Новая модель Mercedes-Benz Actros в ходе испытания на безостановочное преодоление 10 тысяч километров доказала, что «автомобиль, работающий на 1 литре топлива» это не фантастика

Компания Daimler AG активно занимается разработкой грузовых автомобилей, которые отличаются низким расходом топлива и минимальными выбросами вредных веществ в атмосферу. Ярким примером достижений компании является новая модель Mercedes-Benz Actros, оборудованная дизельным двигателем с системой очистки выхлопных газов BlueTec. Эта модель недавно прошла испытания на полигоне «Prototipo Testing» в Нардо, Италия, где продемонстрировала впечатляющие результаты в идеальных условиях.

В ходе тестирования, которое включало непрерывный пробег более 10 тысяч километров со средней скоростью 80 км/ч, новый Actros показал расход топлива около 20 литров на 100 километров, а выбросы составили всего 20 граммов CO₂ на тонно-километр. Если рассмотреть эти данные с точки зрения эквивалентной грузоподъемности, становится очевидным, что концепция «грузовика, использующего 1 литр топлива» уже реализована в сегменте грузовых автомобилей.

Эти результаты еще раз подтверждают статус Mercedes-Benz Actros как лидера в области топливной эффективности и снижения выбросов. Расход топлива в 20 литров на 100 километров соответствует менее чем одному литру на тонну полезного груза, а точнее — 0,8 литрам при грузоподъемности 25 тонн. Выбросы CO₂ также оказались на рекордно низком уровне — 20 литров дизельного топлива на 100 километров соответствуют всего 21 грамму CO₂, что является новым стандартом. Показатель выбросов CO₂ на тонну полезного груза и километр (г/) является ключевым критерием для грузового транспорта. «Грузовик, работающий на одном литре топлива», о котором много говорили, но который так и не был представлен, с выбросами 53 г/ вряд ли может соперничать с Actros, даже по среднему расходу в обычных условиях. Иными словами, на сегодняшний день Actros значительно менее вреден для окружающей среды, чем широко рекламируемый, но не продемонстрированный «грузовик на одном литре топлива» (53 г/). Mercedes-Benz Actros с грузоподъемностью 25 тонн также значительно превосходит современные гибридные легковые автомобили, которые имеют выбросы 297 граммов CO₂ на .

Ограничения в повседневных условиях: инфраструктура, оборудование, манера вождения

Результаты, полученные в ходе испытаний Mercedes-Benz Actros, показывают, что современные грузовые автомобили оснащены высокотехнологичными системами, позволяющими достигать рекордных показателей в снижении расхода топлива и выбросов.

Кроме того, испытания, проведенные автомобильными изданиями, показали, что на некоторых участках обычных дорог результаты автомобиля были близки к тем, что были достигнуты в Нардо. Разница в 40% между общими результатами тестов в обычных условиях и пробегом на 10 тысяч километров в Нардо может быть объяснена рядом факторов, таких как недостаточная инфраструктура, отсутствие «правильной» навигации, неблагоприятные условия эксплуатации, неправильное техническое обслуживание и агрессивный стиль вождения. Например, при движении с частыми остановками расход топлива может увеличиться втрое, в то время как спокойный и продуманный стиль вождения может снизить его на %. К другим факторам, на которые могут повлиять грузоперевозчики и водители, относятся давление в шинах, техническое обслуживание автомобиля, аэродинамические характеристики и правильное использование оборудования, а также управление автопарком. Результаты испытаний в Нардо указали на важные направления для дальнейшего совершенствования.

Зона отсутствия дорожного движения: Идеальные условия в Нардо…

На протяжении нескольких десятилетий испытательный полигон Prototipo предоставляет идеальные условия для тестирования, что позволяет достигать рекордных результатов. Даже радиус 12 трека не мешает проводить испытания на прямолинейное движение благодаря оптимальному наклону дороги. Это позволяет двигаться на скорости 84 км/ч по полосе для грузовых автомобилей без воздействия поперечных сил. Водители, участвующие в испытаниях, снижают скорость до стандартных 80 км/ч, так как во многих европейских странах это максимальная скорость для грузовиков. Кроме того, трек в Нардо не имеет наклонов, что также влияет на расход топлива. Максимальная экономия топлива возможна только на полностью ровных участках дороги. Встречный ветер и дождь (или их сочетание) также могут значительно увеличить расход топлива.

