RASTU RASKAS AJONEUVOKALUSTO: TURVALLISUUS, YMPÄRISTÖOMINAISUUDET JA UUSI TEKNIIKKA. Interaction Kimmo Erkkilä & Nils-Olof Nylund

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "RASTU RASKAS AJONEUVOKALUSTO: TURVALLISUUS, YMPÄRISTÖOMINAISUUDET JA UUSI TEKNIIKKA. Interaction 6.8.2007 Kimmo Erkkilä & Nils-Olof Nylund"

Mauno Nurminen
8 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 RASTU RASKAS AJONEUVOKALUSTO: TURVALLISUUS, YMPÄRISTÖOMINAISUUDET JA UUSI TEKNIIKKA Interaction Kimmo Erkkilä & Nils-Olof Nylund

2 LAAJAT TUTKIMUSHANKKEET Päättynyt tutkimusvaihe Raskaan kaluston energiankäytön tehostaminen ajoneuvo- ja käyttöteknisin ratkaisuin HDENERGIA 13 tutkimuksellista alaprojektia, 6 tutkijaosapuolta, 20 rahoittajaa Ajoneuvotekniikka & järjestelmätutkimus Uusi vuodet kattava hanke Raskas ajoneuvokalusto: Turvallisuus, ympäristövaikutukset ja uusi tekniikka RASTU 9 tutkimuksellista alaprojektia, 7 tutkijaosapuolta, 22 rahoittajaa Uutena elementtinä turvallisuus 2

& järjestelmätutkimus Uusi vuodet 2006 2008 kattava hanke Raskas ajoneuvokalusto: Turvallisuus, ympäristövaikutukset ja

3 HDENERGIA: MITÄ SAATIIN AIKAISEKSI? Yhteistoiminta rahoittajien, tutkimuslaitosten ja liikennöitsijöiden kesken selvää synergiahyötyä jatkuva prosessi energiatehokkuuden parantamiseksi kriittistä massaa: antaa mahdollisuuden myös viestinnälle ja tulosten jalkauttamiselle vahva kytkentä Kuorma- ja pakettiautoliikenteen energiansäästöohjelmaan (ESS) ja sen tavoitteisiin Menetelmät ja metodiikka kaupunkibussit, pitkän matkan bussit ja kuorma-autot laboratoriossa maantiemittaukset (CAN -väylä mittaukset, rullauskokeet, perävaunumittaukset) olennaisten polttoaineenkulutukseen vaikuttavien seikkojen tunnistaminen (paino, ilmanvastus, voimalinja, voiteluaineet, renkaat jne.) riittävä tarkkuus kulutusmittauksiin 3

mahdollisuuden myös viestinnälle ja tulosten jalkauttamiselle vahva kytkentä Kuorma- ja pakettiautoliikenteen energiansäästöohjelmaan (ESS) ja sen tavoitteisiin Menetelmät ja

4 MITÄ SAATIIN AIKAISEKSI? Säästöpotentiaalien kvantifiointi, esim.: ajoneuvon paino ja aerodynamiikka jopa 30 % kuljettajan opastus teknisin apuvälinein 5-15 % autojen merkkikohtaiset erot 5 15 % renkaat 5-15 % yhdistelmän ilmanohjaimen vaikutus 4 8 % perävaunun tyyppi 3 5 % voiteluaineet 1 2 % Innovaatioplatformi hybridibussi, etenee Kabus Oy:n yrityshankkeena ajo-opastin kuorman tunnistus liukkauden tunnistus 4

merkkikohtaiset erot 5 15 % renkaat 5-15 % yhdistelmän ilmanohjaimen vaikutus 4 8 % perävaunun tyyppi 3

5 5

6 RASTUN ALAPROJEKTIT 1. Euro 4/5 ajoneuvojen suorituskyky (VTT) 2. Euro 4/5 ajoneuvojen poltto- ja voiteluaineet (VTT) 3. Ajoneuvotekninen kehitystyö (TKK, VTT) 4. Ajoneuvojen IT-sovellukset (VTT, OY) 5. Linja-autojen liikennöinnin optimointi (VTT) 6. Kuorma-autoalan energiatehokkuuden hallinta ja kannustinjärjestelmät (TTY) 7. Energiansäästötoimenpiteiden tehokkuuden arviointi (VTT, TTY) 8. Menetelmäkehitys (VTT) 9. Pakokaasututkimus (VTT) 10.Koordinaatio ja viestintä (TEC, Motiva, VTT) 6

Linja-autojen liikennöinnin optimointi (VTT) 6.

