Volvo CE представила инновационный гибридный погрузчик LX1 и беспилотный самосвал HX1 на Xploration Forum
Каким мы представляем себе типичного водителя грузовика? Широкоплечий грубоватый парень, целыми днями крутящий «баранку» в кабине, а по вечерам за кружкой пива обсуждающий с коллегами футбол. А как вам такой образ шофера: худосочный интеллигентный «ботаник», проводящий рабочий день в офисе за компьютером? Скажете — фантастика?
Именно такую фантастику обещают сделать былью в ближайшие 10-20 лет инженеры Volvo Construction Equipment, в рамках Xploration Forum («Форума перспективных разработок») преставившие свои инновационные работы большой группе журналистов, собравшихся со всего мира в демонстрационном центре Volvo CE Customer Center неподалеку от г. Эскильстуна (Швеция).
Разработки инновационных машин Volvo СЕ ведутся с целью решения четырех ключевых технологических задач, которые описываются формулой «Три нуля и десятикратное увеличение»: ноль вредных выбросов, ноль аварий, ноль незапланированных простоев и десятикратное увеличение экономической эффективности».
Одной из целей форума было продемонстрировать приглашенным результаты этих разработок в «железе», которые прежде мог видеть только узкий круг инженеров-исследователей Volvo CE.
Фронтальный погрузчик с гибридным приводом LX1
Специалисты Volvo CE считают гибридом машину, использующую несколько источников энергии, способную рекуперировать, аккумулировать и использовать накопленную энергию, которая в обычных машинах бесполезно рассеивается. Cпособность аккумулировать энергию является для гибрида обязательным требованием. Был продемонстрирован экспериментальный образец фронтального колесного погрузчика LX1 с гибридным приводом, имеющий принципиально новую конструкцию и на 98 % состоящий из оригинальных деталей.
В состав гибридного привода LX1 входят электродвигатели, устанавливаемые в колеса (т. н. мотор-колеса), электрогидравлическую система, система аккумулирования рекуперированной энергии и дизельный двигатель с существенно меньшим рабочим объемом по сравнению с моделями с аналогичной грузоподъемностью и емкостью ковша, оснащенными традиционным приводом. Также машина получила новую компоновку и дизайн с наклонным профилем капота, благодаря которому значительно улучшился обзор зон вблизи машины. Это важно, учитывая то, что погрузчикам часто приходится работать в условиях тесноты в карьерах и на стройках.
Такая конструкция позволяет добиться значительного снижения расхода топлива. Повышение топливной эффективности машины по сравнению с аналогами традиционной конструкции может достигать 50 %. Кроме того, погрузчик LX1 отличается значительно более низкими уровнем вредных выбросов и уровнем шумового загрязнения окружающей среды по сравнению с аналогичными моделями. LX1 способен выполнять такой же объем работы, как обычные машины более крупного типоразмера. Потребность в таких машинах уже имеется — особенно в тех регионах, где действуют жесткие экологические законодательные требования.
Однако, специалисты Volvo CE отмечают и недостатки: гибридные технологии все еще относительно дороги, а преимущества современных гибридных машин перед традиционными технологиями не намного выше, поэтому их внедрение идет довольно медленными темпами. И все же стоимость систем аккумулирования энергии, таких как литиево-ионные аккумуляторные батареи, наряду со стоимостью других технологий постоянно снижается. Постепенно такая тенденция сделает гибриды финансово более привлекательными.
В настоящее время погрузчик LX1 является частью исследовательского проекта и пока не предлагается на рынке. После проведения форума Xploration прототип LX1 будет отправлен на эксплуатационные испытания в Калифорнию (США) в компанию Waste Management — крупнейшего поставщика услуг в области экологии и утилизации отходов в Северной Америке. Будет оцениваться расход топлива, уровень вредных выбросов и шумового загрязнения окружающей среды по сравнению с обычными машинами Volvo CE
Специалисты Volvo CE не исключают, что отдельные компоненты LX1 начнут появляться в новых продуктах компании еще до запуска этой машины в серийное производство.
