22 let na trhu autoopravárenství

Budoucnost je tady: ZF Technology Day

Pokračování článku najdete v časopisu AutoEXPERT 9/2019

PRO ZLOM

Červená

Na aktuální téma

Reportáž

Text: Jaromír Martinec

Foto: Autor a archiv společnosti ZF

 

Budoucnost je tady: ZF Technology Day

Uslyšíte-li ZF, pravděpodobně se vám vybaví převodovky. Máte pravdu, avšak jen zčásti. Konstrukce a výroba převodovek tvoří pouze malou část portfolia tohoto nadnárodního gigantu. Společnost, resp. skupina ZF je technologickým partnerem výrobců vozidel, to znamená, že vyvíjí a zkoumá různé směry technického vývoje a své produkty pak nabízí automobilkám. Při příležitosti představení své kampaně #MobilityLifeBalance společnost uspořádala pro zástupce odborného tisku tzv. ZF Technology Day, kde představila část svých řešení pro mobilitu budoucnosti.

 

Kampaň #MobilityLifeBalance má za cíl ukázat, jak se realita dnešního provozu odchyluje od očekávání spotřebitelů – jinými slovy popisuje současnou nerovnováhou mezi tím, co si od mobility slibujeme my, a mobilitou takovou, jaká ve skutečnosti je (více se můžete dozvědět na webových stránkách kampaně www.mobilitylifebalance.com nebo prostřednictvím hashtagu #MobilityLifeBalance na sociálních médiích). Kampaň však zároveň ukazuje technická řešení, která mohou pomoci tuto rovnováhu obnovit. Má tyto základní pilíře: hybridní a elektrické pohonné systémy pro automobily, systémová řešení pro autonomní jízdu, integrovaná bezpečnost a inovativní technologie podvozků.

<M>Několik čísel na úvod

Víte, že průměrný řidič v Německu stráví ročně 41 hodin hledáním parkovacího místa, a ve Velké Británii je to dokonce 44 hodin? Nebo že nejhorším dnem v týdnu z hlediska dopravních zácp je středa a jen v Německu průměrné středeční zácpy měří 5 920 kilometrů? Či že za život za volantem strávíme v průměru 25 693 hodin, zatímco s rodinou a přáteli je to jen 14 362 hodin? Anebo že nejčastějším požadavkem evropských řidičů na osobní přepravu je flexibilita (82 %), zatímco například pohodlí (45 %) je až na šestém místě?

Tyto a další ukazatele mají za následek skutečnost, že až 89 % řidičů si myslí, že osobní přeprava potřebuje změny nebo korekce. A právě na vývoji řešení vyplývajících ze zmíněné potřeby měnit osobní přepravu se společnost ZF ve své kampani zaměřuje.

 

<M>Dva směry vývoje v oblasti pohonných jednotek

Podle prognóz společnosti ZF se bude v roce 2030 na evropských silnicích pohybovat přibližně 30 % čistě elektrických vozidel a 70 % vozidel, která v nějaké (hybridní) podobě budou používat spalovací motor. Společnost se proto v elektromobilitě ubírá dvěma směry:

<M1>Převodovka pro hybridní vozidla

Tím prvním je vývoj čtvrté generace osmistupňové automatické převodovky pro hybridní vozidla (obr. 1). PRO ZLOM: SEM OBR 1Její označení je 8HP (8 – osmistupňová, HP – Hydrodynamic Planetary) a bude nasazena do výroby v roce 2022. Jak vidíte na obrázku 2, vývoj této převodovky probíhá již od roku 2009 a ve zmíněné čtvrté generaci bude určena jak pro Plug-in hybridy (PHEV – Plug-in Hybrid Electric Vehicle), tak pro tzv. Mild-hybridy (MHEV). PRO ZLOM: SEM OBR 2, 3, 4

Hybridní systém osazený novou převodovkou umožní vysoký výkon pouze při použití elektřiny. V některých aplikačních scénářích je tento systém účinnou alternativou pro čistě elektrická vozidla. S dostatečnou kapacitou akumulátorů mohou výrobci vozidel tento systém využít k tomu, aby svým zákazníkům nabídli vozidla EVplus – tedy elektromobil vybavený motorem s vnitřním spalováním pro delší cesty.

<M1>Dvourychlostní elektrický pohon

Souběžně s hybridním pohonem společnost ZF pracuje na zdokonalení čistě elektrických pohonů. Ve světové premiéře nyní představila dvoustupňový elektrický pohon pro osobní automobily. Tento kompaktní koncept kombinuje elektromotor s maximálním výkonem 140 kilowattů (190 koní) s dvoustupňovým převodem ovládaným řídicí elektronikou (obr. 5). PRO ZLOM: SEM OBR 5 Jak vidíte na obr. 6 a 7, použití dvoustupňového převodu zvyšuje celkový výkonový rozsah pohonu tím, že mu na jedné straně přidává točivý moment při nízkých rychlostech a na straně druhé zvyšuje maximální rychlost. PRO ZLOM: SEM OBR 6 a 7 (vedle sebe, společná popiska) Na obrázku 8 vidíte srovnání jedno- a dvoustupňového pohonu právě z hlediska výkonu. PRO ZLOM: SEM OBR 8