7 MUUTAMIA ESIMERKKITULOKSIA Euro 4/5 autot Rengasmittaukset Ajo-opastinlaite 7

8 EURO 4/5 AUTOT - ALUSTADYNAMOMETRIMITTAUKSET Todellisen ajotapahtuman jäljittelemiseksi dynamometrilla tarvitaan käyttötarkoitusta kuvaava ajoprofiili Muodostettu todellista ajoa kuvaavia testisyklejä (HDEnergia) kaupunkilinja-autoille Helsingin keskustassa ja väylillä kuorma-autoille jakeluajossa raskaille ajoneuvoyhdistelmille moottoritie- ja maantieajossa pikavuorolinja-autoille moottoritie- ja maantieajossa Tien kaltevuusmuutokset mukana ajo-ohjelmissa, pois lukien kaupunkibussisykleissä 8

Helsingin keskustassa ja väylillä kuorma-autoille jakeluajossa raskaille ajoneuvoyhdistelmille moottoritie- ja maantieajossa

9 EURO 4/5 AUTOT ALUSTADYNAMOMETRIMITTAUKSET VTT on jo mitannut yli 80 bussia ja yli 70 kuorma-autoa! Mittaustarkkuus: polttoaineen kulutus +1 % pakokaasupäästöt +15 % 9

10 EURO 4/5 AUTOT - ALUSTADYNAMOMETRIMITTAUKSET Freeway cycle, original onroad data, 420 hp / 50 t Engine power Driving 2.00 speed Road gradient Engine power kw Driving speed km/h Time s Road gradient % 10

11 EURO 4/5 AUTOT KUORMA-AUTOJEN POLTTOAINEENKULUTUS Highway Costs (Fuel 0.74 /litre, Urea 0.55 /litre) on highway and freeway cycles. Full trailers (max. 60t) Freeway Euro 3 average Scania R 470 Euro4 MAN TGA Euro4 Iveco Stralis 420 Euro4 Volvo FH 480 Euro4 MB Actros 1844 Euro4 Costs /100 km Load 1/2-Load 2/2-Load 0-Load 1/2-Load 2/2-Load 11

60t) Freeway Euro 3 average Scania R 470 Euro4 MAN TGA 26.

12 EURO 4/5 AUTOT KUORMA-AUTOJEN PÄÄSTÖT NOx-emission (g/kwh at driven wheel) Full trailers (max. 60t) PM- and NOx-emissions on highway and motorway cycles Euro3 Average Scania R 470 Euro4 MAN TGA Euro4 Iveco Stralis 420 Euro4 Volvo FH480 Euro4 MB Actros 1844 Euro4 Freeway Highway PM-emission (g/kwh at driven wheel) 12

60t) PM- and NOx-emissions on highway and motorway cycles Euro3 Average Scania R 470 Euro4 MAN

13 EURO 4/5 AUTOT KAUPUNKIBUSSIEN PÄÄSTÖT NOx and PM emissions over the Braunschweig city bus -cycle Diesel Euro 1 Diesel Euro 2 Diesel Euro 3 Diesel Euro 4 Diesel Euro 5 Diesel + CRT Euro 2 & 3 CNG Euro2 CNG Euro3 CNG EEV Euro limits (by factor 1.8) Euro 3 calibration NOx g/km 10 Euro 4 Calibration curve of typical Euro 3 engine 5 Euro 5 / EEV Euro 3 Euro 2 Euro PM g/km vain kaksi v Euro 4/5 busseista vastasivat todellisilta päästöiltään likimain Euro -luokkaansa 13

8) Euro 3 calibration NOx g/km 10 Euro 4 Calibration curve of typical Euro 3 engine 5 Euro 5 / EEV Euro 3 Euro 2 Euro 1 0 0.0 0.1 0.2 0.

14 EURO 4/5 AUTOT KAUPUNKIBUSSIEN MOOTTORIN KUORMITUS -ESIMERKKI 1000 Braunschweig ETC 800 Torque Nm Engine Speed rpm 14

800 Torque Nm 600 400 200 0 400 600 800 1000

15 RENGASMITTAUKSET Kesällä 2006 tutkittiin kuorma-auton renkaiden vaikutusta polttoaineen kulutukseen ja rullausvastukseen. Kokeita tehtiin sekä maantiellä että alustadynamometrillä. Koelaitteisto 15

16 RENGASMITTAUKSET Tutkittavia renkaita oli kolmeen eri tarkoitukseen soveltuvia Vetoakselin renkaat Perävaunun renkaat Etuakselin renkaat Renkaita oli useaa eri merkkiä ja mallia Vetoakselin renkaat: 6 eri mallia Perävaunun renkaat: 5 eri mallia Etuakselin renkaat: 5 eri mallia 16

