Stracona dekada

W latach 80 tczewska fabryka przygotowała nowe rodzaje skrzyń biegów dla nowych modeli Autosanów, Starów i Jelczy, które miały wejść do produkcji w latach 90. Przemiany ustrojowe zniweczyły te plany.

Motoryzacyjnym przebojem wśród samochodów użytkowych miały stać się mały, miejski Star 742 oraz wykorzystujący ten sam układ napędowy mały autobus Autosan H6. Starachowiccy konstruktorzy zajęli się lekkim modelem na przełomie lat 70 i 80, a tczewska Fabryka Przekładni Samochodowych przygotowała w 1983 roku synchronizowaną przekładnię TS5-30.

Skrzynia dla malucha

Konstruktorem wiodącym projektu był Zbigniew Machniak, który opracował 5-stopniową, synchronizowaną przekładnię, zdolną do przenoszenia momentu 300 Nm. Ponieważ kryzysowe czasy zmuszały do oszczędności i nie było mowy o żadnych większych inwestycjach, nowa skrzynia biegów musiała być produkowana na starych maszynach.

Dla tak małej konstrukcji udało się wykorzystać zbudowaną w latach 50 linię obróbki kadłuba skrzyni A25 do Stara A66 i A25. – Pamiętam ogromne naciski podczas konstruowania TS5-30 by obudowa zachowywała te same wymiary główne co obudowa A25 – wspomina konstruktor FPS Tczew Bogusław Postek.

Przyznaje, że pierwotnie chciano zastosować wprost obudowę A25. – Podczas prac okazało się, że niemożliwe jest wbudowanie synchronizatorów przy istniejącej architekturze A25. Zmieniono więc koncepcję zabudowy wnętrza rezygnując z kół przesuwnych pierwszych dwóch biegów, na rzecz kół znajdujących się w stałym zazębieniu. Zdano sobie sprawę, że nie można wykorzystać istniejących obudów żeliwnych, trzeba wprowadzić zmiany w obszarze zabudowy łożysk, dlatego też postanowiono przy okazji wprowadzania tych zmian zamienić materiał na aluminium – wspomina Postek.

Przekładnia TS5-30 miała jednak taką samą odległość osi jak A25, czyli 117,15 mm. W przypadku kół zębatych TS5-30 została wykorzystana technologia licencyjna ZF, natomiast synchronizatory wytwarzane były według technologii opracowanej przez Instytut Obróbki Plastycznej dla potrzeb przekładni S5-45 stosowanej m.in. w Starach 200.

W maju 1985 roku gotowy był pierwszy prototyp TS5-30 z pięciu zamówionych. Opisując tę konstrukcję na łamach Auta Techniki Motoryzacyjnej 6/87 Postek podkreślał, że jest ona 3-wałkowa, wszystkie koła pracują w stałym zazębieniu i z wyjątkiem pierwszego i wstecznego mają uzębienie śrubowe. Najwyższe przełożenie było bezpośrednie. Skrzynia TS5-30 ważyła 128 kg wraz z obudową sprzęgła, która była integralną częścią obudowy głównej.

W 1986 roku FSC podpisała z Urzędem Postępu Technicznego umowę na zamówienie rządowe na produkcję Stara 742. Strony obliczyły koszt uruchomienia na 7 mld zł dla 5 tys. aut rocznie. Umowa zakładała rozpoczęcie produkcji seryjnej w drugim półroczu 1990 roku wypuszczeniem 500 aut. Perspektywy były zachęcające, zwiedzający w czerwcu 1986 roku Międzynarodowe Targi Poznańskie przyjęli Stara 742 entuzjastyczne.

Średniak z połówkami

W 1987 roku miało ruszyć wytwarzanie nowego podstawowego modelu starachowickiej fabryki, Stara 1142. Ten model miał otrzymać wielostopniową przekładnię i już w 1978 roku w tczewskiej fabryce została skonstruowana pod kierunkiem Władysława Szansera wielobiegowa skrzynia przekładniowa TS10-45.

Bazowała na licencyjnej S5-45 (o rozstawie osi 125mm) jako skrzyni podstawowej, do której dodano zespół zmiany rozpiętości przełożeń (multiplikator), czyli nastąpiło zmniejszenie rozpiętości przez wprowadzenie przełożeń przyspieszających.

Była to nowa, własna konstrukcja wzorowana na zakupionym w ramach licencji multiplikatorze GV 90 do skrzyń biegów S6-90 o rozstawie osi 154 mm. W latach 1979-1980 FPS zbudowała 8 prototypów skrzyni TS10-45. Jej zakres przełożeń wynosił od 8,47 do 0,76.

Producent ciężarówek myślał nawet o następcy 12-tonowego Stara 200. Dla 13-tonowego modelu powstała także pod kierunkiem Szansera przekładnia TS10-60, w której zamiast multiplikatora konstruktorzy zastosowali reduktor o stałych osiach, a więc nastąpiło poszerzenie zakresu przełożeń. Konstruktorzy przygotowali założenia do tej skrzyni pod koniec 1980 roku, a FSC przewidywała stosowanie jej w modelach z silnikami o mocy 132 kW.

