Rodzaje skrzyń biegów w ciężarówkach: manualna, zautomatyzowana, dwusprzęgłowa i automatyczna

Prawo UE definiuje cztery rodzaje skrzyń biegów ciężarówek i autobusów w załączniku VI do rozporządzenia Komisji (UE) 2017/2400 – rozporządzenia, na podstawie którego określa się emisje CO2 nowych średnich i ciężkich samochodów ciężarowych oraz ciężkich autobusów. Zsynchronizowaną przekładnię manualną (SMT) obsługuje kierowca, który z reguły zmienia przełożenie wtedy, gdy sprzęgło – zazwyczaj sprzęgło rozruchowe – odłącza przekładnię od silnika. Zautomatyzowana przekładnia manualna (AMT) włącza biegi za pomocą sprzęgieł zębatych, zsynchronizowanych bądź nie, ale każdą zmianę biegu wykonuje elektroniczny układ sterowania w momencie chwilowego odłączenia przekładni od silnika. Przekładnia dwusprzęgłowa (DCT) ma dwa sprzęgła cierne i w symulacji CO2 podaje się ją jako AMT. Automatyczna przekładnia typu PowerShift (APT) zmienia przełożenie głównie za pomocą więcej niż dwóch sprzęgieł ciernych, zazwyczaj bez przerwy w przenoszeniu napędu; rozporządzenie rozróżnia układy z przemiennikiem momentu obrotowego połączonym szeregowo, równolegle i bez przemiennika. Rozporządzenie definiuje też przekładnię złożoną, czyli przekładnię o dużej liczbie biegów do jazdy do przodu lub o dużym zakresie przełożenia, zbudowaną z podprzekładni, takich jak przekładnia główna i sekcja zakresów, oraz rozdzielacz, który dzieli biegi przekładni głównej.

Stan na 28 października 2026 r. Tego dnia przeczytano: tekst skonsolidowany rozporządzenia (UE) 2017/2400 z 1 stycznia 2026 r.; kartę danych Volvo Trucks o I-Shift Dual Clutch z 20 czerwca 2022 r., amerykańskie strony Volvo o I-Shift i brytyjski komunikat prasowy Volvo z 5 maja 2022 r.; broszurę Scanii o Opticruise w wydaniu 2024.07, brytyjską stronę ze specyfikacją serii S i stronę o Super powertrain; stronę ZF o TraXon; komunikat prasowy Daimler Truck o Powerliner z 13 września 2026 r. oraz strony produktowe Allison Transmission.

Cztery rodzaje według definicji rozporządzenia

Rozporządzenie „ma zastosowanie do średnich samochodów ciężarowych, ciężkich samochodów ciężarowych i ciężkich autobusów” (art. 2 ust. 1). Artykuł 3 pkt 6 definiuje przekładnię jako urządzenie składające się z co najmniej dwóch przełączalnych biegów o określonych przełożeniach, zapewniające zmianę momentu obrotowego i prędkości. Załącznik VI, który określa przepisy w zakresie certyfikacji strat momentu obrotowego przekładni i przemienników momentu obrotowego, definiuje te rodzaje w pkt 2, a dodatek 12 do tego załącznika wymienia wartości, które producent może wprowadzić do narzędzia symulacyjnego jako typ przekładni.

Definicje trzech rodzajów samoczynnie zmieniających biegi opisują układ sterowania niemal tymi samymi słowami. W przypadku AMT tekst brzmi: „Zmiany przełożenia dokonuje sterowany elektronicznie układ synchronizujący zmianę przełożenia, działanie sprzęgła łączącego silnik ze skrzynią biegów i prędkość obrotową oraz moment obrotowy silnika. Wspomniany układ automatycznie wybiera i uruchamia najbardziej odpowiedni bieg do jazdy do przodu, przy czym kierowca może włączyć pożądany bieg, korzystając z trybu manualnego”. Definicje DCT i APT zawierają te same słowa o trybie manualnym.

