ДАЛЬНОБОЙНАЯ ПЕРСПЕКТИВА ПО-ЕВРОПЕЙСКИ

С каждым десятилетием доля топлива в транспортных затратах увеличивается примерно на 5-8%. И это притом, что средний расход топлива грузовых автомобилей уменьшается примерно на 10-15% за то же десятилетие. Львиная доля топлива магистральных автопоездов расходуется на аэродинамическое сопротивление. Поэтому в этой индустрии так много внимания и разработок уделяется аэродинамике.

MERCEDES-BENZ

Разумеется, американцы не одиноки в своих попытках обнаружить и предложить экономичные решения. Компания Mercedes-Benz не так давно продемонстрировала концептуальный полуприцеп «Aero trailer» собственной конструкции. Не секрет, что с аэродинамической точки зрения максимальный эффект по сокращению сопротивления воздуха достигается тогда, когда эту борьбу ведут не с отдельно взятым седельным тягачом или трейлером, а всем автопоездом в целом. Именно поэтому мерседесовский полуприцеп «Aero trailer» разрабатывался к флагманскому седельному тягачу Actros IV. Эта сцепка даже получила собственное название — Mercedes-Benz Actros «Truck and Trailer 7plus». Желание создать более эффективную аэродинамичную форму полуприцепа было обусловлено тем обстоятельством, что топливо сегодня стоит недешево, а половину его необходимо сжигать для преодоления сопротивления воздуха.

«Аэро трейлер» вобрал в себя массу идей, знаний и опыта специалистов по аэродинамике корпорации Daimler. В его конструкции нашлось место обтекателю кабины тягача, который практически является продолжением ее формы, тем самым уменьшая расстояние между «головой» и полуприцепом до минимума. Это позволяет снизить сопротивление воздуха на 1%. Боковые юбки-отражатели, смонтированные по всей длине шасси, снижают воздушное сопротивление еще на 8%. Оригинальные окна в задних частях юбок оптимизируют воздушные потоки автопоезда, что уменьшает сопротивление воздуха еще на 1-2%. Тыловые элементы полуприцепа образуют хвостовик, который увеличивает длину трейлера примерно на 400 мм. Но это устройство является важнейшим элементом аэродинамики концепта, оно помогает снизить сопротивление воздуха на 7%.

Итоговые тесты автопоезда Mercedes-Benz Actros «Truck and Trailer 7plus» в аэродинамической трубе продемонстрировали суммарное сокращение аэродинамического сопротивления сцепки на целых 18% по сравнению со стандартным аналогом с «брикетным» полуприцепом! Это снижение динамического сопротивления воздуха равно 8%-ной экономии топлива.

В этом проекте немецкие инженеры также применили новейшую электронику, которая контролирует давление воздуха в шинах трейлера и выдает рекомендации водителю на панель приборов тягача по оптимизации этого параметра. Инновационный полуприцеп имеет стандартные габаритные размеры: ширину 2,55 м и высоту 4 м. Единственное, что его отличает от аналогов, — длина (14,1 м), что на полметра превышает нормативную длину (13,6 м). Это никак не сказывается ни на управляемости, ни на маневренности транспортного средства, но чтобы его поставить на серийное производство, необходимо изменить дорожные законы в ЕС.

Тут уместно напомнить, что еще в 2010 году представители книги рекордов Гиннесса (Guinness World Record) официально признали седельный тягач Mercedes-Benz Actros III самым топливоэффективным 40-тонным транспортным средством на планете. Автомобиль получил этот титул за выдающийся расход топлива — 19,44 литра на 100 км пути. Грузовик Mercedes-Benz Actros 2541 колесной формулы 6x2 был оснащен полным набором устройств и опций, помогающих достичь максимально эффективного расходования топлива. Этот список включал: подъемную ось, шины Michelin с низким сопротивлением качению, аэродинамические навески (боковые юбки, обтекатели и спойлер), электронную систему устойчивости Electronic Stability Program ESP®, тормозную систему ABS с пневмоприводом и электронным управлением, систему Fuel Economy meter (VDO) и автоматизированную коробку передач Powershift с функцией EcoRoll.

RENAULT

Компания Renault Trucks разработала свою концепцию экономичного магистрального автопоезда под названием «Optifuel Solutions Generation 2010», который, как подтвердили испытания, сжигает более чем на 10% меньше солярки, чем сопоставимая с ним сцепка в составе седельного тягача Renault Premium Long Distance 450 и стандартного полуприцепа. Французские специалисты также уделили большое внимание аэродинамическому сопротивлению воздуха целого автопоезда. Для этого тягач оборудовали удлиненным на 30 см и вместе с тем «заточенным» по краям передним бампером. Подобным образом компания Renault пытается создать грузовик «капелевидной» формы, по которому воздушные потоки проходят наилучшим образом. Кроме этого, с тягача были удалены зеркала заднего вида: их заменили системой кругового обзора, которая включает шесть камер дистанционного наблюдения и ЖКИ-монитор, установленный в кабине. Ведь грузовики с зеркалами и без оных по-разному расходуют солярку, и разница может достигать целых 6%.