Электрический «беспилотный» самосвал НХ1
Специалисты Volvo CЕ уверены, что будущее отрасли - за электрификацией строительной техники. Они дают следующее определение электромобиля: «коммерческие транспортные средства и машины, которые приводятся в движение или выполняют свои основные функции посредством электродвигателя». В рамках форума Volvo CЕ провела презентацию концептуально нового грузового электромобиля HX1 с автономным («беспилотным») управлением и электроприводом с питанием от аккумуляторов. Этот прототип является частью исследовательского проекта по электрификации щебеночного карьера.
Управление осуществляется полностью автоматически: машина сама «выбирает» положение для загрузки любого транспортного средства, рассчитывает время выполнения операций и обеспечивает несколько степеней защиты от аварий.
Машина имеет модульную конструкцию и может собираться в различных конфигурациях в зависимости от конкретных задач и условий работы: выбирается количество осей, емкость аккумуляторных батарей, тип зарядного устройства и емкость кузова.
Специалисты Volvo CE считают, что эффективность использования энергии в HX1 в 5 раз выше, чем в самосвалах традиционной конструкции за счет более высокого к.п.д. электромотора по сравнению с дизельным двигателем, меньшей собственной массы транспортного средства, рекуперации энергии при движении вниз под уклон, меньших механических и аэродинамических потерь энергии. Удельная грузоподъемность (на единицу собственной массы) в два раза выше, чем у карьерного самосвала за счет непосредственного электрического привода, принципиально новой более легкой конструкции и отсутствию кабины. К тому же рабочий цикл выполняется машиной HX1 с большей производительностью и экономичностью, чем обычным самосвалом за счет возможности одинаково быстро и точно передвигаться и передним, и задним ходом, загружать материал непосредственно из дробилки, низкой погрузочной высоты по сравнению с большими карьерными самосвалами.
Благодаря использованию электрического привода машина способна развивать максимальный крутящий момент прямо при трогании с места, имеет пологие характеристики крутящего момента и производительности в широком диапазоне оборотов мотора, трансмиссия одноступенчатая, не нужно переключать передачи. Утверждается, что использование HX1 позволит уменьшить производственные затраты щебеночного карьера более, чем на 25% за счет уменьшения затрат на энергию и на оплату труда операторов.
Предполагается, что у «беспилотного» НХ1 будет более высокий коэффициента технической исправности, чем у обычных карьерных самосвалов за счет более простой конструкции, более предсказуемого срока службы компонентов и минимальной вероятности отклонения от плановых сроков остановки для проведения техобслуживания.
Емеля со своим «по щучьему веленью»- отдыхает
Volvo CE представила интеллектуальную систему автоматического управления группой «беспилотных» машин, работающих в единой технологической цепочке. Были продемонстрированы экспериментальные образцы: серийные фронтальный погрузчик L120Е и сочлененный самосвал A25F, оснащенные системами бесплотного управления. Погрузчик загружал сочлененный самосвал, который затем перевозил и выгружал материал, и цикл повторялся снова.
Электронные системы управления машин запрограммированы на выполнение определенного набора операций на определенном маршруте и работу в единой технологической цепочке. Машины могут долгое время выполнять одни и те же операции снова и снова, двигаясь по заданному маршруту. Система способна сама оптимизировать выполнение операций, а в случае нештатных ситуаций (например, возникновения препятствия на пути) машина останавливается и в центральный офис оператору-контролеру подается сигнал тревоги.
Согласно результатам одночасового сравнения, автономный фронтальный погрузчик при погрузке и разгрузке может обеспечить производительность на уровне 70 % от показателя опытного оператора. Это не теория: данная машина выполняла реальную работу на асфальтобетонном заводе в Швеции.
Вся эта технология автоматического управления еще находится в процессе разработки, ведутся исследования по повышению уровня безопасности и производительности работ. В будущем эти машины смогут выполнять повторяющиеся последовательности операций с большей производительностью и точностью, чем человек, достаточно будет одного оператора, чтобы контролировать 3-4 и более «беспилотных» машин, что обеспечит рост производительности и сокращение эксплуатационных расходов. Работа операторов станет менее напряженной и более интересной. Машины с автономным управлением обеспечат более высокий уровень безопасности в сложных условиях работы и исключают возможность аварий, связанных с человеческим фактором, будут компактнее и надежнее. Им не нужна будет кабина и подвеска. Но пока системы управления экспериментальных машин не могут взаимодействовать друг с другом, а именно «общение» машин между собой и с центральным пультом управления обеспечивает высокий уровень безопасности работ, предотвращает столкновения и обеспечивает исправную работу оборудования. Поэтому запуск таких машин в серийное производство пока не планируется. После завершения работы над этой технологией, она может быть применена и на других продуктах компании Volvo CE.
