Демонстрационный центр Volvo CE Customer Center неподалеку от г. Эскильстуна

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.

Гибрид LX1 с открытым капотом

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.

 «Беспилотный» самосвал HX1«Беспилотный» самосвал HX1«Беспилотный» самосвал HX1

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.

 Гибридный погрузчик (с оператором) загружает «беспилотный» самосвал

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.

 Самосвал загружен и увозит щебеньСамосвал загружен и увозит щебень

 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.

НХ1 выгружает щебень

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.

На демонстрации системы управления группой «беспилотных» машин

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.

 Оператор демонстрирует, как «интеллектуальный» погрузчик останавливается, когда на пути оказывается человек или другое препятствие

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.

«Беспилотный» сочлененный самосвал отвозит каменный материал к месту выгрузки......и снова встает под загрузку

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.

 Оператор демонстрирует пульт с красной кнопкой, которой можно остановить машину в случае нештатной ситуации, в остальном машины работают абсолютно автономно под управлением электронных интеллектуальных систем

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.

 Специалисты Volvo CE тщательно проанализировали организацию работы транспорта на щебеночном карьере

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 

Новости ОС 20 сентября 2016

Комментарии (0)