RENAULT TRUCKS: OPTIFUEL LAB 2 – ENERGETYCZNA DOSKONAŁOŚĆ

Renault Trucks kontynuuje badania mające na celu systematyczną poprawę efektywności energetycznej swoich pojazdów. W doświadczalnym Optifuel Lab 2 producent zaimplementowało cały szereg technologii sprzyjających zmniejszaniu zużycia paliwa, przygotowujących grunt dla przyszłych modeli produkcyjnych.

Zmniejszenie zużycia paliwa przejawia się już w gamie T. Ale firma ciągle spogląda w przyszłość, badając wszelkie możliwe drogi prowadzące do dalszej poprawy ekonomiki paliwowej.

---

Zobacz także:

ECO

TECHNIKA

UŻYTKOWE

---

 

Badania te są prowadzone z pomocą doświadczalnego pojazdu Optifuel Lab 2, bazującego na Renault Trucks T, który stanowi rozwojową wersję zaprezentowanego w 2009 r. Optifuel Lab 1. Projekt powstał przy wsparciu ośmiu partnerów: Plastic Omnium, Michelin, Sunpower, Renault, IFP Energies Nouvelles, CEP-Armines oraz CETHIL-INSA i LMFA-Ecole Centrale z Lyonu. Patronuje mu także ADEMA, francuska Agencja Nadzoru Środowiska i Energii.

W Optifuel Lab 2 zastosowano 20 technologii odnoszących się do czterech głównych aspektów zużycia paliwa: zarządzania energią, aerodynamiki, oporu toczenia i systemów wspomagających kierowcę. Claude Covo, dyrektor projektu, przedstawia główne technologie opracowane z pomocą tego mobilnego laboratorium.

Optymalizacja poszczególnych źródeł energii

Prace badawcze realizowane z wykorzystaniem Optifuel Lab 2 koncentrują się na optymalizacji zarządzania dostępnymi źródłami energii.

– Pomysł polega na tym, by pobierać jak najmniej energii z silnika spalinowego. Dlatego wprowadziliśmy napęd elektryczny części osprzętu, takiego jak układ klimatyzacji, pompa wodna, pompa paliwa i pompa wspomagania układu kierowniczego. Następnie zwielokrotniliśmy źródła energii elektrycznej, poprzez montaż w pojeździe ogniw fotowoltaicznych i układu odzysku ciepła spalin, opartego na obiegu termodynamicznym Rankine’a. Gdy któryś system pojazdu zgłasza zapotrzebowanie na energię, komputer analizuje je, wybiera źródło, które w danej chwili jest najłatwiej dostępne i najefektywniejsze – ogniwa słoneczne, obieg Rankine’a itp. – i w czasie rzeczywistym dostarcza potrzebą moc. Optifuel Lab 2 działa na zasadzie popytu i podaży energii, czyli bilansu energetycznego. Im więcej dostępnej taniej energii, tym większe procentowe jej wykorzystanie – wyjaśnia Claude Covo.

Preferując „darmowe” źródła, takie jak energia słoneczna czy ciepło spalin, Optifuel Lab 2 ogranicza zużycie energii wytwarzanej przez alternator napędzany od silnika, zmniejszając tym samym, w sposób proporcjonalny, zużycie paliwa.

Równolegle z tym zaawansowanym systemem zarządzania źródłami energii, Renault Trucks pracuje także nad ograniczaniem potrzeb energetycznych pojazdu. W tym kontekście szczególną uwagę poświęcono izolacji kabiny. Szyby wykonano ze specjalnego rodzaju szkła, na dachu zaś zamontowano regulowany spoiler. Podczas postoju pojazdu spoiler rozkłada się, chroniąc kabinę przed słońcem. Jednocześnie napędzany odrębnym ogniwem słonecznym wentylator usuwa gorące powietrze z wnętrza kabiny. Z chwilą rozpoczęcia jazdy spoiler zostaje złożony do pozycji zapewniającej najlepsze własności aerodynamiczne.

Ponadto, Renault Trucks zastosowało elektryczny układ klimatyzacji, zasilany w całości za pośrednictwem paneli fotowoltaicznych. Dzięki temu układ może schładzać kabinę nawet podczas postoju pojazdu z wyłączonym silnikiem. Następnie pary tej cieczy napędzają turbinę generatora elektrycznego. W ten sposób powstało dodatkowe źródło energii elektrycznej, które zmniejsza zapotrzebowanie na energię z konwencjonalnego alternatora.

Udoskonalona aerodynamika

– Modyfikacje własności aerodynamicznych Optifuel Lab 2 objęły nie tylko pojazd ciężarowy, ale także naczepę. Wzajemnie dopasowaliśmy obydwa te człony zestawy drogowego, w taki sposób, by wywołać efekt kropli wody ograniczający cień aerodynamiczny, a tym samym sprzyjający zmniejszeniu zużycia paliwa. Ruchomy spoiler dachowy rozkłada się podczas postoju pojazdu, chroniąc kabinę przed nasłonecznieniem, i składa przy prędkości powyżej 50 km/h. W tym położeniu zapewnia idealną ciągłość kształtu kabiny z naczepą. Efekt kropli wody jest potęgowany przez zaokrąglony dach, tylne boczne spoilery o szerokości 70 cm oraz boczne osłony podwozia w naczepie. Należy również dodać, że w celu zminimalizowania zawirowań powietrza lusterka wsteczne i lusterko przednie zostały zastąpione kamerami wpasowanym w poszycie kabiny – podkreśla Claude Covo.

