Filozofia rozwoju konstrukcji autobusowych w ramach koncernu EvoBus – wystąpienie Richarda Averbecka, dyrektora naczelnego Działu Rozwoju EvoBus GmbH
Przedstawiamy poniżej wystąpienie Richarda Averbecka, wiceprezesa Działu Rozwoju Produktu w DaimlerChrysler Buses and Coaches oraz dyrektora naczelnego Działu Rozwoju EvoBus GmbH, wygłoszone podczas konferencji prasowej dotyczącej globalnego zaangażowania, nowoczesnych technologii oraz nowych produktów sekcji Buses and Coaches koncernu DaimlerChrysler, która odbyła się w Stuttgarcie 1 wrzesień 2003 roku. Prezentacja ta okazała się na tyle ciekawa, że postanowiliśmy ją opublikować w całości, chcąc w ten sposób szczegółowo przybliżyć naszym Czetnikom drogi rozwoju, którymi podąża największy koncern autobusowy w Europie.
Szanowni Państwo!
Innowacje mają jeden, konkretny cel. Mianowicie sprawić, aby dany produkt był jeszcze lepszy. W tym kontekście słowo „lepszy” oznacza poprawę bezpieczeństwa, komfortu, ekonomiki eksploatacji oraz zmniejszenie szkodliwości dla środowiska. Takie są oczekiwania klientów kupujących nasze autobusy i autokary. Lub – jak Państwo wolą – ich wartości. Naszym zadaniem jest więc tworzenie innowacyjnych produktów i technologii opierając się na tych właśnie wartościach.
Zacznijmy od prześledzenia rozwoju pojazdów marek Mercedes-Benz i Setra. Ich wysokie standardy w takich dziedzinach, jak bezpieczeństwo, komfort podróży czy niska szkodliwość dla środowiska rozwijały się równolegle z oczekiwaniami naszych klientów. Proces ten ma ogromny wpływ na rozwój konstrukcji autobusów miejskich, międzymiastowych i turystycznych i to nie tylko w odniesieniu do jednego producenta. Dlatego oferowane przez nas autobusy są pełne innowacyjnych rozwiązań, o czym będą Państwo mieli okazję się przekonać.
Innowacyjność, która wyróżnia nasze produkty nie wynika z przypadkowego łączenia różnych, modnych w danym okresie technologii. Nadrzędnymi wymogami stawianymi naszym produktom są zachowanie ciągłości oraz długowieczność. Ponadto, innowacje mają duże znaczenie w budowaniu wizerunku producenta. Biorąc za punkt odniesienia takie dziedziny, jak bezpieczeństwo, komfort i ochrona środowiska, chciałbym teraz przedstawić nasze najnowsze osiągnięcia, a także przybliżyć perspektywy, jakie niesie ze sobą przyszłość.
Bezpieczeństwo jest dla nas najwyższym priorytetem przy opracowywaniu nowych autobusów i autokarów. W tym względzie dużo uwagi poświęcamy miejscu, w którym następuje kontakt pomiędzy kierowcą a pojazdem, tj. miejscu pracy kierowcy. Aby kierowcy mogli wykonywać swoją pracę w bezpieczny sposób, muszą mieć zapewnione najlepsze możliwe warunki pracy. Tymczasem, konwencjonalne deski rozdzielcze zawierają ogromną masę różnych kontrolek i przełączników. Co więcej często są one nieczytelne, a ich układ jest nieprzemyślany. Autobusy Mercedes-Benz i Setra, zarówno miejskie, międzymiastowe, jak i turystyczne prezentują zupełnie nowe podejście do projektowania stanowiska kierowcy.
Ergonomicznie zaprojektowane stanowisko kierowcy, z logicznie rozmieszczonymi i łatwo dostępnymi ważnymi przełącznikami i funkcjami, są podstawowym warunkiem zapewnienia kierowcy nie męczącej i bezproblemowej jazdy. Centralny wyświetlacz wielofunkcyjny, umieszczony w bezpośrednim polu widzenia kierowcy – stosowany w autokarach Mercedes-Benz Travego i Setra TopClass 400 – pokazuje tylko te informacje, które są potrzebne w danym momencie, tj. informacje zażądane przez kierowcę oraz dotyczące aktualnej sytuacji na drodze. Dzięki temu, unika się „bombardowania” kierowcy informacjami. Ponadto, pneumatycznie resorowany fotel kierowcy z możliwością regulacji w kilku płaszczyznach, wraz z regulacją położenia kolumny kierownicy, zapewniają kierowcy możliwość znalezienia dla siebie optymalnej pod względem komfortu pozycji. Lewarek skrzyni biegów przypominający joystick powoduje, że autokary Mercedes-Benz Travego i Setra TopClass 400 są łatwe w prowadzeniu i zapewniają łatwość przełączania biegów porównywalną z samochodami osobowymi.