… и никакой пощады в обычной жизни: Подъемы, спуски, пробки, движение с остановками

Все перечисленные внешние факторы находятся вне контроля компаний и водителей, занимающихся грузоперевозками. Погоду невозможно изменить, а избежать плохих дорог можно лишь изменив маршрут, что иногда приводит к увеличению расстояния. Однако на дороге существуют и другие факторы, которые могут повысить расход топлива.

Движение по городу с частыми остановками и поездки на короткие расстояния являются именно такими факторами; они характеризуются постоянной сменой ускорения и остановок. Несмотря на то, что современные технические системы, такие как полностью автоматизированная коробка передач Mercedes PowerShift, улучшают процесс переключения передач и снижают нагрузку на водителя, они не могут предотвратить увеличение расхода топлива в таких условиях.

Пробки на дорогах стоят миллиарды

Еще одной причиной увеличения расхода топлива являются пробки на шоссе. В настоящее время такие пробки стали обычным явлением из-за недостатка финансирования как дорожной инфраструктуры, так и навигационных систем. Хотя точные данные о том, какой ущерб экономике наносится расходом топлива и временем в пробках, отсутствуют, приблизительные оценки, основанные на научных исследованиях, показывают, что речь идет о сумме от 20 до 102 миллиардов евро только в Германии. По данным министерства транспорта Германии, пробки на немецких шоссе в 2006 году обошлись экономике страны как минимум в миллиарды евро. 39% пробок вызваны перегруженным движением, 35% — строительством, а 26% — авариями (по данным министерства транспорта).

Дорожные пробки увеличивают потребление топлива и объемы выбросов…

Эти статистические данные, конечно, не дают информации о том, сколько топлива сжигает один автотягач с прицепом в пробках, но они наглядно подтверждают необходимость принятия мер. Очевидно, что при слишком плотном движении и частых остановках расходуется огромное количество топлива, запасы которого постепенно истощаются, что делает его все более дорогим, и соответственно увеличиваются объемы вредных выбросов.

Данные, представленные Немецкой ассоциацией автомобильной промышленности, показывают, что моментальное потребление топлива грузовика увеличивается втрое — с 28 до 84 литров — на 100 километров, если ему приходится останавливаться дважды на каждый пройденный километр, а не двигаться равномерно на скорости 50 км/ч. Это характерно как для городских поездок, так и для движения с остановками в пробках на загородных шоссе.

Следует отметить, что расход топлива при движении в пробке по шоссе увеличивается еще больше, поскольку, помимо увеличения расхода, вызванного постоянными ускорениями, необходимыми для движения 40 тонн массы, также происходят периоды работы двигателя на холостом ходу, во время которых топливо также расходуется. Современные двигатели, такие как V6, установленный на модели Actros, имеют средний расход топлива на холостом ходу, равный двум литрам в час, по сравнению с 3 литрами в час, характерными для более ранних моделей. Тем не менее, учитывая, что расстояния, которые приходится проезжать в пробке, могут быть очень небольшими, моментальное потребление топлива может достигать 100 литров на 100 километров.

…и жизнь замирает

Средняя скорость движения в пробках падает так же резко, как и увеличивается моментальное потребление топлива. В целом как грузовые, так и легковые автомобили теряют много времени, стоя в пробках, и не могут его наверстать позже, когда движение становится менее плотным.

Кроме того, еще одним важным фактором, влияющим на расход топлива и объемы выбросов, является стиль вождения водителя. Учитывая жесткие графики доставки, водители грузовиков часто пытаются компенсировать время, потерянное в пробках.

В результате возникает своего рода гонка, когда один грузовик пытается обогнать другой на скорости около 90 км/ч, что негативно сказывается на расходе топлива дизельным двигателем, что подтверждают исследования, проведенные автомобильными журналистами. Они установили, что агрессивный и быстрый стиль вождения может увеличить расход топлива более чем на 10% по сравнению с размеренным и спокойным стилем вождения.

