A haszonjárművek, buszok, erőgépek és a vonatok már túl nehezek, hogy a személyautókéhoz hasonló fékrendszerük legyen, illetve az ember lába túl gyenge. A lényeg: ezeknél már légféket használnak. Az egyik legnagyobb légfékrendszerekkel foglalkozó cég a német Knorr-Bremse, amely Magyarországon hatalmas gyárakat és fejlesztő központot is üzemeltet. Utóbbiban készült az önvezető kamion prototípusa, amelyet Hannoverben mutattak be.
Nem titok, a Knorr-Bremse hívott meg minket a kiállításra, amely ugyan az IAA néven fut, de a páros években nem Frankfurtban tartják személyautókkal, hanem Hannoverben, haszongépjárművekkel és buszokkal, erre utal a Nutzfarzeuge utónév is. Az összes beszállító is itt van, ami lényegesen kisebb kört jelent, mint a személyautóknál: automata váltóból nagy vonalakban van a ZF, Allison, Voight és kész. Ha pedig a légfékek környékén nézünk szét, a Knorr-Bremsén kívül ott a Wabco konkurenciának, ezzel a nagyokat le is fedtük.
A Knorr-Bremse abban egyedülálló, hogy nemcsak közúti járművekkel foglalkozik, hanem vasútiakkal is. Magyarországon két gyára van, a nemrég bővített budapesti üzem vasúti légfékrendszereket gyárt, ez a Knorr-Bremse legnagyobb gyára; a közúti szekció gyára Kecskeméten van. Igen komoly fejlesztőbázist is kiépített a 90-es évek óta Knorr-Bremse, ahol ma már 350 fejlesztőmérnök dolgozik. Az IAA-n bemutatott újdonságok nagyjából 80-85 százaléka az ő munkájukat dicséri.
A kiállítás szabadtéri területén menet közben is bemutatták az önvezető kamion prototípusát, amelynek fejlesztése szintén Budapesten zajlik. Szakszerűen autonóm kamionnak hívják egyébként ugyanazt, amit mi önvezetőnek. A Highway Pilot néven emlegetett rendszer olyan helyeken működik, ahol egymástól fizikailag elválasztott pályán megy a kétirányú forgalom. Hogy mit tud a gyakorlatban a Budapesten épített prototípus? Íme a videó, és a hozzá tartozó szakszerű magyarázat Frank Péter kutatás-fejlesztési vezetőtől:
De mi a különbség?
A haszonjárművek légfékei és a személyautók hidraulikus fékrendszerei között alapvető különbség van. Az autónkban fékfolyadék továbbítja a nyomást, természetesen rásegítéssel, ezért nem szakadunk bele egy másfél-két tonnás autó megállításába. A rásegítő szó nagyon fontos: csupán felerősíti az ember erejét. Ha elromlik a rásegítő, baj van, de a fék működőképes marad, bár kenyérszervóval nagyon megnő a fékút.
A légfék sűrített levegővel működik, mivel itt amúgy is teljesen reménytelen izomból megállítani a buszt/traktort/kamiont/vonatot. Az energiaforrás tehát a sűrített levegő, amit tartályokban tárol a jármű. Az ősi légfékeken a vezető a fékezéssel egy szelepet nyitogatott, aztán kis idővel később a levegőnyomás elért a 10-12 méterrel hátrébb lévő, leghátsó tengelyhez is
A késlekedésre a legmodernebb elektronikus szabályzású légfékrendszerek adtak megoldást, amelyek sokkal gyorsabban reagálnak, de egy dolog nem változott: a sűrített levegőt elő kell állítani (szűrni, szárítani, sűríteni), mivel minden egyes fékezés után távozik a fékmunkahengerekből - ezért sziszeg. Ez markáns különbség a fékolajjal szemben, amely optimális esetben bent marad a helyén. A sűrített levegő pótlása viszont energiaigényes.
