Úvod O společnosti Tisk a média Novinky a články Nová Tatra Force třetí generace z pohledu technických novinek

Nová Tatra Force třetí generace z pohledu technických novinek

12.05.2025

Vozy Tatra Force třetí generace jsou konstruovány tak, aby nabízely velkou variabilitu pro zákazníky, přičemž hlavní celky i většinu komponent pro tyto automobily si Tatra vyrábí sama. To je velmi dobrý předpoklad pro možnost zkoušet různé technologické inovace, vyvíjet a testovat alternativní systémy pohonu či implementovat elektronické systémy zvyšující výkony nebo zlepšující bezpečnost a také obsluhu vozů podle představ zákazníků a v souladu s nejnovější legislativou. A to vše ve vlastní režii bez závislosti na externích subjektech. Nová generace řady Tatra Force navíc dostala do vínku několik novinek, které nejsou možná na první pohled patrné, ale jsou pro automobilku i zákazníky používající vozy Tatra zásadní jako například jednu z nejbezpečnějších kabin na trhu, zlepšený výhled, zcela novou přístrojovou desku moderních a ergonomických tvarů, nebo vylepšený systém vytápění a klimatizace.

Modernizované motory Tatra T3 řady „RE“

Vozy Tatra byly a jsou proslulé vzduchem chlazenými vidlicovými motory. U nové generace vozů řady Force vedle možnosti zvolit agregáty zahraničních výrobců značek Cummins, případně nově i Catepillar samozřejmě Tatra nabízí rovněž vlastní modernizované pohonné jednotky, které se vyznačují velkou mírou unifikace. Jedná se o osmi (V8) a dvanáctiválcové (V12) motory, které stále nesou pojmenování T3-928, resp. T3-930, k nimž přibyla zkratka „RE“.  Oba základní typy existují v několika výkonnostních variantách. V Tatře se po téměř třech desítkách let vrátili k vývoji dvanáctiválců kvůli rostoucím požadavkům na výkonnější agregáty, a to především pro speciální vozidla uplatňující se v armádách a bezpečnostních složkách, ale i u záchranářů či v těžkém průmyslu.

Koncepčně jde v obou případech o vidlicové motory vzduchem přímo chlazené se samostatnou klikovou skříní, samostatnými válci s oddělenými hlavami a žebrováním. Co se týče parametrů, motor V8 „RE“ je ve třech verzích (Euro III, Euro V a bez emisní normy pro speciální účely) k dispozici s výkony v rozpětí 300 kW až 368 kW. V případě V12 „RE“ jde opět o tři verze s výkonovým rozpětím 440 kW až 515 kW. Motory jsou nově elektronicky řízeny, zachovávají si však možnost použití alternativních paliv, jako jsou vysoce sirnatá nafta nebo letecký petrolej F-34, a zároveň plní předepsané standardy elektronické kompatibility a ochrany (EMC, EMI a EMP) při použití ve vojenských aplikacích. Zachovány jsou také provozní teploty a startovatelnost v extrémních podmínkách, stejně jako u předchozích provedení motorů Tatra, a to až do teploty -32°C.

Nad oběma motory je umístěn chladič plnícího vzduchu, rozdíl mezi osmiválcem a dvanáctiválcem je především v umístění a velikosti chladiče oleje. V případě motoru V8 „RE“ je chladič oleje přímo na motoru, u motoru V12 „RE“ je rozměrově větší chladič oleje umístěn v prostoru za kabinou. Pro motory Tatra typický čelní ventilátor je oproti minulosti větší, přičemž rozměry i řešení jsou stejné pro osmiválec i dvanáctiválec.

