Samochody ciężarowe

Do elektrycznych ciężarówek powoli zaczynamy się przyzwyczajać. Nie są może popularne, ale nie są też już tak egzotyczne jak 10 lat temu. Jednak włożenie silnika elektrycznego i zestawu akumulatorów nie kończy postępu elektromobilności – ciężarówka to nie tylko rama. To także szereg specjalnych nadwozi lub zabudów, które się na niej znajdują. One także muszą ulegać i ulegają elektryfikacji.

Rama pojazdu ciężarowego to w zasadzie fundament całej konstrukcji nazywanej ciężarówką. Walory użytkowe pojazdu pojawiają się dopiero z zainstalowaniem nadwozia lub specjalistycznej zabudowy. Przez lata wiele ciężarówek dzieliło się mocą z silników spalinowych z różnymi odbiornikami: pompami, wciągarkami, żurawiami itp. W innych przypadkach w pojazdach montowano niezależne od głównego „motoru” zasilanie spalinowe, np. w agregatach chłodniczych. Wraz z popularyzacją ciężarówek elektrycznych pojawił się dylemat, który bardzo szybko rozwiązano: co zrobić z odbiornikami zasilanymi tradycyjnie z silnika spalinowego? Wizerunkowo pojazd elektryczny z nadwoziem chłodniczym zasilanym olejem napędowym wypada bardzo słabo. Dlatego równie szybko jak rozwój podwozi elektrycznych następuje progres w konstrukcjach zabudów – zasilanych energią elektryczną.

E-odbiorniki
Moc z silnika spalinowego jest wykorzystywana nie tylko do jazdy. Służy także do napędu wspomnianych odbiorników. Najczęściej są to różnego rodzaju pompy lub agregaty przetwarzające moc wchodzącą w zależności od potrzeb. Przykładem są przystawki odbioru mocy pozwalające zasilać szereg urządzeń i nadwozi. Może to być żuraw hydrauliczny, nadwozie samowyładowcze, cysterna lub silos (obsługiwane przez pompę), agregat chłodniczy, motopompa strażacka, zabudowa do zbiórki odpadów. Istnieją też sprzęty zasilane elektrohydraulicznie: platformy załadowcze, podnośniki i platformy robocze, nadwozia z ruchomymi pojazdami. Są one z natury przygotowane do współpracy z prądem elektrycznym. Nieco trudniej jest z pierwszą grupą, tradycyjnie powiązaną z silnikami spalinowymi, ale postęp w tym sektorze obecnie jest największy i wydaje się, że elektromobilność zwyciężyła. Pokonano też obawy i stereotypy.

W czym problem?
Dziesiątki lat użytkowania sprawdzonych rozwiązań powodują, że trudno przekonać się do czegoś nowego. Przykładem jest hydraulika siłowa, która zawsze wymagała sporej mocy. Pierwsze obawy potencjalnych użytkowników pojazdów elektrycznych (poza zasięgiem, o który także się lękano) związane były z mocą potrzebną do zasilania pomp hydraulicznych. W przykładowym pojeździe z nadwoziem samowyładowczym (wywrotce) potrzeba sporej siły, aby unieść załadowaną kolebę na sporą wysokość i to w sensownym czasie.
Czy energia z akumulatora wystarczy na jazdę i pracę rozładunkową? Okazuje się, że tak. W klasycznie zasilanej wywrotce nie ma magazynu energii hydraulicznej, natomiast można taki stworzyć w wersjach elektro-hydraulicznych. Energię opadającej skrzyni ładunkowej czy z hamowania można odzyskać i ponownie zasilić baterie. Istnieją też wersje, które można podpiąć do sieci elektrycznej, np. na placu budowy.
Nie ma więc obaw, że zabraknie energii. Równie dobrze mogłoby zabraknąć oleju napędowego w baku. Obawy o brak energii to lęki z dawnych czasów, gdy pojazdy elektryczne były bardzo mało wydajne. Ładowanie akumulatorów było nieproporcjonalnie długie do czasu pracy, a zasięg sięgał maksymalnie 100-200 km. Obecne produkowane pojazdy elektryczne są znacznie wydajniejsze.
Inną obawą – w przypadku wozów strażackich – był czas ładowania oraz wielogodzinna praca w miejscu zdarzenia, która może szybko rozładować baterie. Jednak i tu znajdujemy odpowiedź konstruktorów: gniazda szybkiego ładowania. Innym rozwiązaniem jest odmienna gospodarka energią. O ile w typowym wozie strażackim do pracy w miejscu zdarzenia (np. wypadek drogowy) koniecznie musi pracować silnik spalinowy, o tyle w elektrycznym pojeździe strażackim energia używana jest tylko wtedy, gdy muszą pracować urządzenia pokładowe, np. motopompa, maszt oświetleniowy, podnośnik koszowy. Energia zużywana jest więc w zależności od potrzeb, a nie przez cały czas akcji. Poza tym silniki elektryczne mają lepszą charakterystykę mocy i reagują błyskawicznie, co skraca czas wzbudzenia do pracy. W pojazdach, które do zasilania zabudowy potrzebują mniej energii niż do jazdy (np. podnośniki koszowe), o wiele lepiej sprawdza się e-napęd, jako mniej energochłonny.

