Dingil oranları ve nihai tahrik: tek redüksiyon, göbek redüksiyonu ve portal

Bir çekicinin teknik özellikleri sayfası arka dingil için iki satır verir: bir tip ve bir sayı. Tip, bir kod ya da kısa bir ifadedir — tek redüksiyon, göbek redüksiyonu, portal. Sayı ise birimsiz, çıplak bir ondalık sayıdır: 2,31, ya da 3,70, ya da 5,41. İkisi birlikte, motorun otoyol hızında ne kadar hızlı döneceğini, bir rampada lastiklere ne kadar tork ulaşacağını ve aracın bu iki işten hangisi için satın alındığını belirler. İkisi de sonradan ayarlanamaz. Ve çoğu aktarma organı terimliğinin aksine, ikisi de AB hukukunda tanımlıdır, çünkü bir Avrupa yönetmeliğinin kayıpları simüle edebilmesi için önce parçaları adlandırması gerekiyordu.

Parçaları adlandıran yönetmelik

Regulation (EU) 2017/2400, ağır ticari araçların CO2 emisyonlarını ve yakıt tüketimini araçları fiilen sürmek yerine simülasyonla belirler. Article 2(1), Article 4’ün ikinci fıkrasına tabi olarak, bunu orta ağırlıktaki kamyonlara, ağır kamyonlara ve ağır otobüslere uygular; o ikinci fıkra, Annex VII’nin dingil hükümlerine kadar uzanan blok olan Articles 5 to 23’ü, 6, 7, 8, 13, 14, 15, 17, 18 ve 19 numaralı araç gruplarındaki ağır kamyonlara, 51, 52, 55 ve 56 numaralı gruplardaki orta ağırlıktaki kamyonlara ve 11, 12 ve 16 numaralı gruplardaki tahrikli ön dingile sahip herhangi bir araca uygulanamaz kılar. Article 2(3), Regulation (EU) 2018/858’in Annex I, Part A, points 2.1 to 2.3’ünde tanımlanan arazi araçlarını, özel amaçlı araçları ve arazi tipi özel amaçlı araçları hariç tutar. Article 9(1) yükümlülüğü araç üreticisine yükler: Üretici, Appendix 1 to Annex III’te listelenen araç teknolojilerini kullanan yeni araçlar hariç olmak üzere, Birlik’te satılacak, tescil edilecek ya da hizmete sokulacak her yeni aracın CO2 emisyonlarını ve yakıt tüketimini, simülasyon aracının mevcut en güncel sürümünü kullanarak belirlemek zorundadır; ağır otobüsler bakımından araç üreticisi ya da ara üretici, Annex I, point (2)’de belirlenen yöntemi kullanır. İstisna tutulan teknolojiler için yalnızca Table 5 of Annex III’te belirtilen girdi parametreleri belirlenir, CO2 emisyonları ve yakıt tüketimi değil.

Bir simülasyonun aktarma organlarındaki her bileşen için bir kayıp değerine ihtiyacı vardır, bu yüzden yönetmeliğin önce bileşenleri tarif etmesi gerekiyordu. Başlığı „Verifying axle data” olan Annex VII, bunu tahrikli dingiller için yapar. Bu ekin paragraph 2’si, izleyen tanımların bu ekin amaçları doğrultusunda geçerli olduğunu belirterek başlar — bunlar bir sertifikasyon prosedürünün terimliğidir, bir dingilin genel bir hukuki tanımı değil. Bu çerçeve içinde, bu beş terimin sabitlendiği AB hukukundaki tek yerdir.

Sayı neyi sayar

Oran, mil ile tekerlek arasında bir çarpandır ve yönetmelik de onu böyle kullanır. Annex VII, ölçülen her ızgara noktasının verimini çıkış torku, giriş torku ve dingil oranı olan i_axle’dan hesaplar; aynı ekin Appendix 3’ü, tekerlek tarafındaki temel sürükleme torkunu T_d0 = T₀ + T₁ × i_gear olarak hesaplar. Tork, dışarı giderken oranla çarpılır; mil hızı ise ona bölünür. Ondalık sayının anlamı bundan ibarettir.