Renkaita oli useaa eri merkkiä ja mallia Vetoakselin renkaat: 6 eri

17 RENGASMITTAUKSET Perävaunun renkaat 17

18 RENGASMITTAUKSET Perävaunun renkaat Ero polttoaineen kulutuksessa samantyyppisten renkaiden välillä jopa 3.5 % Suurin ero talvipintaisen ja kesäpintaisen renkaan välillä (jopa 9 %) Polttoaineen kulutus (l/100km) Peräkärryn renkaiden (5 aks.)vaikutus polttoaineen kulutukseen moottoritiesyklissä Nokia NTR-843 Bridgestone R168 Hankook TH10 Noktop 72 Reference level 18

5 % Suurin ero talvipintaisen ja kesäpintaisen renkaan välillä (jopa 9 %) Polttoaineen kulutus

19 AJO-OPASTINLAITE

20 Ajoprofiilin vaikutus energiantarpeeseen 50 Teoreettiset energiantarpeet Pysäkkiväli, sama aika ja matka (336m) eri ajotavalla max 35 km/h, ajonopeus max 41 km/h, ajonopeus max 35 km/h, työkertymä max 41 km/h, työkertymä 0.5 Kiihdytys 15 kn / 120 kw Jarrutus 20 kn Kiihdytys kn / 150 kw % Ajonopeus km/h Jarrutus 35 kn Aika s 0 20

max 41 km/h, työkertymä 0.5 Kiihdytys 15 kn / 120 kw Jarrutus 20 kn Kiihdytys 40 25 kn / 150 kw 0.

21 Todellinen Helsingin keskustan ajoprofiili RTE:n validoima 60 Helsinkisykli2 ajan suhteen Pysäkit [kpl/km] 1.7 Muut pysähd. [kpl/km] 1.5 Matkanopeus [km/h] Nopeus [km/h] Aika [s] = pysäkki? = Muu pysähdys 21

22 1. Prototyyppi 22

23 1. Prototyyppi vko 38 ja vko 41 testit Ajonopeus km/h West-Itä1 to 9:20, Hemmo Ylinopeudet leikkaantuvat tehokkaasti Ajonopeus to Ajonopeus to a-o Rajoitukset Opastusnopeus Työ to Ajomatka m Työ to a-o Työmäärä 23

24 Ajo-opastin prototyypin testitulokset Opastinlaitteen logiikka toimi suunnitellusti edellä ollessa lasketaan tavoitenopeutta ja jäljessä ollessa ajetaan maksimissaan nopeusrajoituksien mukaan onnistuttiin vaikuttamaan kuljettajan ajamiseen halutulla tavalla Opastin parantaa palvelun laatutasoa opastin pitää huolen aikataulussa pysymisestä erityisesti edellä aikataulusta ajaminen rajoittuu tehokkaasti Kuljettajan viihtyvyys paranee opastin poistaa kuljettajalta vastuun aikataulussa pysymisestä, ts. ei jatkuvaa tarvetta arvioida aikataulun toteutumista ei houkutetta (~velvoitetta) ylinopeuden ajamiselle Numeroina pienestä otoksesta (yksi kuljettaja, kolme vertailukelpoista ajoa) polttoaineenkulutus laski keskimäärin 5 % yli 5km/h ylinopeudet laskivat 80% yli 10 km/h ylinopeudet laskivat 90% 24

25 Ajo-opastin status 06/07 Laitteet asennettu Concordian (5kpl) ja Pohjolan Liikenteen (5kpl) busseihin Koiviston Auton (5kpl) asennukset vaiheessa Tiedonkeruut käynnissä, dataa käytetään mm. Linja-autojen liikennöinnin optimointi (alatehtävä 5.) tarpeisiin Kehitetty automaattisia opastimen logiikkaa hyödyntäviä kuljettajan ajotavan indeksointimenetelmiä ohjelmointi päätelaitteeseen valmis Varsinainen opastus tavoitteissa saada käyntiin linjoilla 58 ja 550 kesäkuun aikana Käytännön vaikutuksia analysoidaan heti opastuksen käynnistyttyä 25

26 Kiitos mielenkiinnosta! 26

Samankaltaiset tiedostot

RASKAAN KALUSTON ENERGIANKÄYTÖN TUTKIMUS

RASKAAN KALUSTON ENERGIANKÄYTÖN TUTKIMUS HDENERGIA HANKE 2003 2005 RASTU-HANKE 2006 2008 Nils-Olof Nylund www.rastu.fi 1 SUOMI ON KUMIPYÖRIEN VARASSA Suomalainen yhteiskunta ja talouselämä ovat riippuvaisia