SuperTruck 2 firmy Volvo Trucks przekracza cele w zakresie wydajności transportu towarowego, koncentrując się na aerodynamice i zaawansowanej inżynierii

Volvo Trucks North America zaprezentowało SuperTruck 2. Program SuperTruck 2, będący owocem partnerstwa publiczno-prywatnego z Departamentem Energii Stanów Zjednoczonych (DOE), postawił przed producentami OEM zadanie osiągnięcia 100% poprawy wydajności transportu w porównaniu z przedstawionymi wartościami bazowymi z 2009 roku. Pomimo zniechęcających wyzwań w łańcuchu dostaw, przed którymi stanął zaawansowany zespół inżynierów podczas pandemii COVID-19, Volvo Trucks nie tylko osiągnęło cel DOE, ale przekroczyło oczekiwania, osiągając wzrost wydajności transportu towarowego o 134%. SuperTruck 2 firmy Volvo Trucks po raz pierwszy został publicznie zaprezentowany na stoisku Volvo Trucks (nr 4097) podczas konferencji i wystawy zarządzania American Trucking Associations 2023, która odbyła się w dniach 14–17 października w Austin w Teksasie. Peter Voorhoeve, prezes Volvo Trucks North America, stwierdził „Współpraca z DOE w ramach programu SuperTruck zapewnia ekscytującą okazję do przesunięcia zakresu technologii, aby zobaczyć, co jest technicznie możliwe w przypadku transportu ciężkiego i które rozwiązania można wdrożyć w skali produkcyjnej, ale co równie ważne, które rozwiązania nie sprawdzają się w przypadku produkcji skalowanej. Jesteśmy niezwykle dumni z osiągnięć naszego zaawansowanego zespołu inżynierów, który pracował nad SuperTruck 2. Program tej wielkości przesuwa granice w każdym możliwym obszarze — kreatywności, rozwiązywania problemów, wykonalności i innowacyjności, co naszym zdaniem nam się udało. Niektóre technologie zastosowane w SuperTruck 2 z pewnością ukształtują przyszłość transportu ciężarowego i zmienią wszystko, co kiedyś uważaliśmy za możliwe”. Program DOE SuperTruck 2 promuje badania i rozwój mające na celu poprawę wydajności przewozu ciężkich, długodystansowych realizowanych ciągnikami siodłowymi klasy 8, czyli klasy tonażowej ciężkiej. Program ten ukierunkowano na przyspieszenie rozwoju opłacalnych, zaawansowanych technologii wydajnościowych, obecnie niedostępnych na rynku. W przypadku SuperTruck 2 wszystkim uczestniczącym producentom OEM postawiono za cel wykazanie ponad 100% poprawy wydajności transportu pojazdów [tona-mila na galon]. Volvo Trucks osiągnęło ten cel i przekroczyło swój wewnętrzny cel, jakim była poprawa wydajności transportu towarowego o 120% w porównaniu z wartością bazową z 2009 roku, osiągając 134% w testach demonstracyjnych w warunkach rzeczywistych. W programie SuperTruck 2 zaawansowana aerodynamika stanowi klucz do optymalizacji zużycia paliwa. Począwszy od kabiny o idealnie klinowym kształcie od przodu do tyłu, obejmującej pochyloną i zaokrągloną przednią szybę, przód zaprojektowano wokół zmniejszonego układu chłodzenia. Do tego doszły w pełni aerodynamicznie zoptymalizowana naczepa ze szczelinowymi owiewkami, osłonami i tzw. ogonem łodzi oraz możliwość regulowania wysokości jazdy. Volvo Trucks zastąpiło także tradycyjne lusterka montowane na masce i kabinie usprawnionym systemem monitorowania za pomocą kamer, aby zmniejszyć opór powietrza o ponad 4%. Cały zestaw ciągnik-naczepa został zaprojektowany tak, aby płynnie wypierać powietrze przy minimalnym oporze, co skutkowało oporem o 50% niższym w porównaniu z wartością bazową Volvo Trucks z 2009 roku. Oznacza to około 20% poprawę oporu aerodynamicznego w porównaniu z Volvo Trucks SuperTruck 1. Około dwie trzecie zmniejszenia oporu aerodynamicznego w SuperTruck 1 w porównaniu z rokiem 2009 wynikało z zabiegów aerodynamicznych w sferze naczepy – optymalizacji fartucha i tyłu. Ponieważ SuperTruck 2 ma również zoptymalizowane aerodynamicznie osłony i tył, większość korzyści aerodynamicznych w porównaniu z SuperTruck 1 można przypisać zupełnie nowej konstrukcji kabiny, w tym bardziej klinowatemu kształtowi, radykalnie innej szybie przedniej, podczas gdy SuperTruck 1 był nieco zmodyfikowaną wersją kabiny VNL 670 . SuperTruck 2 wykazał więc potencjał znacznych korzyści aerodynamicznych wynikających ze zmiany nadwozia w kolorze białym. Oprócz udoskonaleń w zakresie aerodynamiki inżynierowie wdrożyli kilka strategii redukcji masy, aby osiągnąć znacznie zmniejszoną masę własną wynoszącą 27 000 funtów dla zestawu ciężarowego i naczepy. Volvo Trucks zdecydowało się m,in. na 2-osiową konfigurację 4×2, która nie jest powszechna w USA, ale jest często stosowana w Europie, gdzie przy tej samej ładowności jest mniej osi. Ciężarówkę zaprojektowano tak, aby można ją było zastosować w konfiguracji 6×2 lub 6×4, ale nie było to częścią konkretnej walidacji demonstracyjnej dla tego programu. Krótsza kabina jest lekka i połączona z odchudzonym masowo aluminiowym podwoziem, w którym zastosowano zoptymalizowany lekki układ osi napędowej z pojedynczym kompozytowym wałem napędowym. Volvo Trucks współpracowało z producentem naczep będącym partnerem projektu, aby zastosować niestandardową, lekką naczepę aerodynamiczną o zoptymalizowanym aerodynamicznym kształcie, tak aby ciągnik i ta naczepa wyglądały jako jedna zintegrowana całość. Koncern współdziałał także z wytwórcą opon będącym partnerem projektu, aby zarówno do SuperTruck 2, jak i jego niestandardowej naczepy włączyć lekkie, mniejsze, 19,5-calowe, zaawansowane opony o niskim współczynniku tarcia. Koncentrując się na środowisku jazdy, Volvo Trucks SuperTruck 2 wyposażono w 48-woltowy układ mikrohybrydowy, działający jak generator ze zintegrowanym rozrusznikiem. Układ ten zapewnia zasilanie funkcji zwiększających komfort kierowcy, w tym całkowicie elektrycznego układu HVAC, który pozwala kierowcy uniknąć pracy na biegu jałowym podczas przerw na odpoczynek i nadal mieć zasilanie dla udogodnień. W tym kontekście Voorhoeve kontynuował „Zespół projektowy celowo skupił się na jeździe w rzeczywistych warunkach podczas testów. Dane nie były zbierane po prostu w laboratorium lub na płaskich, pustych drogach w optymalnych warunkach i przy niewielkim obciążeniu. Zamiast tego nasz SuperTruck 2 został przetestowany w rzeczywistych scenariuszach na drogach o zróżnicowanym natężeniu ruchu i wysokości, a jego DMC wynosił 65 000 funtów. To najbardziej aerodynamiczna i wydajna ciężarówka, jaką Volvo zbudowało do tej pory, a wydajność przewozu ładunków pokazuje, że istnieje potencjał komercyjnego opracowania innowacji technologicznych. Nasi inżynierowie zaczęli już wdrażać niektóre wnioski wyciągnięte z SuperTruck 2 w naszych przyszłych modelach ciężarówek. Przyszłość samochodów ciężarowych jest tuż za rogiem”.

