Після восьми місяців розробки та семи місяців випробувань своєї експериментальної моделі Urban Lab 2 компанія Renault Trucks зафіксувала 12,8-відсоткове скорочення споживання пального та викидів CO2 в міських та приміських районах у порівнянні із стандартним автомобілем.
Такий результат був досягнутий завдяки оптимізації аеродинамічних характеристик, трансмісії, шин та комунікації автомобіль-інфраструктура.
Urban Lab 2
Зменшення рівня споживання пального та викидів CO2 у вантажівок залишається однією із найважливіших задач для Renault Trucks. У 2016 р. був запущений спільний проект EDIT (Efficient Distribution Truck; в перекладі – ефективна розвізна вантажівка), учасниками якого стали Renault Trucks та шість партнерів, а саме Valeo, Lamberet, Michelin, BeNomad, INSA de Lyon (LamCoS) та IFSTTAR (LICIT). Метою проекту було 13-відсоткове скорочення споживання пального вантажними автомобілями із контролем температури вантажу при експлуатації у міських та приміських зонах.
Практичним втіленням проекту став експериментальний автомобіль Urban Lab 2, на якому, після семи місяців випробувань і пробігу у 4500 км. на шляхах загального користування та на стенді, вдалось досягти цілей, що були поставлені спочатку. Urban Lab 2 споживає на 12,8% менше пального, ніж Renault Trucks серії D Wide (фургон-рефрижератор), що означає на 3,5 літри менше палива та на 9 кг. менше викидів CO2 на 100 км.
Цикл випробувань та методи вимірювань
З метою створення циклу випробувань, який був би статистично репрезентативним саме для сфери розвезення вантажів, що вимагають контролю температури, інженери Renault Trucks використали базу даних, що містила понад 8000 км. вимірювань.
Вищевказаний цикл випробувань на шляхах загального користування включав їзду на відстань у 12 км. в межах міста, 50 км. регіональними шляхами та 57 км. шосейними дорогами.
Перед випробуваннями Urban Lab 2 та контрольний автомобіль пройшли «пробіг» на стенді, за результатами якого був підготовлений детальний звіт про роботу трансмісії обох вантажівок, що мав на меті підтвердити репрезентативність автомобілів, задіяних у проекті.
Випробування проводились на шляхах, на стенді (де можна відтворювати, контролювати та повторювати задані дорожні та температурні умови) та із використанням моделюючого програмного забезпечення для кореляції вимірювань. Одночасно тестувався контрольний автомобіль, трансмісія та геометричні характеристики якого були однакові із експериментальною вантажівкою. Цим контрольним екземпляром була 19-тонна модель D Wide із двигуном у 280 к.с., оснащена рефрижераторним кузовом Lamberet. Кожна із технологій, що розроблялись в рамках проекту, проходила окреме оцінювання.
Удосконалення аеродинамічних характеристик
Renault Trucks, у співробітництві із Lamberet, працювала над поліпшенням аеродинаміки вантажівки та її рефрижераторного кузова.
Для того, щоб покращити обтікання, випарники були вбудовані у дах кузова, а холодильна установка була змонтована у межах колісної бази автомобіля. Подальшому поліпшенню аеродинамічних характеристик сприяло встановлення спільно розроблених Renault Trucks та Lamberet задніх спойлерів і бокових тканинних дефлекторів, що прибираються. Машина була також оснащена удосконаленими сходинками кабіни, обтічними кришками коліс, дефлектором на даху, спойлером та дефлекторами на кабіні. Останнім, але не менш важливим кроком стала заміна звичайних бокових дзеркал заднього виду системою відеокамер.
Визначення цифрового вираження покращень в аеродинаміці проводилось під час тестів на шосе. Вимірювання здійснювались раннього ранку, щоб уникнути впливу вітру, швидкість якого фіксувалась у трьох окремих точках. Все це робилось для того, щоб погодні умови випробувань Urban Lab 2 та контрольного автомобіля були однаковими. Протокол випробувань повторювався сім разів для забезпечення достовірності результатів.