V minulých letech se u tatrováckých motorů používala zahraniční turbodmychadla. U modernizovaných motorů řady „RE“ se však konstruktéři Tatry vrátili k tuzemskému řešení a nové agregáty jsou osazeny turbodmychadly značky ČZ. Motory jsou vybaveny mechanickým řadovým vstřikovacím čerpadlem paliva rovněž od české společnosti Motorpal s tím, že jsou zcela nově opatřeny elektronicky řízeným regulátorem napojeným na elektronickou řídicí jednotku motoru. První konzultace k vývoji elektronicky řízeného vstřikovacího čerpadla mezi Tatra Trucks a Motorpalem se datují do roku 2016, přičemž o rok později začaly vývojové práce a implementace čerpadel na motory Tatra. Vývoj byl dokončen homologací v roce 2023. Dá se tedy říci, že současné motory Tatra jsou z více než devadesáti procent českého původu, protože naprostá většina komponent samotných motorů vzniká v Tatra Trucks či v dceřiné společnosti Tatra Metalurgie v Kopřivnici, a k tomu se nově počítají i součásti, jako jsou již zmiňovaná turbodmychadla či vstřikovací čerpadla od ČZ a Motorpalu.

Nové řešení elektronického řízení palivového čerpadla odstraňuje některé nevýhody jejich předchozího řešení s klasickým (mechanickým) propojení prostřednictvím bowdenu s plynovým pedálem v kabině a přináší řadu nových možností. Ty se týkají především implementace moderních elektronických systémů, které vyžaduje jednak nová legislativa pro provoz vozidel v EU (GSR – General Safety Regulation), ale také systémy zvyšující bezpečnost a efektivitu provozu nebo technologie spojené s automatizovanými systémy řízení či dálkovým ovládáním. Díky elektronické řídicí jednotce motoru a elektronickému řízení palivového čerpadla tak mohou vozy Tatra Force třetí generace disponovat například adaptivním tempomatem nebo systémem nouzového brždění, ale také je možné například elektronicky omezovat otáčky motoru v závislosti na zařazeném rychlostním stupni převodovky, a tím ji chránit před poškozením, nebo naopak zvýšit otáčky motoru při práci pomocného pohonu atd.

Navíc elektronické řídicí jednotky obou modernizovaných motorů Tatra samozřejmě spolupracují i s ostatními řídicími jednotkami umístěnými ve voze, což umožňuje mimo jiné do řady Force implementovat moderní automatické a automatizované převodovky, což u některých typů převodovek nebylo v minulosti možné. V neposlední řadě lze díky elektronickému řízení motorů Tatra řady „RE“ monitorovat jejich parametry a chod pomocí palubního počítače a prostřednictvím digitální palubní desky.

Tradice vývoje motorů Tatra pokračuje

Tatra Trucks s vývojem vlastních motorů počítá i do budoucna, protože mají rozvojový potenciál i provozní výhody oproti motorům s kapalinovým chlazením. S tím souvisejí i plány na výstavbu nové zkušebny motorů v areálu společnosti Tatra Trucks. Investice na tento projekt převyšující 100 milionů korun už byly schváleny, stejně jako byly vyčleněny prostory, kde nová zkušebna vznikne. Oddělení výzkumu a vývoje Tatry bude mít na zkušebně k dispozici několik motorových zkušebních stavů, moderní diagnostické a testovací zázemí, a navíc také testovací komoru umožňující zkoušky za velmi nízkých teplot, která pojme celý nákladní vůz. Zároveň bude do vývoje nových motorů zapojena i brněnská pobočka konstrukční kanceláře Tatry, která byla otevřena na podzim 2023. Prostřednictvím této pobočky bude oddělení výzkumu a vývoje Tatry na vývoji nových motorů a jejich komponent spolupracovat také s Vysokým učením technickým v Brně, kde bude využívat možností univerzitní laboratoře včetně motorové brzdy.

Právě ve spolupráci s odborníky z VUT Brno a ze společnosti Motorpal konstruktéři v Tatře připravují i vývoj spalovacích vzduchem chlazených motorů plnících budoucí normu Euro VII. V této souvislosti automobilka bude usilovat o získání dotační podpory a výsledky tohoto vývoje mohou být k dispozici již koncem tohoto desetiletí.

