Land Rover Land_e

Za period u kom je tek započinjala borba za očuvanje životne sredine i planetarnih energetskih resursa, karakterističan način razmišljanja bio je očekivanje nekakvog čudesnog rešenja koje će preko noći promeniti automobilski svet. Govorilo se o potpuno novim vidovima energije i njenog korišćenja, o skorom izumiranju motora sa unutrašnjim sagorevanjem i sličnim vizijama.

Vreme je, međutim, prolazilo, a čuda se nisu dešavala. Sa vremenom je došlo otrežnjenje, a sa njim i shvatanje da se u daljem evolutivnom usavršavanju postojećih sistema na postojećim automobilima kriju više nego značajni potencijali. S obzirom na kompleksnost automobila kao tehničkog sistema i velikog broja elemenata kod kojih postoji manji ili veći prostor za optimizaciju, jasno je da se "isterivanjem maka na konac" može postići još veoma mnogo.

Elektronika, koja je preplavila čitav današnji svet pa tako i onaj njegov automobilski deo, širom je otvorila vrata u svet štednje goriva i očuvanja resursa i okoline, uz zadržane ili unapređene performanse vozila.

Kao dobru ilustraciju gore iznesenih tvrdnji pogledaćemo novo koncept vozilo Land Rovera pod nazivom Land_e i upoznati se sa podužim spiskom naprednih tehnoloških rešenja i inovacija primenjenih na njemu, zajednički nazvanih "e-Terrain System".

Integrisani električni pogon zadnje osovine (Integrated Electric Rear Axle Drive)

Počnimo redom: prema rečima predstavnika Land Rovera, novo vozilo mora, uprkos velikom broju visoko sofisticiranih tehnoloških rešenja, da nastavi suštinu ideje Land Rovera kao robusnog terenskog vozila koje se ne plaši prepreka. Stoga je na prvom mestu integrisani električni pogon zadnje osovine. Iako je osnovna uloga ovog sistema poboljšanje performansi u teškim uslovima terenske vožnje, on značajno pomaže i pri smanjenju emisije i potrošnje goriva u gradskoj upotrebi automobila. Ovo omogućavaju dva različita aspekta korišćenja sistema: na asfaltu i na terenu.

U gradskoj vožnji, integrisani električni pogon zadnje osovine na više načina doprinosi smanjenju potrošnje i emisije. U sporoj vožnji i laganim ubrzavanjima tipičnim za gradsku gužvu, (režim "stani-kreni") elektromotor samostalno pogoni vozilo do brzine od 30 km/h. Dizel motor za sve to vreme miruje, što veoma povoljno utiče kako na emisiju štetnih materija tako, naravno, i na potrošnju goriva. Čim elektronika detektuje potrebu za odlučnijim ubrzanjem, dizel motor se automatski pokreće i počinje da pogoni vozilo pri čemu mu elektromotor pomaže svojim obrtnim momentom. Ovo, uz poboljšane performanse, takođe pospešuje pomenute ekološke aspekte.

U zahtevnijim terenskim uslovima, elektromotor, u sadejstvu sa dizelom ili samostalno, omogućava savlađivanje problematičnih situacija na teškim ili osetljivim podlogama. Osobina elektromotora da pri veoma malim brojevima obrtaja isporučuje visoke vrednosti obrtnog momenta posebno olakšava kontrolu vozila pri "puzajućim" manevrima i omogućava efikasnije "čupanje" vozila iz teških situacija.

Još jedna osobina elektromotora čini integrisani električni pogon zadnje osovine posebno interesantnim sa energetske tačke gledišta: naime, svaki elektromotor je takođe sposoban da radi i kao generator električne struje, ukoliko mu se umesto električne energije dovede mehanička (tj. ako postoji neko spoljno mehaničko dejstvo koje izaziva obrtanje njegovog rotora). Tom prilikom, proizvodnja električne struje izaziva otpor pri okretanju rotora. Ove dve osobine koriste se za takozvano rekuperativno kočenje.