Характеристики модели на испытаниях в Нардо

Инженеры компании Daimler выбрали для проведения испытаний на выносливость модель Mercedes-Benz Actros 1844 LS BlueTec 5, которая прошла дистанцию в 10 000 километров. Данная модель, обладая стандартной кабиной, является одной из самых популярных в линейке Actros. Даже базовая версия Actros 1844 с двигателем Евро 5 (объем 11.9 литров, мощность 435 л.с., крутящий момент 2100 Нм) отвечает требованиям, предъявляемым к многофункциональным грузовикам, используемым в различных сферах. В дополнение к высокоэффективному двигателю, новая версия Actros оснащена коробкой передач Mercedes PowerShift, которая теперь входит в стандартную комплектацию без дополнительной платы, что способствует удобству для водителя и экономичности, делая эту модель бестселлером.

Оптимизация оборудования для снижения расхода топлива

Вместо внедрения новых технических решений, модель, предназначенная для испытаний на полигоне в Нардо, была укомплектована уже существующими технологиями, которые помогают оптимизировать расход топлива. Например, суперширокие шины обеспечивают меньшее сопротивление качению по сравнению с обычными сдвоенными шинами. Лобовое стекло имеет аэродинамически оптимизированное обрамление, что улучшает коэффициент лобового сопротивления; крыша кабины, ее края и пространство между передней и задней осями оборудованы элементами для отвода воздушного потока, которые поставляются с завода как дополнительное оборудование.

Для максимального использования энергии дизельного топлива команда Actros 1844 в Нардо использовала новое экономичное дизельное топливо от компании «Shell» и синтетическое моторное масло «Shell Rimula R6LME». Эти продукты являются результатом новых разработок, направленных на снижение затрат, уменьшение потребления топлива и минимизацию вреда для окружающей среды.

Экономия при использовании автоприцепа

Чтобы достижения модели Actros в области экономичности не были нивелированы недостатками прицепа, углы и края последнего (особенно в области ходовой части) закрыты легкими панелями, которые легко устанавливаются и расположены в нижней части кузова. Края прицепа также имеют закругленную форму с большим радиусом, что не ограничивает объем груза и соответствует законодательным нормам по внешним размерам. В дополнение к этим элементам оптимизации, которые устанавливаются на этапе производства как дополнительное оборудование, прицеп оснащен шинами с низким сопротивлением качению, что способствует снижению расхода топлива при дальних грузоперевозках.

Серийная версия Actros 1844 с дополнительным пакетом, представленная в Нардо, является современным автомобилем, который включает в себя элементы, снижающие сопротивление ветру и качению, доступные для покупки уже сейчас. Модель укомплектована всеми современными компонентами, которые доступны для клиентов, и не содержит элементов прототипа или концепт-кара. Тем не менее, функциональные характеристики грузовика, когда он начал свой пробег на 10 000 километров, были впечатляющими, учитывая, что он уже прошел определенное расстояние перед началом испытаний.

Работа в условиях, далеких от идеальных

Тот факт, что автомобиль, использовавшийся в испытаниях, уже имел пробег перед началом тестов, подчеркивает проблему, с которой столкнулись производители грузовиков в результате общения с клиентами. От абсолютно новых грузовиков — с новыми прицепами — ожидается, что они с первых километров будут демонстрировать выдающиеся результаты по экономии топлива.

Однако это происходит лишь в редких случаях по двум причинам: даже с учетом современных производственных технологий требуется время для «обкатки» нового автомобиля. Кроме того, новые грузовики часто «разбалтываются» в начале эксплуатации. Эта проблема усугубляется тем, что один грузовик обычно управляется несколькими водителями, каждый из которых вносит свою нагрузку на автомобиль. Профессиональные водители стремятся на собственном опыте убедиться, действительно ли новый грузовик лучше в эксплуатации, чем старый.

Ошибочные оценки работы новых автомобилей

Такой подход к вождению влияет на расход топлива нового грузовика в первые несколько тысяч километров так же, как процесс «обкатки» сказывается на всех его компонентах — от двигателя до трансмиссии, осей и шин. Следует отметить, что влияние последних на расход топлива уменьшается по мере их износа, хотя это происходит за счет постепенного уменьшения их внешнего диаметра (в результате трения), что приводит к постоянному увеличению пробега.

