W ciągnikach MAN TGX – modelach roku 2024 – wprowadzono zmiany zmierzające do poprawy ekonomiki eksploatacji. Jedną z nowych funkcji jest MAN PredictiveDrive, będąca rozszerzeniem stosowanej dotychczas funkcji MAN EfficientCruise. Efekt: zużycie paliwa niższe o 1%. W modelach TGM i TGL wprowadzono automatyczną przekładnię MAN PowerMatic.
To, jaki skutek przynoszą modyfikacje oprogramowania sterującego pracą silnika czy skrzyni biegów i w jakim stopniu wpływa to na zmniejszenie zużycia paliwa oraz dynamikę jazdy w terenie pagórkowatym, najlepiej ocenić podczas jazdy.
Jak zatem działa tempomat adaptacyjny MAN EfficientCruise z funkcją PredictiveDrive?
Korzystając z zaproszenia MAN Truck & Bus Polska, sprawdzaliśmy to 16 kwietnia w praktyce, jeżdżąc dwoma zestawami z ciągnikami MAN TGX 18.480 oraz TGX 18.540. Licząca niemal 200 km trasa przebiegała głównie po pagórkowatych drogach lokalnych na południowy zachód od Monachium.
Zestawom towarzyszył MAN TGM 18.290 wyposażony w automatyczną 8-biegową przekładnię MAN PowerMatic. Jazda po malowniczych wzgórzach Bawarii była doskonałą okazją, by sprawdzić, jak automat sprawuje się na podjazdach i czy rzeczywiście zmiany biegów odbywają się bez przerw w dostarczaniu mocy na koła.
Nowości w modelach roku 2024
W ciągnikach MAN najnowszej generacji – są to modele roku 2024 – dokonano wielu zmian mających na celu jeszcze lepsze dopasowanie pojazdu do potrzeb kierowcy, poprawę efektywności i ekonomiki eksploatacji oraz optymalizację dostępności pojazdu związanej z jego niezawodnością i obsługą. Za najistotniejsze należy uznać modyfikacje w układzie napędowym pojazdu (silnik, skrzynia biegów i przekładnia główna) oraz w oprogramowaniu zarządzającym pracą tych komponentów. Istotna jest również poprawa właściwości aerodynamicznych kabiny.
W silniku D26 Euro VI E we wszystkich regulacjach podniesiono poziomy − mocy o 10 KM i momentu obrotowego o 50 Nm. Obecnie dostępne są wersje o osiągach 440 KM/324 kW i 2250 Nm, 480 KM/353 kW i 2450 Nm oraz 520 KM/382 kW i 2850 Nm. Zmodyfikowano konstrukcję tłoków i głowicy, poprawiając przebieg spalania, stopień sprężania wzrósł do 22:1, udoskonalono architekturę elektroniczną i algorytmy sterujące. Jest też nowa wysokosprawna turbosprężarka. W układzie przeniesienia napędu pojawiły się osie hipoidalne o ulepszonej konstrukcji. Są lżejsze, wymagają mniejszych ilości oleju smarującego. Wprowadzono nowe przełożenia przydatne w transporcie dalekobieżnym (2,12) – jazda z prędkością 85 km/h to silnik pracujący z prędkością 1060 obr/min.
Aby poprawić właściwości aerodynamiczne, zmodyfikowano nieco naroża ściany przedniej kabiny, wydłużono boczne spoilery za kabiną, pojawiły się dodatkowe uszczelnienia pomiędzy krawędziami drzwi i kabiną. Opcjonalnie dostępny jest system zewnętrznych kamer MAN OptiView zastępujący wszystkie konwencjonalne lusterka boczne.
Te wszystkie zmiany dały poprawę efektywności paliwowej pojazdu. W materiałach prasowych producenta czytamy, że poprawa wydajności silnika D26 to jego wyższe osiągi i 3% spalanego paliwa mniej w porównaniu z pojazdami poprzedniej generacji. Poprawa właściwości aerodynamicznych i zastąpienie lusterek kamerami to w sumie obniżenie zużycia paliwa o ok. 1,1%. Efekt to zmniejszenie zużycia paliwa nawet o 6% w porównaniu z wersją z roku modelowego 2022.