Appendix 2, bunun ne kadar sıkı sabitlendiğini gösterir. Dingil bilgi belgesi, üreticiden dingil hattını SR, HR, SP, SRT ya da HRT olarak beyan etmesini, ardından dingil dişli oranını, ardından kron dişli çapını, pinyon ile kron dişli arasındaki dikey ofseti, pinyonun diş sayısını ve kron dişlinin diş sayısını beyan etmesini ister. Oran, bir anma değeri olarak değil, onu üreten diş sayılarıyla birlikte beyan edilir, ve arkasındaki çizim onay makamında kalır.

Volvo, bunun pratik sonucunu yayımlar. 13 ton dingil yükü ve 70 ton katar ağırlığı için derecelendirilmiş tek redüksiyonlu bir hipoid solo dingil olan RSS1370A, teknik föyünde 2,06, 2,17, 2,31, 2,47, 2,64, 2,85 ve 3,08:1 olarak listelenir. 2,31 ile 2,85 arasında, aynı tekerlek hızında kardan mili hızında yüzde 23’lük bir fark vardır — bu yüzde, yayımlanan iki orandan yaptığımız kendi hesabımızdır, bir Volvo değeri değildir. Föyün vermediği şey bir motordur: dingili 3550 Nm’lik bir elektrikli tahrik ünitesi torku için tasarlanmış olarak tarif eder, teknik özellik satırı ise azami 3500 Nm’lik bir elektrikli tahrik ünitesi torku belirtir, ve üzerinde hiçbir yerde bir motor torku görünmez. Oran, milden tekerleğe bir değerdir, ve belgenin izin verdiği okuma bundan öteye geçmez.

Redüksiyon nerede gerçekleşir, ve bu neyi çözmez

Aynı dingil yüküne ve katar ağırlığına sahip iki Volvo dingilini yan yana koyduğunuzda, ikinci bir redüksiyonun etkisi donanımda kendini gösterir. Tek redüksiyonlu RSS1370A, 485 mm’lik bir kron dişli ile 2,06 ile 3,08:1 arasında çalışır. Aynı 13 ton dingil yükü ve 70 ton katar ağırlığı için derecelendirilmiş göbek redüksiyonlu bir solo dingil olan RSH1370F ise 295 mm’lik bir kron dişli taşır ve modele göre listelenir: FE, FH ve FM’de 3,46, 3,61, 3,76, 4,12 ve 4,55:1; FH ve FM’de 5,41:1; ve yalnızca FE’de 4,67, 5,46, 6,18 ve 7,21:1. Bu iki teknik föyde, göbek redüksiyonlu dingilin en düşük oranı, tek redüksiyonlu dingilin en yükseğinin üzerindedir. Ancak yalnızca ağırlıklar ortaktır: RSH1370F föyü azami 3550 Nm’lik bir motor torku verirken, RSS1370A’nınki dingili bir elektrikli tahrik ünitesine karşı derecelendirir. Volvo’nun orta dişli kutusuna ilişkin kendi açıklaması, redüksiyonun büyük kısmının göbek dişlilerinde, yalnızca küçük bir kısmının ise orta dişlilerde gerçekleştiği, bunun da pinyon ile kron dişli arasında küçük bir çap farkı ve düşük tahrik kayıplı, servise elverişli bir orta dişli kutusu bıraktığı yönündedir. 485 mm ile 295 mm’yi bunun görünür sonucu olarak okumak bize ait bir yorumdur; Volvo iki çapı ayrı teknik föylerde basar ve aralarında herhangi bir karşılaştırma yapmaz.