Тем не менее, подобные нюансы, проявляющиеся не сразу, не оказывают значительного влияния на результаты испытаний в Нардо; в отличие от условий на испытательном полигоне. Здесь автотягачам с прицепом, таким как Actros 1844, предоставляются идеальные условия для непрерывного движения по прямой, не подверженного негативному воздействию обычной дорожной среды.

Рекомендации от профессионалов

Негативное воздействие можно частично смягчить, ознакомив водителей с рекомендациями по методам вождения грузовиков, учитывающим других участников дорожного движения. Центр Daimler в Вёрте уже на протяжении 40 лет предоставляет подобные консультации. За это время программа Центра значительно расширилась, превратившись из простых семинаров по технологии и экономии топлива в более комплексные курсы. Сегодня профессиональные водители также изучают соответствующие методики вождения в условиях растущей загруженности дорог.

Ключевым аспектом является умение пройти маршрут за оптимальное время, не прибегая к изматывающей гонке. Инструкторы также обсуждают наиболее эффективные способы использования технологий современных грузовых автомобилей для повышения внимательности и готовности водителя. Система оптимального регулирования скорости (круиз-контроль) в модели Actros является лишь одним из примеров этого. Другие примеры включают профессиональное управление ретардером и стандартную коробку передач Mercedes PowerShift.

Синергия между водителем и автомобилем

Консультанты также стремятся достичь гармоничного взаимодействия между водителями и технологиями, использованными в автомобилях, поскольку даже самые совершенные инженерные системы эффективны лишь в том случае, если водитель умеет их использовать. Программы экономии, предлагаемые компанией Daimler, рассматривают экономичные методы вождения грузовиков как одно из приоритетных направлений и включают как теоретические основы, так и практические навыки, учитывая потребности различных целевых групп. Несмотря на то, что оптимизация двигателей, отдельных компонентов и кузова грузовых автомобилей Mercedes-Benz позволяет достичь низких показателей расхода топлива, статистика, собранная профессиональными консультантами Центра в Вёрте за многие годы, показывает, что дополнительная экономия от 10 до 12%, что эквивалентно 5-6 тысячам евро в год в зависимости от типа автомобиля, может быть достигнута, если водители заранее планируют свои действия, сосредотачиваясь на экономии. Программы экономии Mercedes-Benz были разработаны специально для того, чтобы использовать этот потенциал.

Поддержка в принятии решений

Центр обслуживания клиентов Daimler в Вёрте помогает не только водителям обучиться методам, от которых выиграют не только они, но и их компании; сами компании и руководство автопарков также могут воспользоваться широким спектром консультационных услуг, предлагаемых экспертами Центра в Вёрте.

Профессиональные консультации включают, например, детальное обсуждение с клиентами технических характеристик автомобиля или эффективного использования системы управления и анализа Fleetboard, работающей на основе компьютеризированной дистанционной связи, а также предложения по подготовке водителей в соответствии с пожеланиями клиента. Именно тот факт, что такие консультации всегда проводятся экспертами, готовыми сесть за руль и наглядно продемонстрировать свои знания о повседневной дорожной ситуации, делает программу подготовки в Вёрте такой выдающейся. Поэтому неудивительно, что на сегодняшний день Центр в Вёрте является крупнейшим в мире центром по подготовке водителей грузовых автомобилей, в программах которого ежегодно участвуют около 65 000 человек.

Эксперты в области вождения грузовиков

Большинство консультантов также являются специалистами, которые занимаются рассмотрением различных жалоб клиентов. Вопрос экономии топлива поднимается очень часто, что неудивительно, учитывая значительные финансовые нагрузки, с которыми сталкивается отрасль грузоперевозок.

Помимо упомянутых вопросов эффективного использования топлива на новых автомобилях и на автомобилях в процессе «обкатки», важную роль в расходе топлива также играют аэродинамические факторы — так, например, сопротивление воздуха составляет 50% от общего расхода топлива на скоростях, характерных для автострад.

Сопротивление ветра увеличивает расход топлива

Неправильная установка спойлера, чаще всего слишком низкая, может привести к увеличению расхода топлива на 0,8 литра на 100 километров. Кроме того, если покупатель решает отказаться от полного аэродинамического пакета (подробности можно найти в описании автомобиля для тестирования), это может вызвать дополнительный расход до 1,8 литров топлива на 100 километров при постоянной скорости.