Партнером Renault Trucks при разработке концепта стала французская компания Lamberet, занимающаяся изготовлением различного подвижного состава. Для автопоезда Optifuel 2010 она спроектировала и изготовила необычный с виду, но аэродинамичный по сути полуприцеп. До минимума был сокращен промежуток между тягачом и фурой. Далее по периметру нижней кромки трейлера были установлены юбки-отражатели. И для снижения воздушного потока всего автопоезда трейлер экипировали «хвостовиком» длиной 70 см по типу фюзеляжа воздушного судна. Также в концептуальном полуприцепе Lamberet крыша была приподнята до высоты 4,16 м, чтобы оптимизировать воздушный поток. По программе Optifuel транспортное средство оснащается грузовыми шинами нового поколения фирмы Michelin. Они обладают более низким сопротивлением качению, что станет дополнительным источником экономии топлива.

Несмотря на то, что французская компания Renault Trucks в прошлом году представила линейку совершенно новых грузовых машин с улучшенной аэродинамикой, вышесказанное в полной мере актуально и для новых грузовиков, так как кардинально ни дизайн, ни аэродинамика автопоезда не изменилась. Главной проблемой внедрения французского концепта в промышленное производство остаются не технологические ограничения, а увеличенная на 100 см габаритная длина автопоезда. С этим пока что «не согласились» дорожные стандарты европейских государств.

IVECO

Компания Iveco представила свой концептуальный магистральный тягач Glider. Проект, название которого переводится как «Планер», можно назвать лабораторией для изучения всех перспективных технологий, которые, возможно, станут массово применяться в транспортном машиностроении. Создатели Glider сосредоточились на четырех направлениях:
— наличие бортового источника возобновляемой энергии;
— улавливание и аккумулирование тепловой энергии от ДВС и энергии торможения;
— внедрение электросистемы с очень низким потреблением;
— уменьшение аэродинамического сопротивления воздуха при движении грузовика.

Бортовым источником возобновляемой энергии на «Планере» являются фотогальванические элементы, размещенные, в основном, на крыше тягача. Их суммарная площадь составляет 2 м², и этого достаточно для выработки до 2 кВт∙ч электроэнергии.

Регенерация энергии происходит двумя путями. Первый — улавливание кинетической энергии торможения при помощи системы KERS (Kinetic Energy Recovery System). Аккумулирующая технология работает по типу, если кто помнит, детской игрушки с инерционным механизмом. В основе узла — высокоскоростной маховик, связанный через бесступенчато-регулируемую трансмиссию с основной кинематической цепью привода. Применение KERS позволяет уловить и в дальнейшем использовать кинетическую энергию грузовика, что приводит к 5%-ной экономии топлива.

Второй путь — улавливание и использование тепловой энергии двигателя, которая в обычных автомобилях улетучивается вместе с выхлопными газами и через радиаторы. В концепте Iveco высокая температура выхлопных газов превращается в электричество благодаря встроенной термодинамической системе, основанной на технологии Rankine. Это, по сути, компактная и эффективная паровая машина, представляющая собой высокопроизводительный теплообменник, смонтированный вокруг выпускного тракта. Парогенератор преобразует кинетическую энергию пара в электрическую. Полученная таким образом электроэнергия накапливается в литий-ионных аккумуляторных батареях.

Над привлекательным экстерьером итальянской машины трудились продвинутые итальянские дизайнеры, а формы грузовика просчитывались с учетом высокой аэродинамической эффективности. Обтекаемые линии кабины, нижний обвес, боковые отражатели, отсутствие зеркал заднего вида — все это позволяет существенно снизить коэффициент сопротивления воздуха и достичь столь желанной экономии топлива. Этому также способствует инновационное ССУ с приводом, который позволяет автоматически регулировать расстояние между кабиной и фронтальной стенкой трейлера. Правда, новинкой это назвать нельзя, потому что еще лет 25 назад некоторые европейские фирмы выпускали автопоезда, где расстояние между задней стенкой фургона грузовика и прицепом регулировалось автоматически от скорости движения.

Подводя итоги, хочется отметить, что в концептуальном тягаче Iveco Glider собраны воедино все инновационные технические решения, которые отражают перспективные потребности транспортников и защитников природы. Но сколько стоит этот высокотехнологичный грузовой автомобиль — пока остается загадкой.