По мере готовности полуавтоматические и автоматические функции, разработанные в ходе исследований, внедряются в серийную продукцию Volvo CE. Компания уже выпустила на рынок несколько машин с автоматическими функциями и вспомогательными автоматическими системами управления. Например, ранее в этом году компания выпустила на рынок систему Volvo Co-Pilot, которая предлагает целый набор интеллектуальных функций для загрузки, выемки грунта, уплотнения и укладки дорожного покрытия (Load Assist, Dig Assist, Compact Assist и Pave Assist), которые помогут операторам достичь более качественных результатов, затратив меньше усилий и времени.
Электрифицированная рабочая площадка
Volvo CE работает над исследовательским проектом по электрификации машин и оборудования, работающих в карьерах по добыче нерудных материалов, и преобразованию технологии их разработки. Цель проекта — снижение вредных выбросов CO2 на 95 %, уровня шума, а также совокупной стоимости владения на 25 % за счет использования электроэнергии вместо дизельного топлива для привода строительной техники, что позволит значительно повысить энергоэффективность и уменьшить затраты на транспортировку тонны материала. Специалисты Volvo CE считают, что за этим будущее отрасли.
Проект также предусматривает разработку новых машин с электроприводом, методов работы и систем управления парком транспортных средств и всей работой карьера. Он был запущен в октябре 2015 года и будет завершен к концу 2018 года.
Специалисты Volvo CE проанализировали, каким образом транспортируется каменный материал в современных карьерах. Одним из наиболее «слабых мест» оказались большегрузные карьерные самосвалы: если хотя бы один из низ выходит из строя, работа всего карьера нарушается. В качестве альтернативы Volvo CE предлагает HX1 — беспилотный самосвал с электрическим приводом и питанием от аккумуляторов. Предполагается, что несколько этих сравнительно небольших беспилотных самосвалов смогут перевезти такое же количество материала, как и один большой карьерный самосвал, и если один из электромобилей выйдет из строя, общий объем перевозок не уменьшится слишком серьезно. Помимо концепта HX1 в парк электрофицированных транспортных средств, которые будут задействованы в карьерах, также могут включаться и другие машины. Среди них гибридный колесный погрузчик и экскаватор с возможностью подключения к электросети.
Volvo CE инвестировала в проект 129 млн шведских крон. В конце 2018 года компания Skanska Sweden внедрит экспериментальные машины в эксплуатацию и в течение 10 недель будет тестировать концепцию электрофицированной рабочей площадки в своем карьере. Затем Volvo CE проанализирует результаты проекта и примет решение о целесообразности использования этой концепции для данной отрасли. Запуск такой техники в серийное производство на данном этапе не планируется.
Заключение
Развитие продуктов и услуг в сфере электромобилей, включая гибридные приводы и электрифицированные рабочие площадки, является долгосрочной стратегией Volvo CE. Компания работает над развитием и совершенствованием «технологий будущего» в тесном взаимодействии с фирмами-клиентами и государственными органами, потому что вести разработки, не зная потребностей потребителей и условий использования техники — это все равно, что работать вслепую. Все инновационные решения, представленные на форуме Xploration, находятся на этапе разработки и пока не выпущены на рынок.
«Наши новые продукты и услуги сыграют важную роль в создании экологичного устройства жизни и общества» — заявил Мартин Вайссбург, член совета директоров и президент Volvo CE, «Несмотря на то, что эти технологии могут пойти в серийное производство лишь спустя годы, а возможно и не станут серийными никогда, они, несомненно, окажут влияние на будущий ассортимент нашей продукции и способны внести серьезные изменения в современную строительную промышленность».
Текст: С. Протасов. Фото автора.
#os1ru #xplorationforum #volvoce