Даже мелочи, такие как незакрепленный или плохо зафиксированный брезент, могут оказывать влияние на расход топлива. Поэтому водителям рекомендуется оборачивать брезент на пустых прицепах, особенно при длительных поездках на высоких скоростях.

Влияние состояния шин на расход топлива

Недостаточно накачанные шины могут негативно сказаться на расходе топлива. Одним из аспектов, на который часто не обращают внимания, является давление в шинах. Согласно последним данным, низкое давление в шинах может увеличить расход топлива примерно на 1 литр на 100 километров.

Исследования, проведенные производителями шин, показывают, что около 20% автотягачей с прицепами имеют давление в шинах ниже нормы на 20% и более; при этом только треть грузовиков имеет шины, накачанные до необходимого уровня.

Не время для расслабления

Документально подтвержденные достижения в снижении вредных выбросов и расхода топлива не стали причиной для инженеров компании «Daimler» остановиться на достигнутом. Напротив, этот ведущий мировой производитель грузовых автомобилей использует результаты обширных испытаний, проведенных в Нардо, чтобы обратить внимание на еще не использованный потенциал для дальнейшего сокращения этих показателей.

Эксперты Daimler продолжают активно работать над созданием автомобилей с альтернативными приводными системами и возобновляемыми источниками топлива.

Существует общее мнение, что дизельные двигатели останутся основой приводных систем большегрузного транспорта в ближайшие десятилетия. Это мнение основано на наличии развитой мировой инфраструктуры для использования дизельного топлива и обслуживания дизельных двигателей, а также на их высокой надежности и экономичности. Дизельные двигатели обеспечивают низкое потребление топлива, что позволяет сохранять ресурсы.

Поиск путей для экономии продолжается

Дизельные двигатели также обладают значительным потенциалом для снижения вредных выбросов. Современные дизельные двигатели Euro 5, устанавливаемые на грузовиках и автобусах, выбрасывают почти на 90% меньше твердых частиц и оксидов азота по сравнению с дизельными двигателями 1990-х годов (?86% твердых частиц, ?98% оксидов азота). Благодаря высокоэффективным двигателям и трансмиссиям современные грузовики демонстрируют крайне низкие показатели выбросов CO₂ на тонну полезного груза. Например, в Европе средний расход топлива автотягача с прицепом, перевозящего грузы на большие расстояния, за последние десятилетия сократился примерно на треть — с 50 до около литров на 100 километров. Однако растущая потребность в услугах автодорожного грузового транспорта привела к увеличению общего уровня выбросов CO₂.

Альтернативные виды топлива могут снизить уровень выбросов

Недавние исследования подчеркивают необходимость сокращения выбросов CO₂. Хотя грузовики составляют лишь около 5% от общего объема антропогенных выбросов CO₂, производители грузовиков должны стремиться к снижению этого показателя.

Такого сокращения невозможно достичь только за счет повышения топливной экономии; необходимо также внедрение альтернативных видов топлива. CO₂-нейтральные синтетические топлива, такие как дизельное биотопливо второго поколения (топливо, созданное из биомассы — BTL), являются важным шагом к будущему, где водород станет основным источником энергии. Это направление получает поддержку на государственном уровне. Например, планы Евросоюза предполагают увеличение доли биотоплива и природного газа до 5,75% к 2010 году, а в самом 2010 году — до 10%.

Дизельные двигатели как высокотехнологичные элементы приводной системы

Многие воспринимают дизельный двигатель как обычный поршневой двигатель внутреннего сгорания, однако постоянные модернизации за годы сделали его высокотехнологичным элементом приводной системы, интегрированным с развитой системой управления двигателем и трансмиссией.

В Европе существует методика экономии топлива под названием BlueTec. В конце 2004 года Mercedes-Benz стала первой маркой, производящей грузовики, которая представила экономичную и экологически чистую технологию BlueTec, соответствующую требованиям европейского законодательства по выбросам благодаря оптимизированному процессу сгорания и доочистке выхлопных газов с использованием добавки AdBlue.