Optifuel Lab 2 jest także wyposażony w ruchomy spoiler poniżej kraty wlotu powietrza do chłodnicy. W stanie rozłożonym, spoiler usprawnia przepływ powietrza pod pojazdem, zmniejszając jego bezpośredni napór na podzespoły podwozia. Spoiler skalda się automatycznie przy prędkości poniżej 50 km/h, dzięki czemu nie jest narażony na uszkodzenie np. podczas przejazdu przez próg zwalniający lub manewrowania pojazdem.

Poza aerodynamiką, inżynierowie Renault Trucks skupili się także na oporze toczenia. Opracowali m.in. oryginalne rozwiązanie, polegające na dostosowywaniu poziomu oleju w przekładni głównej do jej bieżących wymagań w zakresie smarowania i chłodzenia. W warunkach dużego obciążenia układu napędowego i dużego zapotrzebowania na moment obrotowy, ilość oleju w przekładni głównej jest zwiększana. Z kolei podczas jazdy ze stałą prędkością, gdy przekładnia główna nie wymaga równie intensywnego smarowania i chłodzenia, ilość ta maleje. Wypompowany olej jest magazynowany w odrębnej komorze zbiornika wbudowanego w oś napędową. Rozwiązanie to pozwala ograniczać straty energii wskutek przetłaczania oleju wewnątrz przekładni głównej.

Ponadto, Optifuel Lab 2 wyposażono w prototypowe opony, opracowane przez firmę Michelin,odznaczające się wyjątkowo małym oporem toczenia, co ma znaczny wpływ na zmniejszenie zużycia paliwa.

Rozwiązania zwiększające wydajność kierowcy

W kwestii oszczędzania paliwa wciąż najwięcej zależy od kierowcy. Zmiany w zużyciu paliwa, wynikające ze stylu jazdy, mogą przekraczać 3 l/100 km. Fakt ten nie uszedł uwadze twórców Optifuel Lab 2, którzy w odpowiedzi opracowali specjalne systemy wspomagające kierowcę. Stąd, w Optifuel Lab 2 można znaleźć np. aktywny ogranicznik prędkości.

Wyposażony we własny moduł GPS, ogranicznik w czasie rzeczywistym wylicza najlepszą prędkość maksymalną, zależnie od bieżącego i przewidywanego profilu drogi, po której pojazd się porusza. – Konkretnie polega to na tym, że system może ignorować prędkość ustaloną przez kierowcę w sytuacji, gdy pojazd zbliża się do wzniesienia lub spadku drogi – wyjaśnia Claude Covo. – Reakcje są natychmiastowe.

W podobny, adaptacyjny sposób działa pedał przyspieszenia. Zależnie o tego, czy dana sytuacja wymaga zwiększenia lub zmniejszenia prędkości, stawia on mniejszy lub większy opór. Na przykład, jeżeli system wykryje, że pojazd dojeżdża do ronda lub szczytu wzniesienia, zwiększony zostaje mechaniczny opór pedału przyspieszenia, by skłonić kierowcę do zmniejszenia prędkości. Działanie systemu jest sygnalizowane symbolem kontrolnym w zestawie wskaźników oraz symbolem ilustrująca rodzaj przewidywanego zdarzenia (rondo, podjazd, zjazd, punkt poboru opłat itp.). System ten wskazuje kierowcy sposób, w jaki należy skorygować styl jazdy, by osiągnąć jak najniższe zużycie paliwa.

Drogowe laboratorium, jakim jest Optifuel Lab 2, pozwala Renault Trucks badać i testować rozmaite technologie sprzyjające oszczędzaniu paliwa. Aktualnie prowadzone są testy mające na celu określenie skali możliwych do uzyskania oszczędności. Wyniki zostaną przedstawione w pierwszym kwartale 2015 r.

Podobnie jak niektóre technologie przetestowane w Optifuel Lab 1 trafiły do seryjnych pojazdów z nowej gamy Euro 6, część rozwiązań zastosowanych w drugim pojeździe doświadczalnym znajdzie się w przyszłych modelach produkcyjnych.

Dwa dodatkowe źródła energii elektrycznej

Ogniwa słoneczne użyte w Optifuel Lab 2 zostały wykonane specjalnie na potrzeby tego projektu. Muszą spełniać ściśle określone kryteria.

– Panelom słonecznym należało nadać kształt dopasowany do zaokrąglonego profilu naczepy, tak aby nie pogarszały aerodynamiki pojazdu. Jednocześnie, musiały być niewrażliwe na warunki drogowe i atmosferyczne. Dlatego nie mogliśmy zastosować standardowych paneli. Ogniwa fotowoltaiczne w Optifuel Lab 2 są lekkie odkształcalne. Składają się z 48 modułów o łącznej powierzchni 40 m² i wytwarzają o 30% więcej energii niż ogniwa standardowe – wyjaśnia Claude Covo.

Pomimo ciągłego doskonalenia konstrukcji silników wysokoprężnych, zawsze część energii jest w nich bezpowrotnie tracona w postaci ciepła. Renault Trucks opracowało więc układ umożliwiający odzyskanie ciepła spalin. Idea jest niezwykle prosta: przekształcenie ciepła spalin w energię elektryczną. – Pod względem technicznym układ działa na zasadzie obiegu termodynamicznego Rankine’a – informuje Claude Covo. Energia cieplna zawarta w spalinach jest odzyskiwana w wymienniku ciepła, w procesie parowania cieczy roboczej.