Márpedig a nagy járműveken szinte mindent ez működtet, a városi busz oldalra billentése a megállókban, az ajtónyitás-csukás, a légrugózás, a kuplungrásegítő, a váltóműködtetés; vagyis egy csomó segédberendezés zabálja a sűrített levegőt, és ennek a mai CO2-vészterhes időkben egyre nagyobb lesz a jelentősége.
Minden, ami levegős
Mivel a tehergépkocsik fejlesztése is az autonóm, vagy konyhanyelven önvezető járművek felé halad, a Knorr-Bremse is egyre több irányba elmozdul. Váltóvezérlőktől kuplungműködtető szerkezetekig ezer dolgot fejlesztenek és gyártanak. Igaz, főtengely-lengésfojtókkal is foglalkoznak, ami nehezen megmagyarázható. Ellenben nagy tudást igényel a méretezése, ezt is a magyarországi mérnökök végzik, hiszen minden egyes motorvezérlő szoftverhez külön kell elkészíteni az alkatrészt – mondta el Frank Péter kutatás-fejlesztési vezető.
Az IAA fő témái között szerepelt az elektrifikáció, vagyis a villamosítás, ami a szegmensben inkább a távoli jövő, de felvet új, egészen triviális problémákat. Aki például utazott valaha a budapesti elektromos Modulo buszokon, biztosan nem értette, hogy egy elvileg csendes elektromos járműnek miért van néha légkalapácshangja: ez a dugattyús légkompresszor volt.
A Knorrnál erre a problémára találtak megoldást az elektromos hajtású csavarkompresszorral. Mint kiderült, a vasúti részlegüknél már használták, kézenfekvőnek látszott alkalmazni. A szerkezet elvében ugyanazt teszi, mint a motorok feltöltésére használt kompresszorok (pl. Eaton), azzal a nem elhanyagolható különbséggel, hogy a Knorré 15 baros nyomást állít elő egyetlen fokozatban, amihez nagyon precízen kell legyártani a kompresszor csigáit. És mivel nem szaladgálnak le-föl dugattyúk, csendesen és vibrációmentesen dolgozik.
Ahogy egy személyautógyár igyekszik univerzális modulokból építkezni, a Knorr-Bremse is olyan rendszereket fejleszt, amelyek alapjain a legegyszerűbbtől a legbonyolultabb fékrendszerek is felépíthetők. Tulajdonképpen ez is egyfajta légfék-Lego. Készülhet sima, négycsatornás blokkolásgátlós, viszonylag egyszerű rendszer a hatalmas fejlődő piacoknak (Kína, India), készülhet elektronikus fékrendszer (EBS – Electonic Brake System) fejlett vezetősegítő funkciókkal, de kiegészíthető később a magas szintű önvezető funkciókkal is, mint amilyen az itt bemutatott Highway Pilot.
A Knorr-Bremse most bemutatott légfék-Legóját GSBC-nek hívják (Global Scalable Brake Control, globális méretre szabható fékvezérlés), ez lesz az alapja lassacskán minden Knorr-féle rendszernek. A rendszer része kétfajta új tárcsafék is, a nehéz vontatókhoz készített Synect nevű konstrukció 4 kilóval könnyebb az elődjénél, és olyan trükköt tud, hogy menet közben eltávolítja a fékbetéteket a tárcsától, hogy a hosszú távon nem is annyira icipici súrlódási veszteséget megszüntesse. A fék egyébként 30 kNm, (azaz 30 ezer Nm) féknyomaték kifejésére képes kerekenként. Oké, haszonjármű, de ez borzalmasan nagy érték.
A fékrendszernél, sőt, az összes sűrített levegővel működő berendezésnél a legnagyobb ellenség a a por és a vibráció – a fékek rugózatlanok, a kipufogóféknél forróság van, stb. Ezért irgalmatlan mennyiségű élettartam-tesztet is végeznek. Bár nem akartak pontos kilométerszámot megadni, de egy biztos: milliós nagyságrendről van szó.