Korzyści dla konstruktorów
Napęd elektryczny daje też szerokie możliwości konstruktorom nadwozi pojazdów użytkowych. Podwozia z silnikami spalinowymi narzucają lokalizację urządzeń pokładowych. Większość z nich musi znajdować się blisko silnika lub skrzyni przekładniowej, gdyż stąd wychodzi moc. Natomiast e-napęd pozwala na poprowadzenie energii do odbiorników w wygodniejszy sposób – wałki napędowe nie są tak elastyczne jak przewody elektryczne. Poza tym silniki „na prąd” są o wiele mniejsze, zajmują więc mniej cennego miejsca. Łatwiej też obniżyć środek ciężkości pojazdu i tym samym poprawić jego stateczność.

Korzyści dla użytkowników
Zalety kompletnych e-ciężarówek są liczne. Oprócz mniejszej emisji spalin w miejscu pracy i możliwości wjazdu do „zielonych stref” pojawia się o wiele cenniejszy, bo szybciej zauważalny bonus – niski hałas. Dzięki temu szereg prac można wykonać w warunkach nocnych lub w obiektach zamkniętych. Przykładem są e-betomieszarki czy podnośniki, które mogą wręcz wjechać w głąb hali fabrycznej i bez obaw o wzbudzenie alarmu przeciwpożarowego wykonywać swoją pracę. Nie będą też szkodzić spalinami przebywającym wewnątrz ludziom.

Największy problem
Obserwując rozwój e-transportu, wydaje się, że największy problem będzie polegał na brakach kadrowych w serwisach. Być może z perspektywy warsztatu elektromobilność w naszym kraju nie stanowi jeszcze rynku, ale może się to bardzo szybko zmienić. Koncerny motoryzacyjne bardzo promują tę formę zasilania ciężarówek. Zaczynają się już pojawiać całkiem spore floty e-trucków. Owszem, w pierwszych latach eksploatacji będą obsługiwane wyłącznie przez autoryzowane serwisy. Ale co potem, gdy trafią w drugie ręce? Co będzie, gdy pojawi się rynek używanych pojazdów elektrycznych? Warsztaty muszą być na to gotowe. Potrzeba mechatroników, bo dzięki temu w jednym miejscu będzie można obsłużyć i podwozie, i nadwozie. Właściwie teraz jest najlepszy czas na kształcenie lub dokształcanie kadr. Za 5-7 lat będą jak znalazł. To nowa dziedzina, więc o doświadczonych fachowców będzie trudno. Wielu z nich trzeba będzie samemu wychować. Dlatego ogłoszenia typu „absolwenta mechatroniki/mechatronika zatrudnię” już powinny się pojawiać.

Grzegorz Teperek
Fot. Volvo Trucks, Mercedes Trucks, ThermoKing, MAN Truck, Cargotec