Třetím rokem také běží spolupráce s pražskou ČVUT, kde probíhají výzkumné práce na experimentálním jednoválcovém vzduchem chlazeném motoru spalujícím plynný vodík. Dosavadní výsledky jsou velmi slibné a během letošního roku by mělo padnout rozhodnutí o stavbě prvního prototypu kompletního osmiválcového motoru, který se jeví jako slibná alternativa k nízkoemisním pohonům.

A v neposlední řadě kopřivnická společnost pracuje i na projektech vozidel s alternativami systémy pohonu řady Tatra Force e-Drive s elektrickým pohonem využívajícím vodíkové palivové články (e-Drive FCEV), s hybridním pohonem (e-Drive PHEV), s elektrickým pohonem a trakční baterií (e-Drive BEV) a s elektrickým pohonem kombinovaným se spalovacím motorem v roli range extenderu (e-Drive REX).

Nový tatrovácký řadicí systém s označením F-shift

Pro třetí generaci řady Tatra Force konstruktéři připravili nový systém řazení vlastní manuální převodovky Tatra, nazvaný F-shift, který představuje výrazný modernizační posun oproti předchozím systémům vyvíjeným a vyráběným v Tatra Trucks. Systém F-shift dostal nově řadicí páku s „háčkovou“ kulisou, ovšem spojení řadicí páky a převodovky je elektronické, nikoliv mechanické. Volba převodových stupňů tedy probíhá stejně jako u klasické manuální převodovky. Sešlápnutím spojky a přesunutím řadicí páky v kulise do příslušné polohy daného rychlostního stupně dostává elektronická řídicí jednotka informaci, jaký rychlostní stupeň je požadován, a podle toho vyšle pokyn do převodovky, která požadovaný rychlostní stupeň zařadí.

Oproti předchozímu systému řazení není nutné držet spojkový pedál až do signálu fyzického zařazení rychlostního stupně převodovkou, ale je možné spojkový pedál pustit ihned po nastavení řadicí páky do příslušné polohy rychlostního stupně, přičemž o dokončení procesu zařazení stupně se postará elektronika. Celý proces řazení je tedy pro řidiče komfortnější a rychlejší. Zároveň ale u systému F-shift zůstává zachována možnost předvolby rychlostního stupně podobně jako u předchozího systému řazení. Řidič tedy může předem navolit rychlostní stupeň přesunutím řadicí páky do příslušné polohy v kulise, proces jeho zařazení ale začne až sešlápnutím spojkového pedálu. Tato funkce předvolby celých převodových stupňů je naprosto unikátní a zejména při jízdě v terénu velmi výhodná. Samozřejmě elektronika hlídá, aby nedošlo k zařazení rychlostního stupně, který by poškodil hnací trakt (zjednodušeně řečeno vedl k „přetočení“ motoru) – v tom případě se zvolený rychlostní stupeň nezařadí.

Jelikož se vozy třetí generace řady Tatra Force nabízejí s tatrováckými osmiválci i dvanáctiválci, došlo také k navýšení vstupního točivého momentu do převodovky. Ta je tedy dimenzována a upravena tak, aby zvládala hodnoty točivého momentu v rozmezí 2300 až 2600 Nm oproti dřívějším 2100 Nm, což umožňuje spojení i s těmi nejsilnějšími verzemi motoru Tatra V12 „RE“. V současné době je v nabídce desetistupňová a čtrnáctistupňová převodovka v řadě variant, v blízké budoucnosti v Tatře chystají unifikaci převodovek, která přinese zefektivnění a zjednodušení jak ve výrobě, tak v nabídce pro zákazníky. Tatra tedy bude dodávat pohonné agregáty v kombinaci s převodovkou jen v několika odladěných variantách dle typu podvozku, například podle počtu připojitelných předních náprav nebo podle provedení s redukcemi či bez redukcí atd., které pokryjí požadavky uživatelů.