MAN

В 2008-м году на выставке IAA-2008 мюнхенский концерн показал виртуальный концепт грузового автомобиля — MAN «Dolphin». Немецкие дизайнеры взяли за основу формы автопоезда тело дельфина, у которого совсем небольшой коэффициент сопротивления набегающему потоку — 0,29. Далее как под «кальку» тело морского животного стали подгонять под форму транспортного средства. Таким образом в виртуальной среде была создана трехмерная модель автопоезда MAN «Dolphin».

Спустя четыре года был показан полноразмерный макет концептуального автопоезда Concept S в составе футуристического седельного тягача MAN «Дельфин» и экспериментального полуприцепа Krone AeroLiner. Форма AeroLiner отличается от стандарта своей «выпуклой» крышей и увеличенной на метр длиной, но, в то же время, его нельзя назвать пионерским. Ведь еще пять лет до этого британская фирма Don-Bur выпустила каплевидный полуприцеп Teardrop.

Новый полуприцеп Krone был специально разработан для мановского тягача «Дельфин». Можно заметить, что полуприцеп копирует обтекаемые линии падающей капли. Его характеризует кривая по всей своей длине крыша, выпуклая фронтальная стенка, закругленные углы, минимальный промежуток между «головой» и «фурой» и закрывающие юбки, установленные по всему периметру нижнего пояса трейлера. Все эти элементы и особенности сцепки значительно улучшают воздушный поток по всей поверхности транспортного средства и заметно уменьшают коэффициент аэродинамического сопротивления, доводя его до нереального для коммерческих автомобилей достижения — 0,3. Это подтвердили проведенные лабораторные испытания. В итоге концептуальный автопоезд будет сжигать на 25% меньше топлива, чем стандартный аналог с брикетным по форме трейлером. Правда, габаритная длина Concept S оказалась выше на 20 см и длиннее на 80 см, чем позволяют дорожные стандарты Европы.

Итак, аэродинамика — это всеми понятый путь к экономии. Но есть еще важные моменты, также помогающие увеличить эффективность грузовых автомобилей. Так, специалисты Volvo Trucks считают, что внедрение очередного экологического стандарта выбросов ОГ будет способствовать массовому развитию шин с низким сопротивлением качению. Шведы не исключают, что шины с этими параметрами могут стать обязательными для тяжелых транспортных средств. Специалисты по шинам утверждают, что от состояния износа колес, давления воздуха в них, износа системы подвески и изменения схода-развала разница в расходе топлива может доходить до 14,5%. Правильный выбор шин с учетом всех параметров сопротивления качению, автомобиля, груза и качества дороги, способствует снижению потребления топлива на целых 11%.

Еще один важный аспект, влияющий на экономию топлива, — стиль вождения и умение водителей. Аналитики АТА, изучив опросы автоперевозчиков, говорят, что в ближайшей перспективе более 60% тяжелых магистральных и 70% среднетоннажных грузовиков будут оснащаться автоматической коробкой передач. Преимуществом автоматических коробок является полный минимальный разрыв потока передаваемой мощности, который дает непревзойденную плавность движения и лучшую безопасность, так как водитель может держать обе руки на руле. К тому же использование автоматической трансмиссии позволяет экономить топливо, так как не шофер, а «умная» электроника выбирает оптимальную передачу. Дэрри Стюарт, руководитель транспортной компании DWS Fleet Management Services, видит в «автоматах» свои резоны: «Посмотрите, какой персонал приходит сейчас в транспортную отрасль. От 50% до 60% новоявленных шоферов совершенно не умеют нормально управляться с механической коробкой передач. Поэтому мы вынуждены уже сейчас заказывать новые грузовики, оснащенные исключительно автоматическими трансмиссиями». С ним солидарен автомобильный журналист Джон Аткинсон: «Я думаю, что сейчас происходит качественный сдвиг в армии дальнобойщиков. И мой вывод довольно прост: следующие поколения водителей грузовиков будет очень похожи на меня. То есть, они смогут безопасно управлять транспортным средством, оборудованным только АКПП, и их способность грамотно управлять механической коробкой передач равна нулю».

Да, 10- и 13-ступенчатые механические коробки передач стоят дешевле «автоматов», но где найти столько подготовленных водил? Если же взять на работу малоопытного, то придется ждать месяцы, пока шофер освоит «правильный» стиль вождения и начнет эффективно расходовать топливо. К тому же страховка грузовика с АКПП стоит меньше, чем у тяжеловоза с традиционной коробкой. Без сомнений автоматические трансмиссии позволяют увеличить производительность транспортного средства, поднять топливную эффективность грузового автомобиля, облегчить действия водителя и повысить безопасность движения.