Typ przekładni pojawia się też w plikach wyjściowych narzędzia symulacyjnego. Narzędzie generuje dokumentację informacyjną przeznaczoną dla klientów, „zawierającą co najmniej następujące informacje”, a wśród nich „Typ przekładni (SMT, AMT, APT, brak)” i „Liczba biegów” (załącznik IV część II pkt 1.2.5 i 1.2.6). Dokumentacja producenta podaje typ przekładni jako SMT, AMT, APT-S, APT-P lub APT-N (część I pkt 1.3.4). Przypis do tabeli 1 w dodatku 12 rozstrzyga kwestię przekładni dwusprzęgłowej: „DCT podaje się jako rodzaj przekładni AMT”. Te pliki i stojącą za nimi symulację opisano w artykule o tym, czym jest VECTO.

Sprzęgła, synchronizatory i przemienniki momentu obrotowego

Definicje rodzajów posługują się terminami załącznika dotyczącymi sprzęgieł. Sprzęgło zębate oznacza „sprzęgło umożliwiające przenoszenie momentu obrotowego głównie przez siły mechaniczne wywierane przez zazębiające się zęby”; może być włączone albo rozłączone, a „Sprzęgło zębate działa w warunkach braku obciążenia (np. przy zmianie biegów w przekładni ręcznej)” (pkt 2 ppkt 8). Synchronizator oznacza „rodzaj sprzęgła zębatego, w którym zastosowano urządzenie cierne do wyrównania prędkości obracających się części, które mają zostać ze sobą sprzężone” (pkt 2 ppkt 11). Sprzęgło cierne „może przenosić moment obrotowy w trakcie ślizgania się”, w związku z czym może być włączane „przy rozpoczynaniu jazdy oraz przy zmianie biegu (zachowana zostaje moc w trakcie zmiany biegu)” (pkt 2 ppkt 10). Sprzęgło rozruchowe „pozwala dostosować prędkość obrotową silnika do prędkości obrotowej kół napędzających w momencie uruchomienia pojazdu” i znajduje się zazwyczaj między silnikiem a przekładnią (pkt 2 ppkt 17).

Przemiennik momentu obrotowego oznacza „hydrodynamiczną część rozruchową stanowiącą oddzielną część układu przeniesienia napędu albo przekładnię z szeregowym lub równoległym przepływem mocy, które dostosowują prędkość między silnikiem a kołem i zapewniają zwielokrotnienie momentu obrotowego” (art. 3 pkt 7). Jego sprzęgło blokady oznacza „sprzęgło cierne w hydrodynamicznym przemienniku momentu obrotowego. Sprzęgło to może łączyć wał wejściowy i wał zdawczy, co pozwala wyeliminować poślizg” (pkt 2 ppkt 16). Załącznik VI rozróżnia trzy układy automatycznej przekładni typu PowerShift. Układ S to APT „z szeregowym układem przemiennika momentu obrotowego i połączonymi z nim mechanicznymi częściami przekładni”; układ P to APT z równoległym układem przemiennika, „np. w instalacjach rozdziału mocy” (pkt 2 ppkt 22 i 23); układ N oznacza „APT niewyposażoną w przemiennik momentu obrotowego” (pkt 2 ppkt 33). Wartości wejściowe dla typu przekładni noszą nazwy APT-S, APT-P i APT-N.

Sekcja zakresów, rozdzielacz i biegi pełzające

Rozporządzenie nazywa części, które łączy się, aby skrzynia biegów miała wiele przełożeń. Przekładnia złożona oznacza „przekładnię o dużej liczbie biegów do jazdy do przodu lub przekładnię o dużym zakresie przełożenia składającą się z podprzekładni, które są połączone w celu wykorzystania części o największym przeniesieniu mocy w szeregu biegów do jazdy do przodu” (pkt 2 ppkt 4). Powiązane definicje w pkt 2:

• Przekładnia główna oznacza „podprzekładnię obsługującą największą liczbę biegów do jazdy do przodu w przekładni złożonej” (pkt 2 ppkt 5).
• Sekcja zakresów (reduktor) oznacza podprzekładnię „zazwyczaj połączoną szeregowo z przekładnią główną”. „Sekcja zakresów z reguły posiada dwa zmieniane biegi do jazdy do przodu”: niższe biegi całej przekładni realizuje się z wykorzystaniem przekładni niskiego zakresu, wyższe – z wykorzystaniem przekładni wysokiego zakresu (pkt 2 ppkt 6).
• Rozdzielacz (dzielnik) oznacza „konstrukcję służącą do dzielenia biegów przekładni głównej na (zazwyczaj) dwie grupy, tj. biegi niskie i wysokie, których przełożenia są zbliżone do zakresu przełożenia przekładni”. Może mieć postać odrębnej podprzekładni, dodatkowego urządzenia, urządzenia zintegrowanego z przekładnią główną albo urządzenia pełniącego kilka tych funkcji jednocześnie (pkt 2 ppkt 7).
• Bieg pełzający oznacza „niski bieg umożliwiający jazdę do przodu (w przypadku którego współczynnik zmniejszenia prędkości jest wyższy niż w przypadku innego rodzaju biegów) wykorzystywany w określonych sytuacjach, np. przy wykonywaniu manewrów z niewielką prędkości lub przy sporadycznym ruszaniu z miejsca pod górę” (pkt 2 ppkt 13).

Zakres przełożenia, który ZF i Scania nazywają „spread”, oznacza „stosunek najwyższego do najniższego przełożenia biegu do jazdy do przodu w przekładni” (pkt 2 ppkt 3). Przy certyfikacji strat w przekładni wnioskodawca stosuje jedną z metod ich ustalania „w odniesieniu do każdego biegu do jazdy do przodu (z wyjątkiem biegów pełzających)” (pkt 3).

Opisy samych producentów posługują się tymi samymi elementami. Brytyjska strona Scanii ze specyfikacją serii S wymienia obok skrzyń Opticruise G25, G33 i G38 skrzynie z reduktorem (range-change) o 8 i 8+1 biegach oraz skrzynie z reduktorem i dzielnikiem (range-splitter) o 12 i 12+2 biegach. Skrzynię 8+1 opisuje jako „Based on a 4-speed box, plus a planetary section” (opartą na skrzyni 4-biegowej, z dodatkową sekcją planetarną), z dodatkowym przełożeniem pełzającym, a skrzynię 12+2 jako mającą dwa dodatkowe przełożenia pełzające, z wersjami z nadbiegiem; Opticruise jest wymieniany jako opcja dla skrzyni 8-biegowej i jako dostępny dla wszystkich skrzyń z reduktorem i dzielnikiem. O Opticruise ta sama strona podaje: „Instead of a reversing gear, a planetary gear is used for reversing” (zamiast koła biegu wstecznego do jazdy do tyłu wykorzystuje się przekładnię planetarną), co daje osiem biegów wstecznych do prędkości 30 km/h. Karta danych Volvo dla I-Shift Dual Clutch opisuje przekładnię główną z „two input shafts, three main forward ratios and one reverse ratio” (dwoma wałkami wejściowymi, trzema głównymi przełożeniami do jazdy do przodu i jednym przełożeniem wstecznym), zsynchronizowany reduktor typu planetarnego oraz niesynchronizowane sprzęgła kłowe przekładni głównej.

Producenci podają rozpiętość przełożeń albo jej skrajne przełożenia w liczbach. ZF podaje dla swojej 12-biegowej skrzyni TraXon rozpiętość przełożeń (transmission spread) 16,74. Według Scanii przełożenia Opticruise G25 i G33 sięgają od biegu pełzającego o przełożeniu 20,8 do nadbiegu o przełożeniu 0,777, a tę rozpiętość Scania określa jako o 60 proc. większą niż w poprzedniej skrzyni GRS905. I-Shift with Crawler Gears Volvo dodaje jeden lub dwa biegi do 12-biegowej skrzyni I-Shift for Severe Duty: „The 13-speed version has one low crawler gear with a 17.54 to 1 ratio. The 14-speed version has one low crawler gear with a 19.38 to 1 ratio, and one ultra low crawler gear with a 32.04 to 1 ratio. The overall ratio of the I-Shift with Crawler Gears, 41.08 to 1, is more than double that of the I-Shift.” (Wersja 13-biegowa ma jeden niski bieg pełzający o przełożeniu 17,54:1. Wersja 14-biegowa ma jeden niski bieg pełzający o przełożeniu 19,38:1 i jeden bardzo niski bieg pełzający o przełożeniu 32,04:1. Przełożenie całkowite I-Shift with Crawler Gears, 41,08:1, jest ponad dwukrotnie większe niż w I-Shift.) To, jak przełożenie skrzyni i przełożenie osi składają się na całkowitą redukcję na kołach, przedstawiono w artykule o przełożeniu mostu napędowego.