Pri umerenijem kočenju vozilom, elektromotor se automatski prebacuje na režim generatora. Mehanički otpor koji on tom prilikom pruža izaziva potrebno usporenje vozila, a električna energija koju pri tome proizvede skladišti se u tehnološki naprednim visokokapacitetnim litijum-jonskim baterijama. Ovako se bar deo kinetičke energije koju je vozilo imalo pre kočenja skladišti za kasniju ponovnu upotrebu, što sa stanovišta ukupnog energetskog bilansa vozila čini jedno značajno preimućstvo električnog pogona vozila u odnosu na konvencionalne. Dodajmo još da, ipak, pri nešto energičnijim ili čak oštrim kočenjima, klasična kočna tehnologija na principu frikcionih sila i dalje ostaje nezaobilazna, tako da i Land_e ima klasične kočne diskove i pločice koje u njih upiru pri odlučnijem pritisku na pedalu kočnice.

Integrisani starter-generator sistem (Integrated Starter-Generator System)

Elektropokretač ("anlaser") i generator u jednoj mašini nije nov izum niti je ideja o njegovoj primeni na vozilima nova, ali se sasvim lepo uklapa i dopunjuje sa ostalim sistemima na vozilu, a posebno sa pomenutim integrisanim električnim pogonom zadnje osovine. Upotreba ovakvog sistema, ujedno, predstavlja jedan od najjednostavnijih ali i najefikasnijih načina za smanjenje potrošnje goriva i emisije ugljendioksida. Starter-generator omogućava da se dizel motor isključi kad god se vozilo, makar i na kratko, zaustavi, a brzina i glatkoća sa kojom na komandu elektronike ponovo startuje omogućava tečnije "stani-kreni" probijanje zakrčenim gradskim saobraćajnicama.

"Tečno" uključivanje zadnjeg pogona (Propshaft with Seamless Re-connect)

Poznato je da jednu od loših osobina "terenaca"predstavljaju povećani mehanički gubici nastali usled povećanog broja komponenata transmisije koji se "kotrljaju" stalno, pa i onda kada nije neophodno. Posledica je, naravno, nešto povećana potrošnja goriva. Ovaj problem se svakako može rešiti - prekidom veze između dodatnih elemenata transmisije i ostatka pogonskog sistema, odnosno točkova.

Land_e nudi unapređenu verziju ovog pristupa. Kao i kod ostalih "terenaca", pogon zadnjih točkova se automatski isključuje kada za njim ne postoji potreba, a ono čime se u Land Roveru posebno hvale predstavlja mogućnost izuzetno brzog i potpuno "glatkog" ponovnog uspostavljanja veze, u bilo kom trenutku i pri bilo kojoj brzini. Za mogućnost brzog i izbalansiranog uključivanja zadnjeg pogona ponovo je, u dobroj meri, zaslužan integrisani električni pogon zadnje osovine.

Unapređen sistem "Terrain Response"

Sistem "Terrain Response" do sada je vozačima novijih generacija Land Rovera omogućavao da jednostavnim izborom položaja obrtnog dugmeta konfigurišu podešenost motora, transmisije, oslanjanja i vuče optimalno usklađenu sa vrstom terena po kojoj se vozilo trenutno kreće. Do sada je ovaj sistem bio predviđen isključivo za upotrebu van tvrdih podloga, a za Land_e je modifikovan i proširen novom opcijom pod nazivom "e-Mode", optimizovanom za upotrebu u gradskoj vožnji.

Opcija "e-Mode" je fokusirana na ekonomičnost vožnje, pa je stoga karakterišu "mekši" odziv na komande sa pedale za gas i promene stepena prenosa pri nižim brojevima obrtaja. Mogućnost trenutnog pristupa "off-road" kapacitetima Land Rovera zadržana je, ipak, i u ovom modu.