Dobra widoczność we wszystkich kierunkach to inny istotny element bezpieczeństwa czynnego. Stosowane w naszych autobusach lusterka, umieszczone na wysokości oczu kierowcy, zapewniają znacznie szersze pole widzenia, niż wymagane przepisami minimum przewidziane dla autobusów i autokarów. Są one przy tym stosowane w standardowym wyposażeniu. Opcyjnie, stosuje się różne urządzenia ułatwiające cofanie, które zapewniają widoczność wynoszącą niemal 360°.
Także jeśli chodzi o sam pojazd, to staramy się w wprowadzać w nim rozwiązania poprawiające bezpieczeństwo, zarówno czynne, jak i bierne. Wiąże się to z dokładną analizą tego, co dzieje się w trakcie wypadku. Niezależne badania wykazały, że najczęstszym powodem wypadków ze skutkiem śmiertelnym jest wypadnięcie autobusu z drogi i wywrócenie. Można uniknąć tego scenariusza, w granicach określonych prawami fizyki, instalując systemy dynamicznej kontroli przyczepności. W naszym przypadku jest to system ESP (Electronic Stability Program), który po raz pierwszy zamontowano w autobusie wiosną 2002 roku.
Ale rozwój techniczny na tym się nie kończy. Nawet teraz, w trakcie naszej konferencji, nasi inżynierzy pracują nad nowymi systemami bezpieczeństwa czynnego, mającymi na celu zmniejszenie ryzyka wystąpienia oraz minimalizacji skutków innego typu wypadku: najechania na tył poprzedzającego pojazdu. Autonomiczny, inteligentny tempomat ART, znany w kręgach związanych z samochodami osobowymi jako „Distronic”, to oparty na technologii radarowej system kontrolujący odległość do drugiego pojazdu. Zastosowany radar pulsacyjny Dopplera przekazuje do komputerowa pokładowego (ECU) dane, umożliwiające wykrycie wolniej poruszającego się pojazdu z przodu. Jeśli taki obiekt zostanie wykryty, ECU uruchamia hamulce, utrzymując bezpieczną odległość, ustaloną wcześniej przez kierowcę. Jeżeli przed autokarem nie ma żadnego innego pojazdu, ART wykonuje funkcje typowego tempomatu. Autonomiczny, inteligentny tempomat zdecydowanie ułatwia pracę kierowcy, zwłaszcza na autostradach i innych trasach szybkiego ruchu, dlatego też szczególnie nadaje się właśnie do stosowania w autokarach.
Zanim zakończy się konstruowanie nowego pojazdu, zostaje on skierowany do dokładnych badań, mających za zadanie określić zachowanie nadwozia projektowanego autobusu podczas zderzenia oraz wykazać, co można zrobić, aby je poprawić.
Marka Setra jest kojarzona szczególnie z jedną z cech poszukiwanych przez klienta, a mianowicie – z komfortem. Systemy ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji mają bardzo duży wpływ na komfort podróżowania. Już w 1972 roku, Setra jako pierwsza wprowadziła system wentylacji o przepływie krzyżowym. Na system ten, będący dziś absolutną koniecznością we wszystkich autokarach wysokiej klasy, składały się wloty i nawiewy powietrza umieszczone na bocznych ścianach, ponad oknami, co zapewniało równomierne rozprowadzanie świeżego powietrza z zewnątrz, a także bezprzeciągową wentylację. Nowa rodzina autokarów Setra TopClass 400, wprowadzona na rynek 2 lata temu, również wyposażana jest w ten system wentylacji, połączony jednak z nowym typem systemu klimatyzacyjnego i ogrzewania. Do najważniejszych zalet tego systemu, w porównaniu z jego poprzednikiem, należy zaliczyć zmniejszoną o 60% ilość potrzebnego czynnika chłodzącego oraz osobny jego obieg. Należy do tego dodać jeszcze niższą o około 80 kg masę całego zestawu, krótszy czas montażu oraz łatwiejszą obsługę całego systemu.