Bu iki föyün ötesine bakış açısını genişlettiğinizde model tutmaz, çünkü Volvo’nun kendi model sayfaları onlarla çelişir. Bir inşaat şasisinde iki aile aynı tabloda yan yana durur: Volvo FMX teknik özellikleri, arka dingillerini bir tek redüksiyon grubuna ve bir göbek redüksiyonu grubuna ayırır; onaylı katar ağırlıkları RSS1344C/E’de 44 tondan RTH3815’te 150 tona kadar uzanır. O sayfanın arka dingil oranı tablosu, RSS1370A/B için 2,47, 2,64, 2,85, 3,08, 3,40, 3,67 ve 4,11:1 verir — ne ucu teknik föyün 2,06 ile 3,08:1 aralığıyla eşleşir, ve en yüksek oranı RSH1370F’in en düşüğü olan 3,46’nın üzerindedir. Tork sütunu da çelişir: her iki dingil için de 3800 Nm verir, RSH1370F föyünün 3550 Nm’sine karşılık. Aynı tablo, tek redüksiyonlu RSS1344C/E’yi 5,29:1’e kadar ve tek redüksiyonlu tandem RTS2310A’yı 4,63:1’e kadar listeler — ikisi de FMX’in RSH1365’te sunduğu her göbek redüksiyonu oranının üzerindedir. Redüksiyonun nerede gerçekleştiği, oranın nereye düştüğünü belirlemez; yayımlanan aralıklar çakışır, ve Volvo iki belgesini birbiriyle uzlaştırmamıştır. Bu sayfa, birini seçmek yerine ikisini de basar.

Yönetmelik, hatları tarif etmek için olmasa da, onları orana göre de sıralar. Annex VII’nin Table 2’si, point 6.4 altında, üretimin uygunluğunda bir numunenin onaylı dingilinden Nm cinsinden ne kadar sapabileceğine dair sürükleme torku toleransını belirler ve bu toleransı dişli oranına göre, dingil hattına göre belirlenmiş bir sınırla kademelere ayırır: SR ve SRT için i ≤ 3 ya da > 3, SP için ≤ 6 ya da > 6, HR ve HRT için ≤ 7 ya da > 7. Bu sınır, bir hattın oran aralığının kenarı değil, bir tolerans tablosundaki bir basamaktır, ve göbek redüksiyonlu hatlar için tek redüksiyonlu hatlara göre daha yüksek belirlenmiştir. Ekin paragraph 3’ü üretim sonucunu ekler: göbek redüksiyonlu, göbek redüksiyonlu tandem ve tek portal dingillerin — HR, HRT ve SP — farklı dingil oranları, yalnızca göbek redüksiyonu değiştirilerek ölçülebilir.

Portal dingil, yerden yükseklik ya da alçak bir taban için vardır

Paragraph 2(2), alıntılanması gereken tanımdır, ve mekanik bir yapıyı bir araç konseptine bağlaması bakımından sıra dışıdır. Tek bir portal dingil, „şehir içi otobüslerde alçak taban konseptine izin vermek için daha yüksek yerden yükseklik ya da alçaltılmış taban talebi nedeniyle” genellikle kron dişlinin dönme ekseni ile tekerleğin dönme ekseni arasında dikey bir ofsete sahip bir dingil anlamına gelir. Bir değişiklik, yapıyı da ekledi: genellikle ilk kademe bir konik dişli seti, ikincisi ise tekerleklere yakın dikey ofsetli bir düz dişli seti — ya da helisel dişli seti.

Bundan iki şey çıkar. Ofset, dingilin bir yan etkisi değil, amacıdır — yönetmelik, bu yapıyı doğuran talep olarak daha yüksek yerden yüksekliği ya da alçaltılmış tabanı adlandırır, ve bunlardan ikincisi, alçak tabanlı bir şehir otobüsünü tahrikli dingili üzerinden mümkün kılan şeydir. Ve yönetmelik, portal dingilleri baştan sona özel bir durum olarak ele alır. Appendix 2, yalnızca portal dingiller için kullanılan bir satıra sahiptir: pinyon dingili ile kron dişli dingili arasındaki açı, derece cinsinden. Appendix 4, yalnızca portal dingiller için geçerli iki aile kriteri taşır — pinyon açısının yataya göre ± 5° içinde olması, pinyon ile kron dişli dingilleri arasındaki açının ± 3,5° içinde olması — ve tek portal dingilleri, diğer her hattı bağlayan dingil gövdesi geometrisi kriterinden muaf tutar.

