Renault Trucks Urban Lab 2 - niższe zużycie paliwa dzięki aerodynamice

Wynik ten uzyskano dzięki optymalizacji aerodynamiki pojazdu, układu napędowego, ogumienia oraz łączności pojazdu z infrastrukturą miejską.
Redukcja zużycia paliwa i emisji CO2 pozostaje głównym przedmiotem zainteresowania Renault Trucks. Projekt EDIT (Efficient Distribution Truck), stworzony wspólnie przez Renault Trucks i sześciu partnerów: Valeo, Lamberet, Michelin, BeNomad, INSA de Lyon (LamCoS) i IFSTTAR (LICIT), został rozpoczęty w 2016 roku. Jego celem była redukcja zużycia paliwa o 13% w pojazdach ciężarowych przeznaczonych do dystrybucji miejskiej, regionalnej z nadwoziem chłodniczym. W ramach projektu powstał pojazd laboratoryjny Urban Lab 2, który po siedmiu miesiącach testów i 4500 km jazdy po otwartych drogach lub w warunkach laboratoryjnych osiągnął założone cele. Urban Lab 2 zużywa o 12,8% mniej paliwa niż Renault Trucks D Wide (pojazd wzorcowy), co oznacza łączną redukcję zużycia paliwa o 3,5 litra i emisję CO2 o 9 kg mniej na 100 km.

Cykl testów i metody pomiarowe
Aby stworzyć cykl testów dla dystrybucji w temperaturze kontrolowanej, inżynierowie Renault Trucks wykorzystali bazę danych zawierającą pomiary z ponad 8000 km przejechanych przez pojazd.
Cykl na drogach publicznych obejmował 12km w ruchu miejskim, 50 km ruchu po drogach lokalnych i 57 km na autostradach.
Zanim przystąpiono do testów, przebadano w warunkach laboratoryjnych, zarówno pojazd Urban Lab 2, jak i pojazd wzorcowy i sporządzano szczegółowe raporty dotyczące działania układów napędowych pojazdów, aby upewnić się, że oba pojazdy wykorzystane w projekcie były reprezentatywne.
Testy składały się z prób drogowych, oraz laboratoryjnych (gdzie warunki drogowe i temperaturowe były symulowane, kontrolowane i odtwarzalne) przy użyciu oprogramowania symulacyjnego w celu skorelowania pomiarów. Równolegle, przeprowadzono badania z pojazdem wzorcowym o układzie napędowym i geometrii podobnej do pojazdu laboratoryjnego (D Wide 19 t i 280 KM, z zabudowę chłodniczą Lamberet). Każda z technologii opracowanych w ramach projektu została niezależnie oceniona.

Ocena poprawy właściwości aerodynamicznych
We współpracy z firmą Lamberet, producent Renault Trucks pracował nad aerodynamiką pojazdu i zabudowy chłodniczej.
W celu ulepszenia przepływu powietrza, na dachu nadwozia zamontowano parowniki, podczas gdy system chłodniczy został zainstalowany w rozstawie osi pojazdu. Dodano elementy aerodynamiczne, w tym deflektory tylne oraz chowane osłony międzyosiowe z materiału tekstylnego, zaprojektowane wspólnie przez Renault Trucks i Lamberet. Aerodynamicznie udoskonalono także stopnie wejściowe do kabiny, kołpaki kół, owiewkę dachową, deflektor i boczne owiewki kabiny. Oprócz tego konwencjonalne lusterka boczne zostały zastąpione przez system kamer.
Na odcinku autostrady, na którym wykonano cykl testów, zbadano korzyści wynikające z zastosowania elementów aerodynamicznych. Pomiary te zostały zarejestrowane wcześnie rano, aby uniknąć zakłóceń spowodowanych przez wiatr, którego prędkość została zanotowana w trzech oddzielnych punktach w celu upewnienia się, że warunki pogodowe były identyczne dla Urban Lab 2 i pojazdu wzorcowego. Protokół badania został powtórzony siedmiokrotnie, aby potwierdzić wiarygodność wyników.
Aby uzyskać pełną ocenę zysków w czasie całego cyklu, wyniki zostały skorelowane za pomocą symulacji. W tej symulacji uwzględniono również różnice masy własnej oraz zużycia energii elektrycznej pomiędzy oboma pojazdami.
Wyniki tych testów potwierdziły, że optymalizacja aerodynamiki jest jednym z kluczowych działań w celu zmniejszania zużycia paliwa i emisji CO2 przez pojazdy dystrybucyjne, zwłaszcza gdy są eksploatowane w strefach podmiejskich.