Zintegrowanie parowacza i skraplacza w bazowej strukturze nadwozia, pozwoliło na zastosowanie kolejnej, bardzo efektownej innowacji – panoramicznego dachu „TopSky” – w autokarach serii TopClass 400. Setra jest tym samym pierwszym na świecie producentem autokarów, który ma swojej ofercie pojazdy z fotochromatycznym, szklanym poszyciem dachu. W ten sposób, firma kontynuuje tradycję budowy autokarów z panoramicznym widokiem, zapoczątkowaną w latach 50. Jednak dzisiejsza wersja przeźroczystego dachu jest naturalnie znacznie nowocześniejsza. I tak np. przeźroczystość dachu „TopSky” jest regulowana, dając pasażerom poczucie przestrzeni i dostarczając wspaniałych widoków, zapewniając jednocześnie odpowiednie właściwości termoizolacyjne i zabezpieczenie przed oślepiającym światłem. I to wszystko bez potrzeby użycia dodatkowych mechanizmów. Wewnętrzne strony szklanych paneli (w dachu zamontowane są podwójne szyby) pokryte są specjalną folią. Pomiędzy warstwami tej folii znajdują się przezroczyste elektrody oraz ciekłokrystaliczna membrana. Kiedy odcięty jest dopływ prądu, szkło jest nieprzezroczyste i wpuszcza do wnętrza tylko 2% światła słonecznego. Efekt jest więc porównywalny z założeniem okularów przeciwsłonecznych. W momencie włączenia prądu, kryształy układają się w taki sposób, że szkło staje się przezroczyste, a do przestrzeni pasażerskiej przedostaje się ok. 35% światła słonecznego. Dzięki temu prostemu procesowi, „odsłonięcie” dachu jest kwestią kilku sekund.
W planach jest zastosowanie wielu innych pomysłów zmierzających do podniesienia komfortu podróży w autokarach i autobusach. Są wśród nich np. indywidualnie regulowane siedzenia, zmienna organizacja przestrzeni pasażerskiej, jak również nowa generacja foteli do autobusów międzymiastowych. Nasi badacze poszukują także nowych materiałów tłumiących, zarówno tych do stosowania na zewnątrz, jak i wewnątrz pojazdów, dzięki którym nasze autobusy i autokary stałyby się jeszcze cichsze. Nie ustajemy też w poszukiwaniach sposobów zapewnienia pasażerom rozrywki w czasie jazdy, jak media elektroniczne, ekrany wbudowane w siedzenia, duże monitory o płaskich ekranach, wielokanałowe systemy audio, podłączenie do Internetu, czy systemy nawigacji z funkcją pilota turystycznego.
Kolejny element, nad którym obecnie pracujemy jest system kontroli wychyleń i kołysania nadwozia WNR, oparty o półaktywne amortyzatory. System ten pozwala zmieniać charakterystykę zawieszenia osi, dzięki czemu nie ma już potrzeby szukania kompromisu pomiędzy bezpieczeństwem czynnym a komfortem. W pojazdach wyposażonych w konwencjonalne amortyzatory jest to problem dość powszechny bowiem, pomimo stosowania wyższego ich ustawienia, i tak cierpi na tym komfort jazdy. Zastosowanie półaktywnych amortyzatorów zwiększa bezpieczeństwo czynne dzięki ograniczeniu fluktuacji obciążeń poszczególnych kół, poprawiając jednocześnie komfort jazdy oraz przyczyniając się do zmniejszenia obciążeń pojazdu i, co za tym idzie, także obciążeń nawierzchni drogi.
Inną opracowywaną nowinką techniczną, tym razem dotyczącą segmentu autobusów miejskich, jest system precyzyjnego dojazdu do przystanku. Problemy z dokładnym wjechaniem w zatokę autobusową są udziałem szczególnie autobusów przegubowych. Zaparkowanie takiego autobusu w zatoczce bez pozostawienia sporej luki pomiędzy bokiem nadwozia a krawężnikiem graniczy z niemożliwością. Pasażerowie wychodzący lub wsiadający do autobusu muszą pokonać tą lukę, co dalekie jest od ideału autobusu przyjaznego użytkownikowi. Dodatkowo, jeżeli kierowca obierze zbyt duży kąt wejścia w zatokę, prowadzi to często do uszkodzenia opony na krawężniku. Nasz system precyzyjnego dojazdu do przystanku pomaga tak pokierować autobusem, zarówno w płaszczyźnie bocznej, jak i wzdłużnej, aby wjechać precyzyjnie w zatokę, drogą optyczną. Umożliwia on także kierowcy manualną interwencję w dowolnym momencie. System ten opiera się na kamerach zamontowanych z przodu i z boku nadwozia. Do tego potrzebne jest odpowiednie oprogramowanie, umożliwiające ECU przetworzenie danych przesyłanych z kamer. Zatoka autobusowa jest rozpoznawana po charakterystycznych cechach dwuwymiarowych, takich jak linia oddzielająca ją od ulicy, róg krawężnika oraz linia zatrzymania. Te sygnały graficzne są przetwarzane przez ECU, który z kolei wykorzystuje je w celu obliczenia optymalnej drogi wejścia w zatokę.