Oprogramowanie wkracza do akcji
Rozwiązania, w których tempomat wykorzystujący GPS do określenia bieżącej pozycji samochodu i przewidywania topografii pokonywanej trasy wspomaga pracę zautomatyzowanych skrzyń biegów (i oczywiście połączonych z nimi silników), zaczęły być stosowane przez producentów samochodów ciężarowych już w 2012 r. Od tego czasu na stałe zagościły w elektroinformatycznej architekturze pojazdów i ewoluowały, stając się obecnie dojrzałymi, wyrafinowanymi rozwiązaniami, których efektem działania jest obniżenie zużycia paliwa, jazda bardziej płynna i z większą prędkością średnią. Słowem − same plusy.
Jak działa tempomat z funkcją MAN EfficientCruise? Początki
Tempomat w ciężarówkach MAN, wyposażony w funkcję EfficientCruise, został zaprojektowany tak, aby zniwelować wady klasycznych układów kontroli prędkości jazdy – istotą było wykorzystanie danych topograficznych aktualnie pokonywanych dróg. Rozwiązanie to producent wprowadził na rynek w 2016 r., a ciężarówki MAN TGX i TGS wyposażane były w ten pakiet opcjonalnie.
Jak działa tempomat z funkcją MAN EfficientCruise? Bierze pod uwagę zbliżające się wzniesienia i zjazdy na aktualnej trasie oraz dostosowuje pozycję jazdy i prędkość pojazdu, jeśli to możliwe, w celu uzyskania bardziej ekonomicznego stylu jazdy. Skutecznie ogranicza liczbę przełączeń biegów (zwłaszcza ich redukcję) realizowaną przez zautomatyzowaną skrzynię MAN TipMatic. Wybiera optymalny bieg przed wzniesieniem, unikając w ten sposób zmiany biegów na wzniesieniach i tym samym przerw w trakcji. EfficientCruise zapewnia również zwiększoną wydajność nawet na niewielkich wzniesieniach, automatycznie przełączając skrzynię biegów w położenie neutralne „N” w połączeniu z funkcją wolnego biegu EfficientRoll.
Dzięki MAN EfficientRoll z podglądem GPS jazda wybiegiem jest inteligentnie kontrolowana: jeśli uda się zaoszczędzić paliwo, skrzynia biegów automatycznie przełącza się w położenie neutralne „N” – nawet na niewielkim zboczu. Dzięki temu pęd zostaje utrzymany, a pojazd traci prędkość wolniej niż przy włączonym biegu. Podczas wybiegu silnik pracuje tylko z prędkością 550 obr/min, zamiast normalnej prędkości obrotowej na biegu jałowym wynoszącej 600 obr/min. Pomaga to w dalszym zmniejszeniu zużycia paliwa.
System MAN EfficientCruise w połączeniu z EfficientRoll w porównaniu z referencyjnym pojazdem użytkowym ze standardową kontrolą prędkości (bez GPS i EfficientRoll) pozwalał na zmniejszenie zużycia paliwa nawet o 9%. Ogólny scenariusz działania MAN EfficientCruise przedstawia rysunek 1.
EfficientCruise przynosił niewątpliwe korzyści w postaci niższego zużycia paliwa, jednak pojawiły się możliwości w zakresie udoskonalenia sposobu działania. Dalszej ewolucji tego rozwiązania sprzyjało to, że wykorzystywane mapy topograficzne stały się bardziej dokładne, wzrosła jakość lokalizacji systemów GPS i prędkość transmitowanych danych, dodatkowym wsparciem mogło być rozpoznawanie znaków drogowych na trasie.