Tym samym w projekcie tym, zgodnie z założeniem „mniej paliwa, więcej frachtu”, Volvo zmieniło konwencjonalne podejście do kwestii zewnętrznych, opierając się na konstrukcji kabiny i naczepy, która zwiększała przepływ powietrza i prędkość bez poświęcania zużycia paliwa. Zasadbicze cechy to w takim razie: 1. Zaawansowana aerodynamika kabiny. Całkowicie nowe elementy konstrukcyjne kabiny — w tym zakrzywiona szyba przednia, kabina umieszczona pośrodku z dachem z owiewką, precyzyjnie zminimalizowana szerokość kabiny i inne elementy — zaprojektowane z myślą o zmniejszeniu całkowitego oporu nadwozia i oszczędności paliwa.

  1. Regulowana wysokość jazdy. Obniżono wysokość zawieszenia podwozia, zmniejszając powierzchnię czołową, a tym samym opór aerodynamiczny. Można je podnieść nawet o 3 cale, aby zapewnić manewrowość przy niższych prędkościach i prześwit pod pojazdem.

    3. Tzw. system lustrzany CMS. Lusterka zewnętrzne zastąpione systemem monitorowania kamer Volvo, zmniejszającym rozmiar ramienia lusterka i zapewniającym krystalicznie czysty widok na boki i do tyłu przy zmniejszonym oporze powietrza.

    4. Opony o niskim oporze toczenia. Opony dostosowane do potrzeb, aby zmniejszyć zużycie energii i opory toczenia, jednocześnie poprawiając ogólne zużycie paliwa SuperTruck 2 podczas jazdy po drodze.

    5. Lepsza wydajność, czystsza moc. Sercem SuperTruck 2 jest zoptymalizowany układ napędowy, zaprojektowany – od projektu, przez komponenty, aż po instalację – tak, aby był źródłem czystszej, solidniejszej mocy napędowej. Zawiera on:

  • mikrohybrydowy silnik 48V; z
  • zintegrowany rozrusznik-generator;
  • zelektryfikowany układ chłodzenia silnika;
  • elektryczną pompę ciepła w kabinie;
  • pojedynczy kompozytowy wał napędowy;
  • lekką, zoptymalizowaną masowo oś napędowa.
Volvo Trucks współpracowało z następującymi partnerami projektu SuperTruck 2:

  • Bergstrom

  • Johnson Matthey

  • Metalsa

  • Michelin

  • Motivo Engineering

  • Oak Ridge National Laboratory

  • Knight Transportation

  • Wabash National

  • Wegmans

  • University of Michigan

    Tekst: Jarosław Brach    Zdjęcia: Producent