Одержані дані корелювались за допомогою моделювання, щоб визначити здобутки в ході повного циклу. При цьому, брались до уваги відмінності між двома автомобілями у власній вазі та споживанні електроенергії.
Результати проведених випробувань підтвердили, що оптимізація аеродинамічних характеристик є одним із ключових факторів, що сприяють зниженню споживання палива та викидів CO2 розвізними автомобілями – особливо, при експлуатації у приміських районах.
Інтеграція мікро-гібридної системи
На Urban Lab 2 пройшло випробування поєднання мікро-гібридної технології та системи Stop & Start, розроблених спільно із Valeo.
Були перевірені декілька стратегій функціонування мікро-гібридної системи, орієнтованих на максимізацію енергії, що генерується в ході гальмування та пробуксовування. Крім того, багато часу та зусиль були приділені розробці стратегій застосування технології Stop & Start з метою скорочення часу запуску двигуна та мінімізації вібрацій.
На стенді проводились три типи випробувань для визначення споживання палива при використанні мікро-гібридної системи:
– без мікро-гібридної системи, у стандартній конфігурації;
– із мікро-гібридною системою, але без системи Stop & Start;
– із мікро-гібридною системою та із системою Stop & Start.
Було доведено, що мікро-гібридна система і система Stop & Start дозволяють суттєво економити паливо – в першу чергу, при використанні у містах.
Зв’язок між автомобілем та інфраструктурою
Автомобіль Urban Lab 2 оснащений бортовою навігаційною системою, розробленою BeNomad, а також системою зв’язку із світлофорами. Це дає Urban Lab 2 змогу одержувати інформацію від світлофорів та відповідно розраховувати, що буде вигідніше в даній ситуації – прискорюватись чи гальмувати.
Для того, щоб з’ясувати вплив цієї технології на споживання палива, спочатку були проведені вимірювання під час міського етапу циклу з метою визначення характеристик реального транспорту та роботи світлофорів. В ході декількох моделювань були враховані різні транспортні умови та час початку роботи, що дозволило одержати надійні статистичні дані.
Потім були проведені випробування на замкненому кільці, а після них – в реальних умовах на дорогах загального користування у Бордо. Ці тести підтвердили вірність алгоритму, що використовується для керування автомобілем на етапі зменшення швидкості з метою оптимізації економії палива.
Дана технологія сприяння водієві не тільки забезпечує суттєве зниження рівня споживання палива та викидів CO2, але і підвищує комфортність водіння.
Зниження опору коченню шин
На Urban Lab 2 встановлені прототипи шин Michelin, розроблені для зниження опору коченню без негативного впливу на інші характеристики, такі як безпека, зчеплення чи довговічність.
Визначення показників роботи шин здійснювалось в ході етапів випробувань на регіональних та шосейних шляхах. Були проведені три послідовні випробувальні цикли із контрольним та експериментальним автомобілями, під час яких вимірювалось підвищення температури та тиску у кожній із шин.
На основі цих даних імітувальна модель, спеціально розроблена Michelin, визначала зміни опору коченню під час випробувань. Це дало змогу точніше виміряти різницю у споживанні палива у порівнянні із стандартним методом, в якому застосовується фіксований оптимальний коефіцієнт опору коченню (цифра, встановлена ISO).
Проект EDIT підтвердив життєздатність технологій, що використовувались для досягнення заданого рівня скорочення споживання палива. Робота із експериментальним автомобілем допомагає Renault Trucks краще зрозуміти фізичні механізми, що призводять до такого скорочення, та розробляти технічні рішення для своїх наступних продуктів – зокрема, дотримуватись відповідності майбутнім стандартам викидів CO2.
Хоча модель Urban Lab 2 не створювалась для випуску на ринок у своїй поточній формі, найефективніші з точки зору практичної експлуатації технології можуть бути успішно інтегровані у серійні автомобілі.