Przede wszystkim jednak rosła presja na dalszą poprawę efektywności pojazdu, a zatem – redukcję zużycia paliwa. Inżynierowie MAN pracujący nad nowym systemem PredictiveDrive, który mógłby rozszerzyć możliwości dotychczasowego EfficientCruise, zwrócili uwagę na to, że dotychczas jedynym sposobem na uzyskanie minimalnego zużycia paliwa (wynikającego z charakterystyki silnika) był optymalny dobór biegu, a więc zmiana prędkości obrotowej silnika i jego obciążenia.
W MAN PredictiveDrive postanowiono oceniać zbliżający się odcinek pokonywanej drogi nie tylko pod kątem zużycia paliwa, ale również utraty prędkości. Uwzględnia się przy tym charakterystykę silnika określającą jego jednostkowe zużycie paliwa. Przygotowano 8 wariantów działania: bieg bieżący, plus 1 (zmiana na wyższy), minus 1 (redukcja), minus 2, każdy z uwzględnieniem ograniczenia momentu obrotowego lub wykorzystania momentu maksymalnego. Aby w danym momencie jazdy zbliżyć się do minimalnego zużycia paliwa, oprócz możliwej zmiany biegów brany jest również pod uwagę dostępny moment obrotowy silnika (poprzez dynamiczną regulację momentu obrotowego). Istotnym aspektem strategii sterowania okazało się również wykrywanie wyprzedzania.
Tym samym możliwe stało się rozszerzenie optymalizacji doboru przełożeń na widoczne na rysunku 1 białe pola – koncepcję tę przedstawiono na rysunku 2.
Nadchodzi PredictiveDrive
MAN PredictiveDrive jest uzupełnieniem funkcji EfficientCruise, system uzupełnia działanie MAN EfficientCruise, zwłaszcza podczas podjazdów i zjazdów – ilustruje to rysunek 3. MAN PredictiveDrive analizuje trasę przejazdu w 3 horyzontach odległościowych: 3000 m, 800 m (typowo) oraz 200 m (wolna jazda w obszarze zabudowanym) i działa już powyżej prędkości 25 km/h. Zaawansowana analiza danych pobieranych z GPS pozwala, zwłaszcza podczas jazdy na wzniesieniach, zaplanować optymalny przebieg prędkości i dobrać najefektywniejszą strategię zmiany przełożeń. W konsekwencji silnik pracuje zawsze w swoim najoszczędniejszym obszarze obciążeń i prędkości obrotowych. Celem jest zazwyczaj nabranie jak największego pędu na wzniesieniu, np. podczas jazdy pod górę, przez wcześniejsze krótkie przyspieszenie i wcześniejszą redukcję biegu, aby zapewnić odpowiedni nadmiar mocy.
Skrzynia biegów może pracować w jednym z 3 trybów zmiany biegów: Efficiency (standardowy, ograniczona redukcja momentu obrotowego), Efficiency+ (maksymalna prędkość jazdy zostaje ograniczona do 95 km/h, pełny zakres redukcji momentu obrotowego) oraz Tanker (przygotowany z myślą o zestawach przewożących ładunki płynne). MAN PredictiveDrive może być stosowany w modelach TGX oraz TGS wyposażonych zarówno w silniki D26, jak i D38, działa przy uruchomionym tempomacie aktywnym ACC, tempomacie bez kontroli odległości oraz przy uruchomionym ograniczniku prędkości i gdy kierowca sam decyduje o prędkości jazdy. Ten ostatni warunek sprawia, że MAN PredictiveDrive może być wykorzystywany również w samochodach dystrybucyjnych.
Wyłączenie funkcji PredictiveDrive następuje np. gdy kierowca uruchomi zwalniacz, zainicjuje hamowanie z siłą > 25% maksymalnej, dokona manualnej zmiany biegu lub uruchomi tryb kickdown (maksymalne naciśnięcie pedału przyspieszenia). Dezaktywacja funkcji PredictiveDrive nastęuje również, gdy w menu zostanie wyłączona funkcja EfficientDrive, prędkość pojazdu nie przekracza 15 km/h lub nie można ustalić jego położenia (zerwanie transmisji GPS). Zielony kolor litery D (załączony bieg do jazdy do przodu w trybie zautomatyzowanym, bez wskazanego numeru przełożenia) informuje kierowcę, że MAN PredictiveDrive jest aktywny.