Zanim powstał 13-tonowy model, FSC opracowała przejściową konstrukcję o dmc 12,5 tony oznaczoną 1142. W grudniu 1982 roku prototypownia zmontowała cztery prototypy takiego Stara.

Konstruktorzy zastosowali skrzynię biegów z międzybiegami (powszechnie zwanymi „połówkami”) TS10-45, dzięki której – jak szacowali – spalanie zmaleje o 5 proc. W 1986 roku FSC planowała wyprodukować 4 tys. tych samochodów, a w 1989 roku 15,2 tys.

Dostawcy żądali od FSC dewiz na nowe maszyny, dodatkowych funduszy na nagrody dla załóg, ewentualnie ciężarówek poza przydziałem. Dewiz nie było, więc prace posuwały się powoli i jeszcze w kwietniu 1986 roku do zrobienia została połowa oprzyrządowania i narzędzi.

Dopiero latem 1986 roku FSC podpisała umowę pomiędzy Ministerstwem Hutnictwa i Przemysłu Maszynowego, Urzędem Postępu Technicznego i Wdrożeń oraz Komisją Planowania na umieszczenie Stara 1142 w Narodowym Planie Społeczno-Gospodarczym. Rząd zapewniał pomoc w dostępie do materiałów i dyscyplinował dostawców, a jednocześnie wymagał uruchomienia produkcji Stara 1142 w 1987 roku, docelowo w ilości 4 tys. rocznie.

Gdyby fabryka wypełniła obietnicę, byłaby zwolniona przez 3 lata z podatku dochodowego z nowouruchomionej produkcji. FSC szacowała, że inwestycja w nowe ciężarówki zwróci się po 1,6 roku.

Pomoc rządowa nie była tak skuteczna jak spodziewali się starachowiczanie. Z braku seryjnych komponentów warsztaty prototypowni TKB nieomal wyklepały 30 pierwszych „jedenastek”. Stara 1142 o numerze 00001 wyprowadził 26 listopada 1986 roku kierownik zmianowy Leszek Szary.

Trudności zaopatrzeniowe wymusiły uproszczenie konstrukcji. Fabryka nie pokusiła się o wersję turbodoładowaną, zrezygnowała także z wielobiegowych skrzyń, zadowalając się znaną ze Stara 200 przekładnią S5-45.

Planetarny reduktor dla średniaka

Tczewscy konstruktorzy nie poddali się trudnościom i przygotowali dla planowanego Stara 1342 i 1366 nową generację przekładni. Bogusław Postek skonstruował w 1985 roku reduktor planetarny do skrzyń średnich dla przyszłościowego Stara. – W temat Starachowic włączyłem się dopiero w drugiej połowie lat 80. przenosząc doświadczenia z konstrukcji reduktorów obiegowych do skrzyń ciężkich (dla Jelcza i Bumaru) na skrzynie „średnie”. Tak powstała modyfikacja TS10-60, czyli TS10-61 – wyjaśnia Postek.

Skrzynia powstawała wg założeń z końca 1987 roku, powstałych z myślą o Starach 1366 i 1342. Była zaprojekowana na moment wejściowy 600 Nm i ciąg przełożeń 9,99-1,00. – Tworząc skrzynię biegów 10-biegową poprzez dodanie reduktora do skrzyni 5-biegowej można zachować większość elementów 5-biegowej skrzyni bazowej oprócz kół zębatych. Koła zębate muszą być zaprojektowane od nowa - to wynika z oczekiwanego ciągu przełożeń. Skrzynie biegów TS10-60 oraz TS10-61 rzeczywiście dzieliło 7 lat. Pierwsza miała reduktor klasyczny o przełożeniu 3,57 druga obiegowy (planetarny) o przełożeniu 3,60. Porównując ciągi przełożeń obu skrzyń biegów, a szczególnie patrząc na biegi od 6 do 10 (pokazują one ciąg przełożeń skrzyni podstawowej) widać bardzo nieznaczne różnice. Pomimo to TS10-61 miała inne koła zębate niż TS10-60. Różnice dotyczyły, w odniesieniu do różnych par kół zębatych, nieco innych modułów, innych kątów pochylenia linii zęba, innych współczynników korekcji, innej liczby zębów. Te zmiany wynikały z zastosowania doskonalszych metod obliczania wytrzymałości kół zębatych – tłumaczy Postek.

Przekładnia z reduktorem obiegowym była o 9 mm krótsza od przekładni TS10-60 i miała 727 mm długości, była także o 15 kg lżejsza i ważyła 230 kg (z obudową sprzęgła). Miała wymuszone smarowanie pompą odśrodkową, gdy w poprzedniczce konstruktorzy zastosowali smarowanie rozbryzgowe.

Prototypownia zbudowała 8 sztuk TS10-61. – Przeszły one z powodzeniem próby stanowiskowe i trafiły do prototypowych samochodów, w tym do Stara 1366, badanego w Wojskowym Instytucie Techniki Pancernej i Samochodowej w Sulejówku. Już po pierwszych jazdach wojsko skrytykowało przekładnię jako zbyt skomplikowaną w obsłudze. Kierowca gubił się w zmianie biegów, samochód stawał i czas przejazdu był dłuższy od Stara 266 – opisuje Postek.