Integracja systemu mikrohybrydowego
Na Urban Lab2 przetestowano również połączenie technologii mikrohybrydowej i Stop&Start, zaprojektowaną we współpracy z firmą Valeo,.
Wypróbowano kilka strategii operacyjnych systemu mikrohybrydowego w celu maksymalizacji energii odzyskanej podczas hamowania i toczenia się pojazdu. Ponadto wiele uwagi i czasu poświęcono na opracowanie strategii zatrzymania/ rozpoczęcia pracy silnika, by zredukować czas i zminimalizować wibracje.

W warunkach laboratoryjnych przeprowadzono trzy rodzaje testów zużycia paliwa:
- bez systemu mikrohybrydowego, w konfiguracji standardowej;
- z systemem mikrohybrydowym, bez systemu Stop&Start;
- z systemem mikrohybrydowym oraz systemem Stop&Start.
Zastosowanie systemów Stop & Start i mikrohybrydowego potwierdziło znaczne oszczędności spalanego paliwa, zwłaszcza w ruchu miejskim.

Połączenie pojazdu z infrastrukturą
Urban Lab 2 zawiera pokładowy system nawigacji opracowany przez BeNomad pozostający w łączności z sygnalizacją świetlną. Takie połączenie z infrastrukturą drogową umożliwia Urban Lab 2 odbieranie informacji z sygnalizacji świetlnej i kalkulację, czy korzystniejsze będzie przyspieszenie czy zwolnienie.
W celu ustalenia wpływu tej technologii na zużycie paliwa, przeprowadzono najpierw pomiary w miejskich częściach cyklu testowego, aby określić rzeczywisty ruch i sygnalizację świetlną. W celu uzyskania wiarygodnych danych statystycznych, konieczne było przeprowadzanie licznych symulacji z uwzględnieniem różnych warunków ruchu drogowego.
Następnie przeprowadzono testy na torze badawczym, a później w warunkach rzeczywistych na drogach publicznych w Bordeaux. Te ostatnie badania potwierdziły dokładność algorytmu przejmującego kontrolę nad pojazdem w fazie hamowania, w celu optymalizacji oszczędności paliwa.
Ta technologia wspomagania kierowcy przynosi znaczące korzyści pod względem zmniejszenia zużycia paliwa i zmniejszenia emisji CO2, ale także pod względem komfortu jazdy.

Zmniejszenie oporu toczenia opon
Urban Lab 2 jest wyposażony w prototypowe opony Michelin, opracowane w celu zmniejszenia oporu toczenia bez negatywnego wpływu na inne kryteria eksploatacyjne, takie jak bezpieczeństwo, przyczepność lub trwałość.
Pomiary osiągów opon rejestrowano na odcinkach regionalnych i autostradowych cyklu. Przeprowadzono trzy sekwencje testowe z pojazdem wzorcowym i pojazdem demonstracyjnym w celu zmierzenia wzrostu temperatury i ciśnienia każdej z opon.
Na tej podstawie model symulacyjny opracowany specjalnie przez Michelin mierzy zmiany w oporze toczenia podczas całego cyklu. Umożliwia to dokładniejsze pomiary różnic w zużyciu paliwa w porównaniu ze standardową metodą stosowania stałego optymalnego współczynnika oporu toczenia (wartość ISO). Projekt EDIT potwierdza skuteczność zastosowania technologii mających na celu zmniejszenie zużycia paliwa. Praca nad pojazdem laboratoryjnym pozwala Renault Trucks lepiej zrozumieć mechanizmy, które do tego prowadzą i wspomaga opracowanie przyszłych rozwiązań technicznych, zgodnych z przyszłymi normami emisji CO2.
Mimo że, Urban Lab 2 nie został zaprojektowany z myślą o wprowadzeniu do sprzedaży w obecnej formie, jest on wyposażony w najskuteczniejsze technologie, które z powodzeniem mogą być stosowane w produkcji innych pojazdów.