Инновационный гидропривод Parker на основе технологии RunWise

После нескольких лет НИОКР и всесторонних исследований, технология гибридного двигателя доказывает свои достоинства на дорогах, демонстрируя заметную экономию топлива и соответствующие преимущества с точки зрения экологичности, связанные со снижением выбросов CO₂. В самом деле, экономия топлива одного мусоровоза с гибридным двигателем Parker Advanced Series эквивалентна энергии, достаточной для энергоснабжения 21 дома. Если оборудовать 5000 мусоровозов гибридными двигателями Parker Advanced Series, выбросы CO₂ в атмосферу сократятся на 174 421 тонн в год, что равносильно посадке 7 930 000 деревьев.

Никогда прежде проблема сокращения выбросов углекислоты в атмосферу не стояла столь остро, в особенности теперь, когда муниципальные власти во многих странах собираются предпринимать строгие меры, чтобы существенно снизить выбросы местного автомобильного транспорта. Так, например, в Лондоне принят закон о зоне низких выбросов Low Emission Zone (LEZ), согласно которому организации, транспорт которых не соответствует экологическим требованиям, вынуждены платить серьезные штрафы. Налоги на выбросы CO₂, применяемые в так называемых схемах «cap-and-trade» (квоты на выбросы) также представляют серьезную угрозу для транспортных компаний по всему миру.

Например, по схеме LEZ, мощные дизельные автомобили, выбросы которых не соответствуют стандартам EURO 3, теперь должны платить штраф по 200 британских фунтов в день. Хотя в 2008 эта схема изначально применялась ко всем автомобилям массой более 12 тонн, сегодня под правила LEZ попало также большинство дизельных грузовиков массой более 3,5 тонн. С января 2012, LEZ также распространяется на крупные фургоны, микроавтобусы, кемперы и прочий автотранспорт, чтобы гарантировать выполнение требований Евросоюза по качеству воздуха.

Подобные схемы также применяются в других регионах Европы, охватывая более 70 городов в 10 странах, уже принявших или собирающихся принять схемы LEZ. Сегодня большинство этих зон касаются только грузового транспорта, как в Лондоне, но в некоторых случаях, например, в Германии и Италии, подобное регулирование охватывает и пассажирский транспорт.

И хотя правила LEZ и им подобные привели в ужас владельцев старых автомобилей, они вызывают не так уж много проблем у организаций, эксплуатирующих обычный современный грузовой транспорт. Однако в ближайшие годы подобные схемы, скорее всего, получат большее распространение, а ограничения на выбросы станут еще жестче. В результате, производители грузовиков и транспортные компании будут вынуждены использовать новые технологии, снижающие потребление топлива и минимизирующие выбросы CO₂ и сажи в атмосферу.

Гибридный подход

Очевидно, технологии гибридных двигателей обладают потенциалом для сокращения выплачиваемых транспортными компаниями сумм штрафов за выбросы углекислоты, что уже было продемонстрировано на рынке пассажирского транспорта. Однако, в отличие от этого рынка, во многих из тех гибридных двигателей использовалось не электрическое, а гидравлическое аккумулирование энергии.

В частности, новые гидравлические гибридные технологии позволяют предоставлять существенный выигрыш в таких областях как городская доставка, городские автобусы и мусоровозы, т.е. там, где частое торможение на светофорах и в пробках создает возможности для сбережения энергии, которую выгодно использовать для последующего разгона.

Например, среди последних инноваций компании Parker стоит упомянуть гибридный гидравлический привод серии RunWise, позволяющий добиться беспрецедентного сокращения выбросов, а также существенной экономии топлива на коммерческом транспорте, благодаря расцеплению двигателя и ведущих мостов во время торможения и разгона на низких скоростях, и сбережению энергии, обычно теряемой при торможении. Помимо значительной экономии топлива, использование такой системы по сравнению с традиционной трансмиссией, существенно снижает уровень шума и износ тормозов, оптимизируя эффективность использования автотранспортного средства в целом.

Система RunWise представляет собой инновационный гидростатический двигатель, в котором механические и гидравлические элементы двигателя объединены с трехступенчатой коробкой передач, оптимизирующей крутящий момент во всех скоростных диапазонах. Все переключения происходят мягко и автоматически, и на всех скоростях выполняется возврат энергии при торможении, что позволяет использовать сохраненную энергию торможения для разгона автомобиля во всех режимах движения.

