Provozní náklady – Bohulibá činnost

V rámci projektu Optifuel Lab 2 spojil Renault Trucks v jednom prototypu vozidla různé technologie určené ke snižování spotřeby a rýsuje tak předobraz svých budoucích sériově vyráběných vozidel. 

Hlavní cíl

Snížení spotřeby paliva bylo jedním z hlavních cílů při vývoji modelové řady vozidel Renault Trucks T. Renault Trucks se již dnes připravuje na budoucnost a pokračuje v hledání dalších možných způsobů snižování spotřeby paliva u silničních vozidel. Výrobce své výzkumy provádí na prototypu vozidla Optifuel Lab 2 vyvinutém na základě řady Renault Trucks T, která vychází ze studie Optifuel Lab 1 představené v roce 2009. Projekt byl realizován s podporou Agentury pro životní prostředí a hospodaření s energií (ADEME) a ve spolupráci s osmi partnery: Plastic Omnium, Michelin, Sunpower, Renault, IFP Energies Nouvelles, CEP-Armines, CETHIL-INSA Lyon a LMFA-Ecole Centrale Lyon. Optifuel Lab 2 využívá 20 různých technologií, z nichž každá reaguje na čtyři klíčové výzvy v oblasti spotřeby paliva: hospodaření s energií, aerodynamiku, valivý odpor a pomoc při řízení. Claude Covo, ředitel projektu, nám představí nejdůležitější technologie vyvinuté v této pojízdné laboratoři.

Optimalizace zdrojů energie

Optimální hospodaření s různými zdroji energie je těžištěm výzkumných prací prováděných s pomocí Optifuel Lab 2. „Cílem je, aby spalovací motor odebíral co nejmenší množství energie“, vysvětluje Claude Covo, „proto jsme elektrifikovali mnoho vedlejších systémů ve vozidle, jako je klimatizace, vodní čerpadlo, palivové čerpadlo a čerpadlo řízení. Poté jsme prostřednictvím instalace solárních panelů a systému rekuperace tepelné energie z výfukových plynů na bázi Rankinova cyklu zvýšili počet zdrojů elektrické energie pro napájení těchto prvků.“ Jestliže řidič nebo vozidlo začnou odebírat energii, počítač zanalyzuje náročnost úkonu, vybere nejvhodnější a nejúčinnější zdroj energie (solární, Rankin apod.) a redistribuuje ji v reálném čase. „Optifuel Lab 2 funguje na principu energetické nabídky a poptávky“,  vysvětluje Claude Covo, „čím více levné energie je k dispozici, tím více je využívána.“ Při přednostním využívání těch zdrojů, které poskytují energii „zdarma“, jako je solární energie nebo teplo z výfukových plynů, omezuje Optifuel Lab 2 využívání energie produkované alternátorem spalovacího motoru, a tím snižuje spotřebu paliva. 

Minimalizace energetické náročnosti

Současně s tímto způsobem řízení zdrojů energie pracoval Renault Trucks i na snížení energetické náročnosti vozidla. Za tímto účelem byla věnována zvláštní pozornost izolaci kabiny řidiče. Prosklené součásti využívají speciální sklo s vylepšenými izolačními vlastnostmi. Na horní straně je umístěn vysunovatelný střešní deflektor. Když vozidlo zastaví, dojde k vysunutí deflektoru: ten pak chrání kabinu před sluncem a ohřátý vzduch je z kabiny odváděn odsavačem vzduchu napájeným nezávislým solárním panelem. Když se vozidlo dá do pohybu, deflektor se složí a zlepšuje tak jeho aerodynamiku. Pro účely chlazení kabiny Renault Trucks dále použil klimatizaci napájenou výhradně energií produkovanou solárními panely. Systém tak může ochlazovat kabinu i při zastavení vozidla a vypnutém motoru.

Fotovoltaické panely 

Pro projekt Optifuel Lab 2 byly vyvinuty speciální solární panely. Tyto panely musely vyhovět náročným požadavkům. „Bylo potřeba vytvarovat solární panely podle zakřiveného profilu návěsu tak, aby nedošlo k narušení aerodynamiky vozidla“, vysvětluje Claude Covo, „vedle toho však musely být dostatečně odolné vůči náporům při chodu vozidla a vůči nástrahám silničního provozu. Nebylo tak možné použít standardní panely.“ Solární panely vyvinuté pro Optifuel Lab 2 jsou tak lehké, deformovatelné, opatřené 48 moduly rozmístěnými na ploše o rozloze 40 metrů čtverečních a vykazují o 30 % vyšší výtěžek el. energie než standardní panely.

Rekuperace tepla z výfukových plynů

Navzdory stálým pokrokům dosahovaným ve vývoji dieselových motorů se část jimi využívané energie ztrácí ve formě tepla. Proto Renault Trucks vyvinul systém rekuperace tepla z výfukových plynů. Myšlenka je jednoduchá: přeměnit teplo z výfukových plynů na elektrickou energii. „Technicky vyjádřeno systém funguje na principu Rankinova cyklu“, upřesňuje Claude Covo, „prostřednictvím výměníku rekuperujeme tepelnou energii výfukových plynů s cílem vaporizovat pracovní kapalinu a takto získanou páru pak využíváme k pohánění elektrického generátoru.“ Vozidlo tak disponuje novým zdrojem napájení elektrickou energií, který snižuje zátěž klasického alternátoru.