Zautomatyzowane skrzynie biegów

Volvo datuje swoją I-Shift na 2001 r., a jego brytyjski komunikat prasowy z 5 maja 2022 r. stwierdzał: „Today all heavy-duty Volvo trucks are built with I-Shift as standard.” (Dziś wszystkie ciężkie ciężarówki Volvo są budowane standardowo ze skrzynią I-Shift.) Strona Scanii o serii S opisuje „fully automated clutch control” (w pełni zautomatyzowane sterowanie sprzęgłem) Opticruise, a broszura Scanii podaje, że G25, G33 i G38 „are identical in regards to the technical build up but are adapted to different engine torques” (mają identyczną budowę techniczną, ale są dostosowane do różnych momentów obrotowych silnika). ZF datuje światowy debiut TraXon na 2014 r. Jak AMT wykonuje zmianę biegu i jak straty w skrzyni biegów wchodzą do wartości CO2, opisano w artykule o zautomatyzowanych skrzyniach biegów.

Mercedes-Benz Trucks zaprezentował 13 września 2026 r. nową generację układu napędowego, Powerliner, która ma być wprowadzana w jego ciężarówkach od kwietnia 2027 r. Komunikat wymienia pięć skrzyń biegów: G 211 i G 230, zaprojektowane jako „efficient lightweight solutions for the OM 470 and moderate applications” (wydajne, lekkie rozwiązania dla OM 470 i umiarkowanych zastosowań); G 291 i G 340 do zastosowań średnich i ciężkich, których „broad gear spread” (szeroka rozpiętość przełożeń) wspiera pracę z dłuższymi przełożeniami osi tylnej; oraz G 280 „for particularly heavy and specialized applications, especially in combination with a Turbo Retarder Clutch or large engine-driven power take-offs” (do szczególnie ciężkich i specjalistycznych zastosowań, zwłaszcza w połączeniu z Turbo Retarder Clutch lub dużymi przystawkami odbioru mocy napędzanymi od silnika). Komunikat nie podaje ich rodzaju ani liczby biegów.

Skrzynie dwusprzęgłowe

Rozporządzenie definiuje DCT jako „przekładnię automatycznie zmieniającą biegi wyposażoną w dwa sprzęgła cierne i szeregiem przełożeń prędkości uzyskiwanych za pomocą sprzęgieł zębatych” (pkt 2 ppkt 20), a w symulacji podaje się ją jako rodzaj przekładni AMT. Karta danych Volvo z 20 czerwca 2022 r. opisuje I-Shift Dual Clutch jako „two gearboxes with two clutches” (dwie skrzynie biegów z dwoma sprzęgłami) zintegrowane w jednym zespole: „Since the gearbox has 12 gears, one shaft holds the six odd-numbered gears, while the other holds the six even-numbered gears.” (Ponieważ skrzynia ma 12 biegów, jeden wałek obsługuje sześć biegów nieparzystych, a drugi sześć biegów parzystych.) Sprzęgła są suche. „Powershifting is possible for every single-step gear change except when changing the range gear (gear 6-7)” (zmiana biegu bez przerwy w przenoszeniu napędu jest możliwa przy każdej zmianie o jeden bieg, z wyjątkiem przełączenia reduktora między 6. a 7. biegiem), a karta dodaje, że w niektórych przypadkach skrzynia wykonuje zwykłą zmianę biegu, zależnie od strategii oprogramowania i od czynników takich jak masa całkowita zespołu pojazdów i położenie pedału przyspieszenia. Działaniem sprzęgieł steruje układ zmiany biegów i „there is no clutch pedal” (nie ma pedału sprzęgła).