Frank Péter elmondta, a fékrendszerek tervezésekor a jármű „harmadik életét” is figyelembe veszik. Vagyis nem csak az új, és a használt szakaszát, hanem amikor a lepukkant teherautót már eladják Európából Észak-Afrikába, ahol nemhogy márkaszerviz közelébe nem megy, hanem szerelőt sem lát. Akkor is működnie kell valamennyire, ha ez-az már bedöglött.
A GSBC rendszere ugyanúgy épül fel, mint egy autó extralistája: a megrendelő, esetünkben a járműgyártó négyféle alapkiépítésből válogathat, a sima blokkolásgátlós, kipörgésgátlós, vagy ESP-s, azaz elektronikus stabilizáló funkciókkal, és ezer más opcióval. Mindezek extra funkciókkal kiegészíthetők, mint például az „okos” kipufogófék, amely nem csak on/off működésre képes, hanem fokozat nélkül szabályozza a motorfékezést; lejtmeneti elindulássegítő, satöbbi. Csak győzzön az ember válogatni.
És a jövő pedig
A Knorr-Bremsénél 2023-ra ígérik, hogy megvalósul a 4. szintű vonatozás/konvojozás (angolul platooningnak hívják), ahol 15-20 méterre követik egymást a járművek, és csupán az első gép vezetőjének kell észnél lennie. A többit a járművek közötti kommunikáció elintézi (márkafüggetlenül), vagyis amikor fékezni kell, azt már a sorban hátul lévő is azonnal tudja, ezért mehetnek ilyen közel egymáshoz. Ezt a fejlesztést azonban meg fogja előzni a Traffic Jam Pilot, ami dugóban tényleg minden beavatkozás nélkül vezet, miközben sofőr pihenhet. Így állásidőt, végső soron pedig pénzt takarít meg.
A következő lépés lehet a Highway Pilot, amely a prototípushoz hasonlóan magas szintű önvezetésre képes. Ugyanakkor ez sem jelenti azt, hogy a jármű teljesen embermentesen közlekedne, ugyanúgy meg kell lennie benne minden kezelőszervnek a kormányzáshoz, fékezéshez. Az ezek nélküli, akár fülkét sem tartalmazó kamion már a SAE-skálán a legmagasabb, azaz 5. szintű önvezetést jelentené, de az még a nagyon távoli jövő. Egy ilyen, fülke nélküli előtanulmányt egyébként a Volvo állított ki az IAA-n, a neve Vera:
Az önvezetés miatt azonban más típusú kérdésekkel is meg kell birkóznia a fejlesztőknek, hiszen ilyen esetben kormány- vagy fékhiba esetén sem számíthat az észbe kapó vezetőre. A kormányzási hibára egy érdekes ötletet építettek be az önvezető demókamionba. Normál esetben két kormánygépet kellene használni, de ezt megspórolták azzal az ötlettel, hogy ilyenkor féloldalas fékezéssel kormányoz a rendszer – a teherautónak ugyanis olyan a futóműgeometriája, hogy a lefékezett első kerék ilyenkor el tud fordulni (személyautónál ez így nem működne). A magyar fejlesztőcsapat munkájának tehát szemmel látható eredménye van, nem véletlen, hogy évről évre bővül a létszám.
A teherszállítás valószínűleg előbb fog átállni az ilyen magas szintű önvezetési technológiákra, egyszerűen mert megéri, és az ágazatot sújtó munkaerőhiányra is ez lesz az orvosság. Mindez lényegesen előbb fog bekövetkezni, mint a teherszállítás teljes elektromosítása, rém egyszerű okból. A több tonnányi akku egyszerűen túl nehéz a távolsági fuvarozáshoz, maximum a városi szállításban lehet fantázia. A tüzelőanyagcella lehetne a B terv, de annak végképp nem épült még ki az infrastruktúrája, vagyis a hidrogénkút-hálózat. Így az önvezető teherautó jelenti a közvetlen jövőt a haszongépjárműveknél, bár ahogy a téma projektmenedzsere fogalmazott, a mostani kamionsofőr-generációnak így sem kell attól tartania, hogy elveszítené az állását.