Prace badawcze dotyczące autobusów miejskich koncentrują się zwłaszcza wokół zagadnienia redukcji szkodliwości dla środowiska. Jest to spowodowane coraz większym zainteresowaniem pojazdami o zerowej emisji spalin z jednej strony oraz świadomością, że zasoby paliw kopalnych nie są nieograniczone, z drugiej strony. Nie należy także zapominać o gazach cieplarnianych, które mogą mieć znaczny wpływ na kształtowanie naszego klimatu.
W tej dziedzinie, długowieczność jest kluczem do innowacji. Aby pojazd o zerowej emisji spalin stał się zdolny do codziennej eksploatacji, musi spełnić trzy kryteria: musi mieć odpowiednie źródło energii, mocny ale niewielki układ napędowy oraz wydajny system magazynowania energii. Dział rozwoju sekcji DaimlerChrysler Bus and Coach, prowadząc badania nad potencjalnymi składnikami alternatywnych źródeł zasilania, może czerpać z kilkuletnich doświadczeń koncernu w tej dziedzinie.
Pierwszym krokiem, jaki zamierzamy podjąć pomiędzy rokiem 2006 a 2010, jest uzyskanie czystości spalin umożliwiającej spełnienie norm Euro 4 i Euro 5. Docelowo ma to nam umożliwić zredukowanie emisji szczególnie szkodliwych tlenków azotu i cząstek stałych, odpowiednio o 86% i 94%. Oprócz prowadzenia prac nad ograniczeniem emisji zanieczyszczeń, które muszą mieścić się w ściśle wyznaczonych granicach, musimy także brać pod uwagę skutki, jakie wprowadzane rozwiązania mogą mieć na zużycie paliwa oraz wydzielanie dwutlenku węgla, który, jak się powszechnie sądzi, ma znaczny wpływ na nasz klimat. Jaki więc system jest najlepszy? Jakie unowocześnienia mogą nam pomóc? Obecnie istnieją dwa rozwiązania warte rozważenia.
DaimlerChrysler już obecnie zaczął zastępować systemy dopalania gazów spalinowych systemami recyrkulacji spalin (EGR) w niektórych zastosowaniach. EGR jest procesem polegającym na skierowaniu niewielkiej części spalin, po schłodzeniu, z powrotem do kolektora ssącego. Jednak innym, znacznie bardziej zaawansowanym rozwiązaniem, które bierzemy pod uwagę jest system SCR (Selektywnej Redukcji Katalitycznej), polegający na oczyszczeniu spalin poprzez wymieszanie ich z wodnym roztworem znanym jako „AdBlue”.
Nie jest to z pewnością ani odpowiedni czas ani miejsce na dokładne porównania techniczne. Chciałbym jednak krótko podsumować porównanie z obowiązującymi obecnie normami Euro 3, stwierdzając, że korzyści ekologiczne kosztują. I to kosztują sporo, zarówno z punktu widzenia techniki, jak i ekonomiki. Jeśli porównamy oba proponowane systemy, SCR jest rozwiązaniem zdecydowanie lepszym. I to zarówno pod względem ekonomiki eksploatacji, jak i wpływu na środowisko. Jeśli idzie o kryteria techniczne, SCR co najmniej dorównuje systemowi EGR. Dlatego DaimlerChrysler skupi się na rozwoju nowocześniejszego rozwiązania SCR, które zapewnia lepsze perspektywy długookresowe, we wszystkich kryteriach.