Ostale opcije "Terrain Response" sistema, predviđene za terensku vožnju, su:

-"General Driving" - opšti uslovi vožnje;

-"Sand" - vožnja po pesku: u ovom modu glavni pogon dolazi od dizel motora, dok integrisani električni pogon zadnje osovine interveniše u slučaju pojave klizanja ili zaglavljivanja točkova;

-"Mud and Ruts" - vožnja po blatu sa neravninama: koncepcija je slična prethodnoj; ove dve opcije se razlikuju pre svega po strategijama upravljanja pojedinim komponentama;

-"Grass, Gravel and Snow" - trava, šljunak i sneg: u ovim uslovima vožnje mogućnost kontrole vuče ima veći značaj od snage, pa se obrtni moment dizel motora koristi samo tokom ustaljenog kretanja vozila. Za polazak iz mesta i osetljive manevre zadužen je opet integrisani električni pogon zadnje osovine koji u tom slučaju dejstvuje samostalno. Mogućnost ovog sistema da veoma brzo reaguje prilikom detekcije klizanja (brže nego što dizel reaguje na komande elektronskog upravljanja) omogućava značajnu redukciju klizanja pogonskih točkova a time, osim efikasnije vuče i kontrole vozila, i smanjenje oštećenja osetljivih podloga;

-"Rock Crawl" - "pentranje" po kamenju: tipične brzine za ovaj režim su ispod 8 km/h. Integrisani električni pogon zadnje osovine predstavlja primarni izvor pogona, a dizel priskače u pomoć dodavanjem obrtnog momenta prema potrebi. I u ovom slučaju veliki obrtni moment elektromotora na malim brojevima obrtaja doprinosi optimalnoj kombinaciji kontrole i snage.

Spisak sistema i tehnoloških rešenja koji Land_e čine ekološkim i štedljivim vozilom ima još stavki. Pomenimo ih ukratko:

Prilagođenost motora upotrebi bio-dizel goriva doprineće smanjenju emisije ugljendioksida. Inteligentni termalni program ITP (Intelligent Thermal Programme) optimizuje rad sistema za izmenu toplote: toplota izduvnih gasova pomaže da motor i transmisija brže dostignu radnu temperaturu, a brže zagrevanje ulja i time izazvano smanjenje viskoznih otpora doprinose smanjivanju mehaničkih gubitaka te samim tim i potrošnje goriva.

Elektronska kontrola i rada termostata i cirkulacije rashladnog sredstva, zajedno sa vodenom pumpom sa nezavisnim pogonom sa varijabilnim brojem obrtaja, pomažu da se radna temperatura motora lakše približi optimalnim vrednostima, kao i da se smanje mehanički gubici nastali nepotrebnim radom pumpe.

Dalje smanjenje mehaničkih gubitaka omogućava i zamena hidrauličnog servo-mehanizma za upravljanje električnim (EPAS - Electric Power Assisted Steering). Kod hidrauličnog sistema, pumpa stalno radi i proizvodi gubitke, pa i onda kada servo-asistencija vozaču pri upravljanju nije neophodna. Kod električnog servo-mehanizma ovaj problem je izbegnut.

Na kraju, tu je još sistem inteligentne kontrole električnih sistema (IMES - Intelligent Management of Electrical Systems) koji objedinjuje nadzire odnosno upravlja procesom punjenja baterije, opterećenja i broja obrtaja generatora, i zahteva celokupnog električnog sistema vozila. Efekat rada ovog sistema ogleda se takođe u poboljšanoj energetskoj efikasnosti vozila.

Za kraj teksta prenosimo podatke iz Land Rovera koji konkretnim brojkama ilustruju efekte opisanog koncepta. Što se tiče uštede goriva, očekuje se poboljšanje od nekih 30%  u odnosu na vozila slične kategorije, što bi otprilike značilo da bi se od vozila kakvo je npr. Freelander mogla očekivati potrošnja između 5 i 6 litara na 100 km. Potencijali za smanjenje emisije ugljendioksida iznose približno 150g/km, što je u rangu ekonomičnijih putničkih automobila.

Ono što novi koncept čini posebno interesantnim jeste realnost izlaska na tržište jer se, kao što smo na početku teksta rekli, radi o primeni već postojećih i, uglavnom, manje ili više uhodanih sistema. Stoga se najave da će se vozila opremljena ovim ili nekim sličnim sistemom pojaviti na tržištu kroz koju godinu, čine prilično realna.