Automatyczne skrzynie z przemiennikiem momentu obrotowego

APT uzyskuje przełożenia głównie za pomocą sprzęgieł ciernych, a słowami rozporządzenia „Zmiana biegów następuje zazwyczaj bez przerywania działania mechanizmu ciernego (układ sprzęgło cierne–sprzęgło cierne)” (pkt 2 ppkt 24). Allison Transmission, która w swojej ofercie wymienia serie dla ciężarówek oraz dla autobusów miejskich, autokarów i autobusów szkolnych, opisuje swoje automatyczne skrzynie tak: „Allison Automatic transmissions incorporate a hydraulic torque converter that connects the engine to the transmission via a planetary gear set.” (Automatyczne skrzynie biegów Allison mają hydrauliczny przemiennik momentu obrotowego, który łączy silnik ze skrzynią za pośrednictwem przekładni planetarnej.) Strony produktowe Allison podają, że jej skrzynie „are equipped with a torque converter instead of a dry clutch” (zamiast suchego sprzęgła mają przemiennik momentu obrotowego).

Allison opisuje 9-Speed jako wariant serii 2000 o podwyższonych parametrach. Tabela modeli na stronie serii 4000 podaje sześć zakresów do jazdy do przodu i jeden wsteczny dla 4000 i 4500 oraz siedem zakresów do jazdy do przodu i dwa wsteczne dla 4700, 4800 i 4900 oraz dla 4970 TerraTran. Dla autobusów miejskich i autokarów Allison wymienia serie 1000 i 2000, 9-Speed, serię 3000 i serię 4000, obok układu hybrydowego eGen Flex i osi elektrycznych eGen Power. Seria 8000 Allison, z sześcioma lub siedmioma biegami do jazdy do przodu, i seria 9000, z ośmioma, są przeznaczone do pojazdów górniczych, sprzętu dla przemysłu naftowego i żurawi.

Zwalniacz (retarder) i przystawka odbioru mocy

Rozporządzenie definiuje dwa urządzenia, które producenci wymieniają jako opcje swoich skrzyń biegów. Zwalniacz oznacza „urządzenie pomocnicze hamujące w układzie przeniesienia napędu pojazdu służące do długotrwałego hamowania” (pkt 2 ppkt 21); przystawka odbioru mocy (PTO) oznacza „urządzenie montowane na przekładni lub silniku, do którego można podłączyć napędzane urządzenie pomocnicze, np. pompę hydrauliczną” (pkt 2 ppkt 14). Karta danych Volvo podaje: „A power take-off, compact retarder and emergency power steering pump can be fitted to the transmission.” (Do skrzyni można zamontować przystawkę odbioru mocy, kompaktowy zwalniacz i awaryjną pompę wspomagania układu kierowniczego.) Scania wymienia swój zwalniacz i wybór przystawek odbioru mocy jako opcje dla skrzyń z reduktorem oraz skrzyń z reduktorem i dzielnikiem, a seria 6000 Allison ma „optional retarder capability” (opcjonalną możliwość zastosowania zwalniacza) i jest przygotowana do zamontowania przystawki odbioru mocy. Rodzaje zwalniaczy i ich momenty hamujące omówiono w artykule o retarderach i hamowaniu silnikiem.

Skrzynie biegów w hybrydowych i elektrycznych układach napędowych

Wśród wartości typu przekładni w dodatku 12 jest też „IHPC Type 1”, czyli zintegrowany mechanizm napędowy w hybrydowych pojazdach elektrycznych typu 1, który załącznik Xb definiuje jako „połączony układ obejmujący kilka układów maszyny elektrycznej oraz funkcji wielobiegowej skrzyni biegów, charakteryzujący się wspólną obudową wszystkich części”, z jednym wałem wejściowym i jednym wałem zdawczym. Zintegrowany elektryczny mechanizm napędowy, czyli IEPC, to w tym samym załączniku „połączony układ obejmujący układ maszyny elektrycznej i funkcję jednobiegowej lub wielobiegowej skrzyni biegów albo mechanizmu różnicowego, albo obydwie te funkcje”; nie ma on wału wejściowego doprowadzającego do układu napędowy moment obrotowy. Dokumentacja informacyjna przeznaczona dla klientów dopuszcza jako typ przekładni wartość „brak”. Skrzynie biegów i osie elektryczne obecnych ciężarówek elektrycznych opisano w artykule o ciężarówkach elektrycznych, a warianty napędu zestawiono obok siebie w artykule o układach napędowych pojazdów ciężkich.