Solaris, Urbino 12 electric modüler tahrik modelinin tahrikli dingilini, 19.500 kg azami yüklü ağırlığa sahip bir otobüste — ülkeye ve lastiklere bağlı olarak 20.000 kg’a kadar — merkezi 240 kW’lık bir elektrik motoru tarafından tahrik edilen, stabilizörlü bir portal dingil olarak belirtir. Bu, bataryalı elektrikli bir şehir otobüsünün alçak tabanını tahrikli dingili boyunca koruyabilmesini sağlayan yapıdır.

Bir tandem iki bileşendir, bir değil

Son iki tanım bir tahrik aktarımını tarif eder. Bir SRT, giriş flanşından bir çıkış flanşı üzerinden başka bir dingile de tork aktaran tek redüksiyonlu bir dingildir; bir HRT ise aynı yeteneğe sahip göbek redüksiyonlu bir dingildir. Bir 6×4’ü bir 6×2’den ayıran işte bu tahrik aktarımıdır, ve dingil düzeni gösterimi yalnızca iki dingilin tahrikli olduğunu kaydeder, torkun ikinciye nasıl ulaştığını asla.

Yönetmelik, tekil dingili değil, çifti hesaba katar. Appendix 3, tandem dingillerin, tahrik aktarımlı bir dingil için — SRT ya da HRT — bir de eşleşen tekil dingil için — SR ya da HR — birleşik bir verimle hesaplanacağını belirtir. Volvo’nun RTH3312’si donanımı gösterir: göbek redüksiyonlu iki spiral konik tekli dişli ünitesi, ön arka dingilde 1:1 oranına sahip silindirik düz dişli tipinde bir dağıtım kutusu, üç diferansiyel kilidi, 3,61 ile 7,21:1 arası oranlar, azami 33.000 kg’lık bir boji yükü ve azami 120.000 kg’lık bir katar ağırlığı. Dağıtım kutusu hiçbir redüksiyon yapmaz; teknik özellik föyündeki sayı yine de göbek redüksiyonu oranıdır. Bu büyüklükteki katar ağırlıkları, bir üye devletin yalnızca ruhsat üzerinden izin vereceği bir şey değil, üreticinin aktarma organı derecelendirmesidir.

Dingili kimse ölçmediğinde kanun neyi varsayar

Bir dingil ailesi ölçüm yoluyla sertifikalandırılabilir, ya da üretici Appendix 3 to Annex VII’deki standart değerleri kabul edebilir. Bu değerler, yüke bağlı kayıplar için genel bir verim ile genel bir temel sürükleme torkudur, ve dingil hattı başına belirlenirler.