Zlepšení aerodynamiky

„Práce na aerodynamických vlastnostech Optifuel Lab 2 se zaměřovaly na celou soupravu včetně tahače a návěsu“, zdůrazňuje Claude Covo, „pracovali jsme na dokonalém sladění obou součástí s cílem snížit aerodynamický odpor, a tím snížit spotřebu paliva.“ Mobilní deflektor na střeše kabiny, vysouvaný při zastavení vozidla za účelem zlepšení její tepelné izolace, se při rychlostech nad 50 km/h opětovně skládá. Tím zajišťuje dokonalou aerodynamickou jednotu s návěsem. Zvýšený aerodynamický efekt je vyvoláván zakřiveným tvarem střechy, bočními deflektory o velikosti 70 cm na zadní straně a boční kapotáží po celé délce návěsu. Rovněž je třeba poznamenat, že za účelem dalšího omezení rušivých zón a zajištění dokonalého obtékání vzduchu byla zpětná zrcátka a přední zrcátko nahrazena profilovanými kamerami. Optifuel Lab 2 dále disponuje pohyblivým spojlerem umístěným pod mřížkou chladiče. Je-li spojler vysunut, umožňuje snazší obtékání vzduchu procházejícího pod vozidlem a omezuje tak tření vzduchu pod podvozkem. Při rychlostech pod 50 km/h se tento spojler automaticky zasouvá, aby nedošlo k jeho poškození při nízké rychlosti, například na zpomalovacích prazích nebo při choulostivém manévru. 

Snížení valivého odporu

V návaznosti na aerodynamické aspekty věnovali inženýři Renault Trucks svou pozornost také valivému odporu silniční soupravy. V tomto případě přikročili k novátorskému řešení spočívajícímu v permanentní adaptaci hladiny oleje ve vnitřním prostoru nápravy v závislosti na potřebě mazání a chlazení. Je-li vozidlo pod velkou zátěží a potřebuje silný záběr, zvýší systém množství oleje v nápravě. Když se rychlost ustálí a náprava vyžaduje méně mazání a chlazení, hladina oleje je snížena. Olej je přechováván v zásobníku integrovaném do nádrže nápravy. Systém tímto způsobem omezuje ztráty energie spojené se šploucháním oleje v nápravě. Optifuel Lab 2 je dále vybaven prototypovými pneumatikami vyvinutými společností Michelin. Tyto pneumatiky jsou optimalizovány pro nízký valivý odpor a výrazně přispívají ke snižování spotřeby paliva.

Pomoc řidiči při řízení vozidla

Řidič je i nadále klíčovým prvkem v otázkách úspory paliva. Stylem řízení lze ovlivnit spotřebu paliva o více než 3 l/100 km. Inženýři prototypu Optifuel Lab 2 na řidiče nezapomněli a vyvinuli soubor specifických pomůcek pro řízení vozidla. Optifuel Lab 2 je tak vybaven adaptivním omezovačem rychlosti. Omezovač, vybavený integrovaným GPS, vypočítává v každém okamžiku a s pomocí předvídání tu nejvhodnější rychlost v závislosti na poloze vozidla a profilu silnice. „Konkrétně může systém před očekávaným stoupáním nebo klesáním pozměnit rychlost zadanou řidičem o 2 km/h nebo 3 km/h,“ vysvětluje Claude Covo, „vše se děje v jediném okamžiku.“ Analogicky je vozidlo vybaveno adaptivním plynovým pedálem. Pedál klade při sešlápnutí větší nebo menší odpor podle toho, zda je třeba, aby řidič zrychlil či naopak zpomalil. Když systém očekává například kruhový objezd nebo úbočí svahu, pedál zatuhne a přinutí řidiče zvednout nohu z plynu. Při spuštění systému je řidič upozorněn ikonou zobrazující se na přístrojové desce a ilustrující očekávanou událost (kruhový objezd, svah, klesání, mýto apod.). Díky těmto pomůckám řidič vždy ví, jak přizpůsobit svůj styl jízdy tomu, aby dosáhl co největších úspor ve spotřebě paliva. 

Pojízdná laboratoř

Díky vozidlu Optifuel Lab 2 disponuje Renault Trucks pojízdnou laboratoří umožňující pokračování ve svých výzkumech a testování různých technologií určených pro stálé snižování spotřeby paliva. Prototyp v současné době absolvuje testovací jízdy za účelem vyčíslení úspor paliva, kterých lze jeho prostřednictvím dosáhnout. Zjištěné údaje budou oznámeny během prvního čtvrtletí roku 2015. Stejně tak jako byla řada technologií z prototypu Optifuel Lab 1 použita v sériových vozidlech nové modelové řady Euro VI, bude i část technologií představených na tomto druhém prototypu nabízena u budoucích sériových modelů. Renault Trucks sleduje stále tentýž cíl: vyvíjet a nabízet svým zákazníkům vozidla s co nejnižší spotřebou paliva. Podrobněji o dvou zdrojích produkce elektrické energie ve vozidle Optifuel Lab 2.