Druhý úhel pohledu nabízí obrázek 9, na kterém je porovnání efektivity jedno- a dvoustupňové pohonné jednotky. Zde je dobře vidět, že dvoustupňový pohon se ve všech jízdních režimech daleko více pohybuje v oblasti optimální efektivity. PRO ZLOM: SEM OBR 9

 

<M>Systémová řešení pro autonomní jízdu

Tato oblast v podání společnosti ZF představuje především vývoj senzoriky. Na obrázku 10 vidíte portfolio produktů v oblasti sledování jízdní situace, které společnost dodává výrobcům vozidel. Obrázek 11 pak přibližuje, ve kterých vozidlových systémech se se senzorikou ZF můžete setkat. PRO ZLOM: SEM OBR 10 a 11

<M>Integrovaná bezpečnost

Společnost ZF se na bezpečnostní prvky dívá jako na plně integrované součásti svých technologických celků a bezpečnost je jedním ze základních parametrů, jak vidíte na obrázku 12. PRO ZLOM: SEM OBR 12 Konkrétním příkladem, který jsme mohli na ZF Technology Day zhlédnout, byl vnější boční airbag. Obrázek 13 vysvětluje, co vedlo společnost ZF k vývoji tohoto bezpečnostního prvku: vozidlo a jeho osádka jsou nejzranitelnější právě z boku a přitom u celých 34 % nehod dojde právě k bočnímu nárazu. Pod tímto odkazem (QR kód) PRO ZLOM: SEM QRkód si můžete prohlédnout záznam bočního střetu dvou vozidel.

<M>Inovativní technologie podvozků

Společnost ZF sloučila hned několik oblastí do jednotně řízeného systému prediktivního podvozku pod názvem Flying Carpet 2.0 (Flying Carpet v překladu znamená létající koberec). Tento systém řídí odpružení, brzdový systém a systém řízení (obr. 15). PRO ZLOM: SEM OBR 15V důsledku toho umožňuje do značné míry oddělit nosnou konstrukci vozidla od nerovností terénu a dynamických účinků jízdy. Kromě zvýšeného komfortu to znamená také lepší ovladatelnost a bezpečnost. Komfort je klíčový zejména při vývoji plně automatické a autonomní jízdy, protože umožňuje, aby se čas strávený ve vozidle využíval pro činnosti, jako je čtení nebo odpočinek.

<M>A třešnička na závěr

Bývá vám při jízdě ve vozidle (když neřídíte) špatně? Pak patříte mezi 60 % populace, u kterých se tento jev projevuje. Skutečnost, že se vám dělá špatně, je přirozenou obrannou reakcí mozku, který v dané chvíli nemá dost informací a „myslí si“, že byste mohli být otráveni, a proto nutí žaludek do zvracení. To je holý fakt, ovšem jde o úskalí, které může znamenat poměrně zásadní omezení budoucnosti silniční dopravy. K čemu budou výrobcům autonomní vozidla, ve kterých si pasažeři mohou číst nebo se bavit, když se v nich cestujícím bude dělat špatně a taková vozidla si nebudou kupovat? Společnost ZF se proto zabývá výzkumem fenoménu motion sickness (volně přeloženo mořské nemoci). PRO ZLOM: SEM OBR 16

Při zpracování bylo použito materiálů společnosti ZF.

 

PRO ZLOM: popisky OBR

Obr. 1:

Základní schema osmistupňové automatické převodovky 8HP.

Obr. 2:

Převodovka 8HP v nynější představené verzi představuje již čtvrtou vývojovou generaci.

Obr. 3:

Potenciální úspory CO2 jednotlivých variant převodovky ve třetí a čtvrté generaci podle standardu WLTP (Worldwide Harmonized Light-Duty Vehicles Test Procedure). Ten pokrývá jízdní situace od městského provozu až po jízdu na dálnici. Na rozdíl od předchozího standardu NEDC je výrazně dynamičtější, protože nově zahrnuje podstatně větší počet procesů zrychlování a brzdění. Navíc se ve standardu WLTP zohledňuje vliv individuální zvláštní výbavy na hmotnost, aerodynamiku a spotřebu proudu v palubní síti (klidový proud).

Obr. 4:

Vysoký stupeň integrace čtvrté generace převodovky 8HP.

Obr. 5:

Schéma konstrukce dvoustupňového převodu.

Obr. 6 a 7 (společná popiska):

Zlepšení výkonových parametrů při použití dvoustupňového převodu.

Obr. 8:

Srovnání jedno- a dvoustupňového pohonu z hlediska výkonu.

Obr. 9:

Porovnání efektivity jedno- a dvoustupňové pohonné jednotky.

Obr. 10:

Portfolio produktů v oblasti sledování jízdní situace, které společnost ZF dodává výrobcům vozidel.

Obr. 11:

Výčet vozidlových systémů, ve kterých se můžete setkat se senzorikou ZF.

Obr. 12:

Koncept integrované bezpečnosti společnosti ZF.

Obr. 13:

Důvodem pro vývoj bočního airbagu je vysoká četnost havárií s bočním střetem a velká zranitelnost boku vozidla.

Obr. 14:

Boční airbag je umístěn v oblasti prahu.

Obr. 15:

Flying carpet je systém, který slučuje několik oblastí kontroly podvozku.

Obr. 16:

Společnost ZF se zabývá identifikací symptomů tzv. motion sickness (mořské nemoci) a vývojem řešení pro její eliminaci.