Bu tablodan iki okuma çıkarmaya değer. Birincisi, beş isimlendirilmiş hattan biri olmamanın bedelidir: bunların hiçbirine uymayan bir dingil, 150 + 50 × i Nm’lik bir temel sürükleme torku ile 0,90 verimli varsayılır; buna karşılık sade bir tek redüksiyonlu dingil için bu değerler 0,98 ve 70 + 20 × i Nm’dir. İki sayı çiftinin hiçbiri kendi başına bir sürükleme torku değildir — bunlar T₀ ve T₁ katsayılarıdır, ve sürükleme torku formülün bunlardan döndürdüğü değerdir. İkinci okuma bundan çıkar: sürükleme değeri oranla birlikte büyür, tablodaki başka hiçbir şey büyümez. Yönetmeliğin kendi formülünü yukarıdaki oranlara uyguladığımızda, 2,31 oranındaki tek redüksiyonlu bir dingil 116,2 Nm’lik bir temel sürükleme torku alır ve 5,41 oranındaki göbek redüksiyonlu bir dingil 178,2 Nm alır — bu, Table 1 ile yayımlanan oranlardan yaptığımız kendi hesabımızdır, yönetmelikte basılı sayılar değildir. Bu karşılaştırmanın tam olarak neyi değiştirdiği konusunda kesin olmakta fayda var, çünkü aynı anda iki şeyi birden değiştirir. Verim sütunu, orana değil dingil hattına bağlıdır: her SR dingili, hangi sayıyı taşırsa taşısın 0,98 puan alır, ve 0,97, 0,96 ya da 0,95’e düşüş, bir HR, bir SRT ya da SP, ya da bir HRT olmaktan kaynaklanır. Yalnızca T_d0, i_gear’a karşılık verir. Yani sayısal olarak daha yüksek bir oran yalnızca sürüklemede cezalandırılır; örnekteki ikinci ceza, sayının değişmesine değil, hattın değişmesine aittir.

Ayrı bir ek, bir ailedeki hangi dingilin test edileceğine karar verir. Appendix 4 uyarınca, ana dingil en yüksek dingil oranına sahip olandır; ikiden fazla dingil bu oranı paylaşıyorsa, üretici en kötü durumdaki dingili belirleyen bir analiz sunmak zorundadır.

Sayı kâğıt üzerinde nerede karşımıza çıkar

Annex IV, simülasyonun ürettiği belgeleri ortaya koyar. Üreticinin kayıt dosyasında, point 1.7.4 dingil tipidir — örnek, kendi örneği olarak „single reduction axle“i verir — ve point 1.7.5 dingil oranıdır. Alıcıya ulaşan kısa belge olan müşteri bilgi dosyasında, tüm aktarma organı bir avuç maddeye indirgenir: ölçülmüş ya da standart şanzıman değerleri, şanzıman tipi, vites sayısı, retarder var mı yok mu, ve point 1.2.8’de dingil oranı. Aktarma organındaki her şey içinde, oran, belgelerin bir alıcıya söyleneceğini garanti ettiği az sayıdaki gerçekten biridir.

Bu, tek başına değil, şanzımana karşı okunması gereken bir sayıdır. Annex IV, entegre bir elektrikli aktarma organını tarif ederken bu ilişkiyi açıkça ortaya koyar: en düşük toplam aktarma oranı, en yüksek vites çarpı dingil oranıdır, tabii bir dingil oranı geçerliyse. Doğrudan tahrikli bir en yüksek vites ile overdrive’lı bir en yüksek vites, bu yüzden farklı dingil sayılarında aynı yol hızına ulaşır — otomatikleştirilmiş şanzımanlarda ortaya konan ödünleşim budur. Volvo’nun RSS1344C’si, teoriden çok bulunabilirlik konusunda bir nokta ortaya koyar: 3,70:1 hem FM’de hem FH’de sunulur, 4,11 ve 4,63:1 yalnızca FM’de, ve 5,29:1 yalnızca 4×2’deki FM’de. O föy de, RSS1370A’nınki gibi, 2600 Nm’lik bir elektrikli tahrik ünitesi torku etrafında yazılmıştır ve herhangi bir motor adı vermez. Güzergâha uyan bir oran, her zaman model listesinin taşıdığı bir oran değildir.

Onu listeden değil, işten geriye doğru belirleyin. Aracın yeniden hareket etmesi gereken yüklü rampayı ve saatlerinin çoğunu hangi hızda geçireceğini belirleyin, ikisine de ulaşan dingil hattını seçin, ardından bu hat içindeki oranı seçin. Broşürdeki güç ve tork değerleri size bu iki araçtan hangisini satın aldığınızı söylemez; „arka dingil” başlığı altındaki iki satır söyler.