Patrząc dalej w przyszłość, musimy przyjąć do wiadomości fakt, że zasoby paliw kopalnych są ograniczone. Tak więc dalsze prace muszą skupić się na ich zastąpieniu trzema podstawowymi technologiami: ogniw paliwowych, elektrycznego układu napędowego i akumulatorów energii elektrycznej. Trzeba w tym miejscu wspomnieć o działaniach, jakie podjęto np. w Stanach Zjednoczonych w 1992 roku. Autobusy miejskie serii VI i VII, produkowane przez firmę Orion, odegrały znaczącą rolę w rozwoju hybrydowych, spalinowo-elektrycznych zespołów napędowych. W dziedzinie akumulatorów energii elektrycznej, zgromadzono sporo doświadczenia z akumulatorami ołowiowymi i wysokotemperaturowymi.
Sekcja Bus and Coach koncernu DaimlerChrysler także odgrywa pionierską rolę w rozwoju technologii ogniw paliwowych na całym świecie. W 1997 roku zaprezentowaliśmy pierwszy na świecie autobus korzystający z tego typu napędu, znany jako „Nebus”. 5 maja br. dokonaliśmy przełomu w rozwoju napędów alternatywnych, po raz pierwszy wprowadzając do regularnej eksploatacji na ulicach Madrytu autobus miejski zasilany ogniwami paliwowymi. Ponadto, do końca roku kolejne autobusy tego typu zostaną wprowadzone do obsługi trudnych w eksploatacji linii miejskich w dziewięciu innych miastach Europy. Jest to pierwsza partia 30 autobusów o napędzie ogniwowym, przewidzianych do eksploatacji w dziesięciu dużych europejskich miastach. Kurczowo trzymamy się tego programu, pomimo trudnych warunków panujących w ostatnich latach na rynku, uważamy bowiem, że jest to najlepsza droga rozwoju.
Użycie gazu ziemnego jako alternatywnego źródła napędu autobusów zyskuje coraz większą popularność, zwłaszcza w segmencie pojazdów miejskich. Pierwsze doświadczenia koncernu DaimlerChrysler z tym źródłem napędu sięgają wczesnych lat siedemdziesiątych i wciąż są rozwijane. Efekty są dość imponujące: niskopodłogowe autobusy liniowe Mercedes-Benz Citaro – zarówno w wersji solo, jak i przegubowej – są dostępne także w wersji fabrycznie przystosowanej do zasilania gazem ziemnym. Korzystają one z silników Euro 4 M447 hLAG CNG, wyposażonych w czujnik tlenu oraz katalizator utleniający. Już w standardowej wersji silnik ten spełnia normy czystości spalin Euro 4. W opcji, silniki te mogą być dostosowane do wymogów certyfikatu EEV, co zapewnia zgodność z normami Euro 5, których wejście w życie planowane jest na przełom lat 2008 i 2009. Autobusy tego typu są już używane przez Regionalbus GmbH w Mühlhausen. Dzięki układowi napędowemu o niskim poziomie emisji spalin i hałasu oraz przyjaznych dla środowiska metodach wytwarzania wykorzystywanych przez fabrykę w Mannheim, autobusy te mogą dumnie nosić, przyznawany przez RAL e.V., znak „błękitnego anioła”, będącego symbolem zgodności ze środowiskiem. Nie zapominajmy, że silniki zasilane gazem ziemnym są stosowane również w niskopodłogowych minibusach Sprinter.
Panie i Panowie, nasi klienci – czy jesteście przewoźnikami autobusowymi, czy pasażerami – możecie kojarzyć marki należące do sekcji Bus and Coach DaimlerChrysler z takimi cechami, jak bezpieczeństwo, ekonomika, komfort, niska szkodliwość dla środowiska i innowacyjność. Spełnienie tych wszystkich warunków wymaga czegoś więcej aniżeli zastosowania odpowiednich technologii i rozwiązań technicznych. „Technologia dla technologii” to nie jest właściwa droga. Wszelkie nowe rozwiązania muszą być najpierw zbadane pod kątem korzyści, jakie mogą przynieść klientowi. Idealnie, wprowadzane innowacje powinny być także interpretacją i ucieleśnieniem cech charakterystycznych dla danej marki i danego segmentu rynku. Mam nadzieję, że udało mi się jasno przedstawić sposób myślenia stojący za naszą filozofią rozwoju, wprowadzaniem najnowszych technologii, a także kierunek, w jakim będzie zmierzać nasza działalność rozwojowa w przyszłości.
Dziękuję Państwu bardzo za uwagę.
