Концепт Volvo SuperTruck – аэродинамика и модернизация трансмиссии

Кроме Volvo Truck над концептом работы вели специалисты компаний ExxonMobil, Grote Industries, Metalsa, Michelin и Ridge Corp. Проектом SuperTruck 8-го класса грузоподъёмности должен был стать автопоезд, способный наполовину улучшить эффективность серийного автопоезда в составе седельного тягача Volvo 2009 года выпуска и 53-футового полуприцепа. Но на деле же оказалось, концепт SuperTruck продемонстрировал 88% повышения эффективности по сравнению с аналогом прошлых лет.

Программа SuperTruck развивалась по двум направлениям: аэродинамика и модернизация трансмиссии грузовика. Начнём с того, что некоторые конструкторы-технологи Volvo Group North America начали рассматривать создание полуприцепа целиком из углепластика. Однако маркетологи, умеющие считать деньги, вразумили разогнавшихся футуристов и объяснили им, что это обойдётся очень дорого, и довести потом этот концепт до серийного производства будет нереально. Поэтому проект автопоезда Volvo SuperTruck сразу стал приобретать реалистичные черты и  базироваться на седельном тягаче Volvo VNL 780 и стандартном 53-футовом полуприцепе.

Создание очень эффективного транспортного средства, как уже показали подобные проекты американских автопроизводителей, всегда начинается с продвинутой аэродинамики. Здесь главное – добиться очень плавных обводов, которые бы способствовали ламинарному направлению набегающих потоков воздуха без образования завихрений и турбулентности. Таким образом, достигается снижение динамического сопротивления всего автопоезда и, как следствие, уменьшается расход топлива.

Поэтому в концепте Volvo SuperTruck были использованы уже опробованные конкурентами интересные технические решения. Это боковые обтекатели шасси, препятствующие проникновению воздушного потока к ведущим колёсам. Они вместе с опущенным бампером грузовика формируют единый обвес по всему периметру автомобиля. Эту идею дополняют боковые юбки-отражатели трейлера и хвостовой узел.

Надо отметить очень плавные линии капота, кабины и её спойлера, а также увеличенные отражатели сзади кабины, направляющие воздушные потоки в разные стороны от трейлера. Убранные зеркала заднего вида заменили камерами наблюдения и ЖКИ мониторами, смонтированными внутри кабины. Все эти аэродинамические узлы и технические решения позволили существенно (на 40%!) снизить коэффициент воздушного сопротивления концептуального автопоезда по сравнению с серийным аналогом.

Основное внимание руководители проекта уделили инновационным источникам энергии, а также сокращению её потребления.

Под капотом концепта установлена гибридная дизель-электрическая силовая установка, главным элементом которой является 10,8-литровый двигатель Volvo D11. Мотор агрегатируется с 12-ступенчатой роботизированной коробкой передач с электронным управлением и новой автоматизированной системой переключения ступеней.

Двигателисты Volvo объявили, что внедрённые в концептуальный двигатель инновации, помогут снизить расход топлива на 6,5%, по сравнению с существующими образцами. Происходит это за счёт использования модернизированной системы подачи топлива Сommon Rail, увеличения давления турбонаддува и применения технологии Wave Piston. Последняя связана с внедрением поршней волнообразного профиля, что помогает формировать новую структуру воздушно-топливной смеси и добиваться более эффективного процесса сгорания.

Инженеры Volvo активно развивали идеи, связанные с сокращением потребления энергии, вырабатываемой ДВС. По этой причине было принято решение перевести на электропитание некоторые вспомогательные узлы и системы автомобиля, такие как кондиционер, водяной и топливный насосы и привод рулевого управления. А для того чтобы компенсировать недостаток электроэнергии в бортовой сети, были вмонтированы дополнительные источники. Это солнечные панели, установленные на крыше тягача и полуприцепа, а также система рекуперации тепловой энергии выхлопных газов Waste Heat Recovery System, работающая на основе термодинамического цикла Ренкина.

Параллельно с этим процессом специалисты Volvo Trucks занялись улучшением термоизоляции концептуального грузовика. Это коснулось в первую очередь кабины. В ней были установлены новые стёкла с очень высокими теплоизолирующими свойствами. Любопытным выглядит фальшокно в крыше кабины. С первого взгляда оно может показаться прозрачным люком, но на деле это плоский светодиодный светильник, который питается от фотовольтаической панели, установленной непосредственно на крыше кабины.

Улавливание тепловой энергии от выхлопных газов также вносит свой вклад в дело экономии топлива. Суть идеи Waste Heat Recovery System очень проста: выхлопные газы проходят через теплообменник, там происходит испарение рабочей жидкости, которая затем попадает в виде пара в турбину, связанную с генераторной установкой. Таким образом, из тепла вырабатывают электрический ток. Использование альтернативных источников энергии тоже приводит к снижению расхода топлива.

Обязательно скажу про снаряжённую массу автопоезда SuperTruck. Всем известно, что сокращение массы транспортного средства способствует увеличению грузоподъёмности и эффективности перевозок. Поэтому ничего удивительного нет в том, что команда инженеров Volvo и партнёрской компании Great Dane Trailers, создававшей экспериментальный полуприцеп, усиленно боролась с избыточным весом. В итоге снаряжённая масса концепта стала на 1450 кг легче стандартного автопоезда. Как выразился один из разработчиков проекта: «Мы просто заменили всю сталь алюминием и полимерами».

В трейлере использована новейшая система мониторинга давления в шинах Hendrickson TIREMAAX tire inflation system. Весь автопоезд экипирован самыми современными шинами Michelin с низким сопротивлением качению.

Проект Volvo SuperTruck, несомненно, будет иметь большое значение на перспективу. В ближайшие годы компания Volvo Truck собирается пристально изучить возможность использования в серийном производстве таких идей, как применение облегчённых металлоконструкций в узлах рамы и подвески, использование гибридных дизель-электрических установок, внедрение более эффективных двигателей (в настоящий момент уже началась работа с 13-литровым силовым агрегатом D13) и применение дополнительных источников получения электроэнергии.