При торможении система плавно срабатывает вместе со стандартной фрикционной тормозной системой автомобиля, используя сжимаемую рабочую жидкость для снижения скорости грузовика, и накапливая преобразованную кинетическую энергию автомобиля в легких аккумуляторах из композитных материалов, чтобы использовать ее, когда грузовик начнет разгон. Соответственно, чем больше торможений выполняет автомобиль в течение дня, тем эффективнее оказывается система по сравнению с традиционной трансмиссией.

Двойное сокращение

В последнее время система RunWise компании Parker сыграла кардинальную роль в создании революционного гибридного мусоровоза, у которого потребление топлива ниже на 48% (с соответствующим сокращением выбросов CO₂), минимизирован износ тормозов и двигателя, а также увеличена эффективность работы водителя. Представленный компанией Autocar, ведущим производителем грузовиков с низкорасположенной кабиной класса LCF 8, E3 Hybrid, пожалуй, является наиболее экологичным, эффективным, экономичным и надежным грузовиком на сегодняшний день.

Разработка технологии для E3 заняла несколько лет. При этом использовался процесс проектирования изделия по принципу Stage-Gate®, и были задействованы технические эксперты со всего мира. Ускоренное тестирование мусоровозов для проверки производительности и эффективности новаторской технологии заняло более трех лет.

Грузовики-прототипы испытывались в суровых рабочих условиях, включающих высокую нагрузку и циклы «пуск-остановка» с большой частотой, что позволило имитировать, сжать одну неделю обслуживания клиентов в один день непрерывного тестирования. Надежность изделия также была проверена в экстремально жарких и холодных погодных условиях, на дорогах с крутым уклоном вверх и вниз, на неровных дорогах и в прочих тяжелых эксплуатационные условиях.

Также были проведены всесторонние полевые испытания для получения практических результатов в широком спектре тяжелых эксплуатационных и климатических условий и географических местоположений, таких, как Мичиган, Техас, южная Флорида и Невада, США, что позволило получить впечатляющие результаты. Так, например, грузовики, испытывавшиеся в Техасе частной компанией-оператором автопарка, на маршруте с 1200 домами, потребили на 27% меньше топлива, чем обычные машины компании, при этом собрав на 3% больше вторичного сырья и на 3% больше отходов. E3 Hybrid, использовавшийся для сбора мусора с 700-1100 домов в день в Майами, потребил в среднем на 42% меньше топлива, чем обычные грузовики, тогда как экономия топлива в Мичигане составила до 49%.

Мусоровозы также проходили испытания в штате Невада, представляющем собой в основном пустыню и полупустыню, в самые жаркие месяцы. Даже в этих тяжелых условиях E3 Hybrid продемонстрировал полную безотказность, не ощутив негативного воздействия от экстремальной жары.

Во время всех испытаний водители оценивали различные категории производительности, включая разгон, торможение, работу на дороге с уклоном, управляемость, а также уровни вибраций и шумов. Все эти характеристики получили положительные отзывы водителей. В частности, водители были очень довольны плавным автоматическим переключением скоростей гидростатического двигателя во время езды по городу и сбора мусора, при этом один водитель сказал, что благодаря легкости переключению передач он меньше устает, и в результате лучше оценивает окружающую обстановку.

Экономический спад

Что не менее важно, износ тормозов подробно изучался и проверялся независимой организацией в ходе полевых испытаний. Цикл замены тормозов был определен в 102 недели, то есть, почти в два года, при том, что стандартный цикл замены составляет 12 недель. Уменьшение количества работ по замене тормозов значительным образом сокращает затраты на техобслуживание и время простоя автомобилей. Использование системы RunWise также снижает износ рабочих поверхностей тормозных механизмов, в результате меньшее количество частиц износа попадает в окружающую среду.

В результате полевых испытаний и последующего анализа потенциальной экономии, три общины из южной Флориды приобрели 11 грузовиков Autocar E3: округ Майами-Дейд приобрел шесть грузовиков, город Хайалиа закупил четыре грузовика, а город Майами приобрел один.

В сегодняшних постоянно усложняющихся экономических условиях, снижение энергопотребления и защита окружающей среды жизненно важны для успеха. Преимущество новейших технологий гибридных двигателей, таких, как система RunWise компании Parker, состоит в том, что в них используются проверенные технические решения, предоставляющие конкретные и измеряемые результаты, а не «сырые» непроверенные решения. В результате, компании могут меньше опасаться штрафов за невыполнение схем сокращения последствий выбросов улекислого газа, в то же время, получая мгновенную прибыль на инвестированный капитал и повышая свою рентабельность.

Питер Сёдерберг (Peter Söderberg), руководитель рекламного отдела в компании Parker Hannifin,

Hydraulics Group Europe

Информация и иллюстрации представлены Parker Hannifin