W stosunku do systemu MAN EfficientCruise, oferowanego w 2022 r., udało się obniżyć spalanie o 1% w trybie Efficiency+. Dodatkowe korzyści to zmniejszenie liczby wykonywanych zmian biegów, zwiększenie średniej prędkości jazdy, utrzymanie wysokiej dynamiki jazdy: wcześniejsze zmiany biegów na wyższy, wcześniejsze redukcje, unikanie zmiany przełożeń podczas podjazdów na wzniesienia. Radar obserwacji martwego pola po prawej stronie zestawu pozwala na wykrycie manewru wyprzedzania. W takim przypadku, mimo sprzyjających ku temu warunków, nie dojdzie do aktywacji funkcji EfficientRoll.
MAN PowerMatic
MAN w lżejszych modelach TGL i TGM wprowadził nową, 8-biegową automatyczną skrzynię biegów z hydrodynamicznym konwerterem momentu obrotowego. Skrzynia MAN PowerMatic pozwala na jeszcze efektywniejszą zmianę biegów, a konwerter momentu obrotowego zapewnia płynne ruszanie z miejsca, dynamiczne rozpędzanie, a także delikatne i precyzyjne manewrowanie. To pożądane cechy układu przeniesienia napędu w zastosowaniach komunalnych, dystrybucyjnych czy pożarniczych.
Przekładnia MAN PowerMatic wybiera pasujący bieg do ruszania z miejsca w zależności od ciężaru pojazdu i wielkości wzniesienia terenu. Poza tym automatyczna skrzynia biegów umożliwia optymalizację układu przenoszenia napędu dzięki 7 programom jazdy w zależności od zastosowania: Efficiency, Collect, Performance, Emergency, Offroad, Municipal, Low Range. Dzięki zintegrowanym sprzęgłom wielopłytkowym między konwerterem hydrodynamicznym a przekładnią planetarną zmiana biegów odbywa się bez przerw w dostarczaniu strumienia mocy – nawet pod obciążeniem (tzw. powershift). Automatyka zmiany biegów ułatwia przełączanie między jazdą do przodu i wstecz.
Wariant PowerMatic 08.09 przystosowany jest do przenoszenia momentów obrotowych o wartości do 900 Nm, wariant PowerMatic 08.13 – do 1250 Nm. Oba mają jednakowe zestopniowanie przełożeń: bieg najwyższy ma przełożenie 4,89, bieg 6. jest biegiem z przełożeniem bezpośrednim (1,0), biegi 7. oraz 8. to nadbiegi o przełożeniach odpowiednio 0,84 oraz 0,64. Bieg wsteczny ma przełożenie 4,25.
Producent zapewnia, że zastosowanie automatycznej skrzyni MAN PowerMatic pozwala na obniżenie zużycia paliwa nawet o 1,5% w porównaniu z analogicznym pojazdem ze skrzynią manualną.
NA ZAKOŃCZENIE
Naszym zdaniem funkcja MAN PredictiveDrive działa skutecznie. Mapy topograficzne i precyzyjna lokalizacja pojazdu na trasie pozwalają na dokładne przewidywanie zbliżających się warunków jazdy. Na podjeździe następuje przewidywalna redukcja biegu i rozpędzenie zestawu lub nawet ograniczenie momentu obrotowego pozwalające na utrzymanie wysokiej prędkości jazdy. Pod koniec podjazdu powstrzymywana jest zmiana biegu na wyższy, ograniczony zostaje moment obrotowy. Na szczycie, gdy są ku temu warunki, włączana jest funkcja EfficientRoll pozwalająca na swobodne toczenie. Czasami algorytm zaskakuje kierowcę, np. nie redukując biegu lub nie pozwalając na zwiększanie prędkości na zjazdach. W porównaniu z dotychczas stosowaną funkcją EfficientCruise dużo więcej się dzieje, wzniesienia pokonywane są płynniej i szybciej.
