe ZF – zastosowanie w nowoczesnych konstrukcjach autobusów niskopodłogowych

, 6 czerwca 2017, 12:33

Niskopodłogowe osie portalowe ZF wyznaczają najwyższe standardy w zakresie nowoczesnych konstrukcji autobusowych. Konsekwentne wprowadzanie elektryfikacji oraz dążenie do redukcji masy podzespołów przekłada się na znaczące oszczędności paliwa wśród przewoźników.

Zatwierdzony 23 lipca 1980 roku patent o numerze DE 3027806 A1 w znaczący sposób wpłynął na światowy rynek autobusów miejskich. Zespół inżynierów firm ZF Friedrich Ehrlinger Manfred Goeft i Werner Brysch  rozpoczął rewolucję, która ukształtowała obecny wygląd autobusów niskopodłogowych. Wynalazek osi niskopodłogowej z portalowym mostem napędowym o asymetrycznie położonej przekładni głównej, w skrócie został nazwany „niskopodłogową osią portalową“.

Historia rozwoju konstrukcji

W latach 70 i 80-tych nastąpił okres standaryzacji w autobusach miejskich, które w znacznym stopniu zostały ujednolicone poprzez podobne zabudowy. Wysokość podłogi znajdowała się na wysokości około 70 cm, która obecnie jest charakterystyczna dla dzisiejszych autobusów turystycznych i podmiejskich.

Pierwsza generacja osi niskopodłogowych portalowych ZF AV 130 obniżyła tą wysokość o 25 cm – do wysokości podłogi 45 cm. Pozwoliło to na zlikwidowanie stopni w autobusach i bezproblemowe wsiadanie pasażerów. W znaczący sposób wpłynęło również na czas postoju autobusów na przystankach, poprzez usprawnienie ruchu podróżnych, i w efekcie, łączny czas przejazdów na trasach. Pierwszym klientem koncernu ZF była  francuska firma CBM „Car et Bus Le Mans” (później przejęta przez Renault), która zaprezentowała swój prototyp w Paryżu w 1982 roku. Natomiast pierwszym wielkoseryjnym klientem została firma Kässbohrer, która upowszechniła zastosowanie tej osi w autobusach miejskich. W latach od 1983 do 1992 ponad tysiąc sztuk pierwszej wersji osi ZF trafiło do autobusów miejskich.

Dziesięciokrotny wzrost sprzedaży przyniosło wprowadzenie do produkcji seryjnej drugiej generacji osi niskopodłogowych portalowych AV 131. Trafiła ona do produkowanych w latach 1988-2001 autobusów, gdzie oś została obniżona o kolejne 4 cm – do wysokości podłogi 40,5 cm.  Oznaczało to, że po raz pierwszy pojawiła się w pełni niskopodłogowa zabudowa autobusów miejskich. Liczni producenci autobusów nazywają konstrukcje tych osi mianem „super low floor”. Czynnikiem, który zadecydował o takiej konstrukcji, było zastosowanie asymetrycznie położonej przekładni głównej z bocznym mechanizmem różnicowym. Przesunięcie portalowe zostało zwiększone z 70 do 110 mm.

Już w 1997 roku na liniach montażowych zakładów ZF wyprodukowano 10 000 oś. Chwilę później do produkcji trafiła kolejna, trzecia już generacja  podzespołu o nazwie AV 132. Dla koncernu był to przełom, który zakończył się sukcesem sprzedażowym w ilości 200 000 sztuk, który trafił do ponad 100 różnych odbiorców na całym świecie. Nowością w konstrukcji było zastosowanie hamulców tarczowych ze stojącym cylindrem hamulcowym.

W celu dalszego obniżenia mostu zastosowano wgłębienie dla prowadzonego wału napędowego. Do wielkiego sukcesu trzeciej generacji doprowadziło również wprowadzenie po raz pierwszy niskopodłogowej osi portalowej nie napędzanej dla autobusów przegubowych pod oznaczeniem AVN 132, której seryjna produkcja rozpoczęła się w 1977 roku i do tej pory osiągnęła liczbę ponad 40 tysięcy sztuk.

Obecnie prawie wszystkie autobusy niskopodłogowe na świecie poruszają się na osiach wyprodukowanych przez koncern ZF. Blisko 60% klientów kupuje osie jako kompletny system ze wspornikami dla amortyzatorów i układu resorującego drążkami, miechami pneumatycznymi, hamulcami oraz innymi elementami. Osie oferowane są jako kompletne moduły, co stanowi znaczący postęp od producenta pojedynczego elementu do dostawcy kompleksowego rozwiązania. Dotyczy to również wprowadzonej do seryjnej produkcji elektrycznej osi AVE 130, która dzieli wiele technologicznych rozwiązań z modelem konwencjonalnym  AV 132.

Postęp konstrukcji pozwala obecnie na obniżenie mostu o kolejne 5 cm. Jak do tej pory żaden z producentów autobusów nie zdecydował się jednak na seryjną produkcję tak niskiej konstrukcji swoich pojazdów.

Ewolucja nie rewolucja

Nawet najbardziej udana generacja osi AVE w toku swojej produkcji przechodziła modernizacje i kolejne optymalizacje. Zespół inżynierów koncernu ZF wyszedł z założenia, że konieczna jest ewolucja kolejnych modeli. Ostatnie modyfikacje dotyczyły przede wszystkim redukcji wagi całego modułu aż o 63 kg. Przy ciężarze blisko 1 tony, największą szansę na odciążenie znaleziono we wspornikach układu tłumiącego gdzie największy potencjał znaleziono tutaj w masywnych wspornikach dla układu tłumiąco resorującego. Drugim krokiem, który został podjęty w 2007 roku, było wzmocnienie przekładni stożkowej. W związku z przygotowaniami do wprowadzenia normy emisji spalin Euro , w konstrukcji  zmieniono położenie odpowietrznika i zaprojektowano zintegrowaną z obudową mostu, konsolę wahaczy. W 2011 roku ruszyła seryjna produkcja „odświeżonej” osi portalowej AV 132.

Obecnie produkowana jest kolejna generacja osi o numerze AV 133, która weszła do seryjnej produkcji w 2016 roku. Podobnie jak w przypadku wcześniejszych konstrukcji, do jej projektu wprowadzono sporo zmian. Ponownie obniżono jej wagę o kolejne 45 kg dzięki zastąpieniu wsporników z żeliwa sferycznego stopem aluminium. Znacząco wpłynęło to również na poprawę wytrzymałości modułu.  Optymalizacja obiegu oleju w konstrukcji  pozwoliła również na zmniejszenie poziomu generowanego hałasu o 3 decybele – co odpowiada 50% poprawie odczuwalnego hałasu przez pasażerów. Poprawiono również stosunek nacisku powierzchniowego generowanego na przekładni stożkowej, powiększając  ją o 10 mm i przeprojektowując układ kół zębatych mechanizmu różnicowego w celu bardziej wydajnego smarowania. Pozwoliło  na wydłużenie okresów wymiany oleju ze 180 000 km do 240 000 km przy zastosowaniu oleju syntetycznego.

Przy wymianie oleju eksperci ZF zalecają stosowanie fabrycznie używanego oleju ZF Ecofluid X. Jest to produkt najwyższej jakości opracowany przez koncern ZF z myślą o zastosowaniu w osiach autobusowych i pojazdach ciężarowych.

Komentarze

Komentarz musi być dłuższy niż 5 znaków!

Proszę zaakceptuj regulamin!

Brak komentarzy!