Drugie podejście do wojska

Po próbach w Sulejówku, uwzględniając obserwacje, opinie i wnioski z badań TS10-61, Postek zaprojektował pod koniec lat 80 przekładnię WS9-60 (WS oznaczało „wojskowa, synchronizowana”). – Ta skrzynia biegów powstała z połączenia skrzyni 5-biegowej o ciągu przełożeń 6,47:1.00 (elementy z TS5-60) z reduktorem o przełożeniu 3,6 pochodzącym z TS10-61. Liczbę wykorzystywanych przełożeń ograniczono do 9. Tak skonfigurowana skrzynia biegów dawała podstawowy zakres przełożeń identyczny jak w standardowej skrzyni 5-biegowej, a dodatkowo oferowała zakres przełożeń specjalnych 12,85:3,60 możliwy do wykorzystywania w szczególnych warunkach pracy pojazdu, np. jazda terenowa, wykonywanie zadań specjalnych – wymienia Postek. Przypomina sobie, że ta przekładnia pozostała jedynie w formie dokumentacji.

W połowie stycznia 1988 roku w Starachowicach pojawił się pomysł na uniwersalny nośnik narzędzi, czyli Unistar. Starachowice zwróciły do Tczewa przekazane prototypy TS10-61 z prośbą o przerobienie ich na kompletację US10-30 (US oznaczało „Unistar, synchronizowana”) do nośników narzędzi – Unistar.

Przekładnia wykorzystywała przełożenia S5-45 w skrzyni podstawowej. Wraz z reduktorem obiegowym o przełożeniu 3,60 dawało to ciąg przełożeń o zakresie 30,49:1,00. – Przełożenie biegu pierwszego musiało być tak wysokie (30,49) by uzyskać roboczą prędkość jazdy pojazdu ok. 0,5 km/h – zaznacza Postek. W latach 1990-1991 powstały 3 prototypy.

Unistar w pierwotnej postaci także nie „wypalił” – pojawił się pomysł wersji dla kolejnictwa, pojazdów do przetaczania wagonów kolejowych. Przerobione skrzynie biegów wróciły do Starachowic i część z nich prawdopodobnie została zabudowana do prototypowych pojazdów – przypuszcza Postek.

Na koniec tczewscy konstruktorzy zaproponowali Starachowicom przekładnię TS9-65 na moment wejściowy 650 Nm. Skrzynia podstawowa miała 4 biegi plus bieg pełzający oraz wsteczny i połączona była z dwustopniowym reduktorem obiegowym znanym z TS10-61 o przełożeniu 3,6, tworząc ciąg przełożeń 12,88-1,00. – Zmieniono natomiast całkowicie przełożenia skrzyni podstawowej co pozwoliło uzyskać 9 zamiast 10 biegów i zastosować ergonomiczny schemat zmiany biegów HH lub H – dodaje Postek.

Podobnie jak TS10-61 jej masa wynosiła 195 kg a długość 727 mm, przy szerokości 310 mm i wysokości 530 mm. W sterowaniu konstruktorzy wprowadzili układ HH. – Ta propozycja pozostała tylko na papierze – przyznaje Postek.

Liczenie zębów na nowo

Pod koniec lat 80 ułatwieniem w znacznej ilości prac konstrukcyjnych były elektroniczne techniki obliczeniowe. – W drugiej połowie lat 80 firma kupiła komputer („Mera 600”) i utworzyła zalążek działu informatycznego. Obliczenia kół zębatych wykonywane były na miejscu. Potem własnym sumptem opracowaliśmy algorytmy na obliczanie łożysk, analizę sztywności wałów, a potem obliczanie przekładni obiegowych – na bazie tych algorytmów powstały nowe programy obliczeniowe. Chyba pod koniec lat 80 do działu trafił pierwszy mikrokomputer „ZX Spectrum +”. Chociaż nie był to sprzęt profesjonalny, przepisane zostały w Basic’u dostępne programy i wszystkie obliczenia wykonywaliśmy nie opuszczając już Biura Konstrukcyjnego – wspomina Postek.

Przyznaje, że konstruktorzy wspomagali się komputerami projektując różne skrzynie biegów, lecz wykorzystywane programy automatyzowały jedynie prace możliwe do wykonania w tradycyjny sposób. – Dziś patrząc na możliwości jakie daje obecnie dostępny sprzęt i profesjonalne programy nie odważyłbym się powiedzieć by jakikolwiek nasz wcześniejszy wyrób skonstruowany został przy użyciu komputerów – przyznaje Postek.

Dodaje, że stara dokumentacja powstawała w skali 1:1 na kalce technicznej w formatach od A4 do A0 lub nawet większym. – Kiedyś mieliśmy kopiarki umożliwiające pracę z tak dużymi formatami – kończy Postek.

T&M nr 6/2024

Tekst: Robert Przybylski