По сравнению с другими системами доочистки выхлопных газов, инновационная технология BlueTec позволяет сэкономить 1500…2000 литров дизельного топлива для грузовика, работающего на дальних маршрутах, в год. Это означает, что грузовики, оснащенные BlueTec, которых сейчас насчитывается около 150 тысяч, экономят около 300 миллионов литров ежегодно, что эквивалентно общему полезному грузу примерно 5 тысяч автоцистерн. Кроме того, оптимизация процесса сгорания в современных дизельных двигателях значительно снижает выбросы твердых частиц.

Современные технологии производства двигателей и сложные системы управления

Такой впечатляющий уровень экономии был достигнут благодаря высокоразвитию технологий производства двигателей, включая оптимизацию формы камеры сгорания, наличие систем впрыска с высоким давлением, что обеспечивает лучшее распыление топлива и делает процесс сгорания более эффективным; управление воспламенением топливной смеси для каждого цилиндра, снижение трения в двигателе, использование усовершенствованных систем наддува, высокопрочных материалов и полного электронного управления. Mercedes-Benz первой предложила такой технологический пакет в 1996 году.

Коробка передач Mercedes PowerShift 2, которая устанавливается на новую модель Actros, облегчает жизнь владельцам автомобилей, снижая расходы на топливо при дальних перевозках и повышая эксплуатационную готовность автомобиля при минимальном износе двигателя и трансмиссии.

Новая версия коробки передач Mercedes PowerShift 2 с прямым приводом заменила предыдущие системы с повышающей передачей для всех категорий, включая все классы V8, кроме приводных систем 6?4. Коробки передач с прямым приводом значительно превосходят по эффективности старые системы с повышающей передачей и позволяют существенно сократить расход топлива.

В целом коробка передач Mercedes PowerShift 2 экономит топливо и снижает износ двигателя по сравнению с ручной коробкой передач — при этом опытный водитель на автомобиле с Mercedes PowerShift 2 может показывать даже более впечатляющие результаты. Это происходит потому, что даже самые хорошие водители устают, а автоматическая коробка передач позволяет водителям работать на высоком уровне в течение всего дня. Это положительно сказывается не только на расходе топлива, но и предотвращает излишний износ двигателя и трансмиссии, возникающий из-за неправильного выбора передачи. В то же время водители могут периодически вмешиваться в процесс выбора передач, после чего им не нужно вручную переключаться в автоматический режим — коробка передач сделает это сама.

Электронный агрегат для обработки воздуха помогает снизить расход топлива

(электронный агрегат для обработки воздуха), который устанавливается в базовой комплектации и интегрирован в электронную сеть через шину CAN, является еще одной инновацией, положительно влияющей на расход топлива в новой модели седельного тягача Actros с пневмоподвеской. В этой системе давление в тормозных контурах повышено, и излишнее давление накапливается при торможении. Благодаря отсутствию отдельной камеры высокого давления в тормозной системе 3 (пружинный тормозной контур), система теряет около 20 килограммов, что сразу же сказывается на объеме полезного груза. Это также ускоряет время подъема пневматической подвески почти на 20%. Дополнительные элементы, интегрированные в систему, включают интеллектуальное управление воздушным компрессором, который в новой модели Actros работает только при низкой потере мощности, то есть при снижении числа оборотов, особенно при движении на спуск.

Водяной насос с двухфазным управлением позволяет сократить расход топлива

В стремлении к дальнейшему уменьшению расхода дизельного топлива, что представляет собой сложный процесс, инженеры компании Mercedes-Benz обратили внимание на вспомогательные компоненты, такие как водяной насос. Для повышения его эффективности была внедрена специальная муфта, разработанная фирмой «Linnig». В условиях частичной нагрузки насос функционирует на сниженной скорости, что позволяет значительно сократить потребление энергии. При полной нагрузке муфта соединяется с электромагнитными механизмами, что обеспечивает необходимую мощность. Ожидается, что данная система будет внедрена в 2009 году, в первую очередь для двигателей.

Эта мера сама по себе позволит снизить расход топлива на 0,7%. Если учесть также агрегат, общее сокращение потребления составит 1%. Тщательные испытания каждого компонента грузовика, направленные на уменьшение расхода топлива и, соответственно, снижение вреда для окружающей среды, подчеркивают стремление компании Daimler оставаться на передовой в области технологических инноваций и предлагать более эффективные решения для актуальных экологических проблем.