Vedle vlastní tatrovácké převodovky s elektronickým řazením F-shift si budou moci uživatelé vybrat také z nabídky automatických a automatizovaných převodovek Allison a ZF. Konstruktéři Tatry v oddělení výzkumu a vývoje pracují navíc na vlastním řešení automatické převodovky typu CVT. Tento projekt zapadá do snahy české automobilky být nezávislou na externích dodavatelích, co se týče stěžejních komponent konstrukce automobilů. Zároveň je to však i reakce na požadavky zákazníků a trhů v různých částech světa a segmentech použití. U tatrovácké hydrostatické převodovky se plánují vlastnosti a charakteristiky, které by umožňovaly její spojení s motory ve výkonnostních úrovních až 800 kW s točivým momentem až 3800 Nm.

Nová generace výkyvných nezávisle zavěšených náprav s tzv. pravou planetou

Klasické řešení podvozku s centrální nosnou rourou a výkyvnými nezávisle zavěšenými polonápravami samozřejmě u nové generace řady Tatra Force zůstává. Zcela nové jsou však nápravy s redukcemi v kolech, kdy je použito řešení nazývané jako „pravá planeta“. U předchozích generací vozů Tatra se zhruba od poloviny 60. let používalo řešení s tzv. nepravou planetou. Nové nápravy, jejichž vývoj trval přibližně 7 let a jež jsou jedním z nejvýznamnějších inovačních prvků v konstrukci moderních tatrovek, jsou k dispozici jak pro řadu Tatra Force, tak pro řadu Tatra Phoenix. Při vývoji nových náprav prototypové vozy najely statisíce kilometrů na tatrováckém testovacím polygonu i u zákazníků v reálném provozu a prošly náročným zkušebním programem i na zkušebních stolicích.

Pro konstrukční řešení podvozků Tatra je typické, že polonápravy jsou vůči sobě předsunuté o 51 mm, přičemž u řešení s tzv. nepravou planetou byly u provedení bez redukcí předsunuty levé polonápravy před pravými a u provedení s redukcemi pravé před levými. To v praxi znamenalo, že bylo potřeba pro různá provedení aut přizpůsobovat rámy, ale také komponenty vzduchotechniky, vedení kabelových svazků či další prvky. Nové řešení s tzv. pravou planetou znamená vysokou míru unifikace podvozků a jejich součástí, protože jsou vždy předsunuty levé polonápravy před pravými, a to jak v případě provedení s redukcemi, tak bez redukcí.

Další velkou změnou u řešení s tzv. pravou planetou je systém rotace prvků v kolové části. U předchozího řešení náprav s tzv. nepravou planetou se točí koruna, přičemž stojí unašeč a staticky umístěné satelity se otáčejí jen na svém čepu. U nových náprav s tzv. pravou planetou je statická koruna a točí se unašeč, což přináší výhodu v tom smyslu, že všechny satelity díky rotačnímu pohybu unašeče procházejí pravidelně olejovou lázní. To také znamená, že jsou při jízdě lépe promazávané, a tím se také polonápravy mnohem méně zahřívají a namáhají. Celkové zpřevodování se u nových redukcí snížilo na poměr 5,98 oproti hodnotě 6,33, zároveň se zvýšil převod v kolové části z 2,333 na 2,833 což přispívá k menšímu točivému momentu na hřídelích pohonného systému a mimo jiné k vyšší ochraně a menšímu namáhání kloubového hřídele.

Nové řešení proto díky těmto prvkům umožňuje zvyšovat maximální zatížení řiditelných náprav, které nyní může u tatrováckého podvozku dosahovat až 12 t (u neřízených to může být až 16 t), při zachování jeho vysoké spolehlivosti v provozu, a to i v těžkém terénu. Nový typ náprav Tatra nabízí se dvěma rozměry rozchodu, a to pro vozidla s celkovou šířkou 2,55 m a 3 m. Další velkou změnou spojenou s novými nápravami s tzv. pravou planetou je možnost instalace bubnových a také kotoučových brzd na vozidlech s redukcemi i bez redukcí podle přání zákazníka. Dříve Tatra nabízela kotoučové brzdy jen u vozidel bez redukcí. S tím souvisí i vysoká míra unifikace náprav s redukcemi i bez redukcí, na které nyní konstruktéři Tatry pracují tak, aby byla velká část komponent beze změn použitelná na obou provedeních.