Авторские статьи

Дорога отечественного автопрома

Валерий Васильев

 

Дорога отечественного автопрома


Что готовит нашей автомобильной промышленности предлагаемая правительством новая стратегия развития?

 

Автомобильная промышленность России – ведущая отрасль машиностроения, определяющая ход процессов экономического и социального развития страны. Правительством разработана «Стратегия развития автомобильной промышленности России до 2020 года», определяющая цели, задачи и приоритеты развития отрасли для удовлетворения потребностей внутреннего рынка, развития производительных сил, увеличения экспорта автомобильной техники и обеспечения национальной безопасности.

 

Приоритетные направления


Стратегия предусматривает несколько сценариев развития отрасли, но в каждом предусмотрено повышение конкурентоспособности отечественной автотехники за счет перехода на выпуск продукции, соответствующей современному уровню; создание производств с полным технологическим циклом с участием ведущих автомобильных компаний; освоение выпуска современных автомобильных компонентов и материалов на отечественных заводах; интеграция отечественного автопрома в мировое автостроение с учетом экономических интересов страны. При этом должно обеспечиваться повышение безопасности дорожного движения для всех участников и снижение негативного влияния автотранспорта на окружающую среду.

 

По мнению ведущих специалистов ФГУП «НАМИ» приоритетные направления развития мировой автомобильной техники и науки можно свести к четырем основным, расставленных в порядке их значимости.

 

1. Максимальное удовлетворение требований потребителя, повышение комфортности обитания водителя и пассажиров, обеспечение специальных свойств.

 

2. Снижение вредного воздействия на окружающую среду и человека за полный жизненный цикл автомобиля (производство, начиная от материалов и комплектующих, эксплуатация, утилизация).

 

3. Повышение безопасности конструкции.

 

4. Улучшение технологичности конструкции для снижения себестоимости.

 

Упомянутые направления позволяют провести анализ перспективных направлений развития автомобильной науки и техники.

 

Первое направление является основным, так как автомобильная техника создается для удовлетворения потребностей конкретных людей и общества. В качестве потребителя (заказчика) может выступать конкретное физическое лицо, в том числе, в виде потенциального потребителя, или юридическое лицо в виде организации, министерства и т.д., через техническое задание на определенную работу.

 

Снижение вредного воздействия на окружающую среду это, прежде всего, задача государства и общества в целом. Данная проблема носит растянутый во времени характер, связана с воздействием на человека вредных выбросов автотранспорта в конкретный момент времени. Однако значимость по степени влияния ее на мировое сообщество весьма велика.

 

Повышение безопасности конструкции неразрывно связано с первым направлением, однако оно имеет право быть выделено как отдельное из-за специфики решаемых задач. Это направление имеет большое значение, как для отдельных людей, так и для общества в целом.

 

 

Последнее направление относится, прежде всего, к производителям автомобильной техники и позволяет решать задачи дефицита рабочей силы, автоматизации производства, снижения стоимости продукции. Однако некоторые вопросы связаны и с направлением по снижению вредного воздействия на окружающую среду, в частности проблемы с выбросом парниковых газов. Отечественное автомобильное производство сокращает разрыв с требованиями ЕЭК ООН за счет введения норм Евро-4.

 

Оценивая общую ситуацию по производству и рынку транспортных средств в России, специалисты НАМИ считают, что для отечественной промышленности наиболее перспективными для развития (удержание доли рынка) является производство грузовых автомобилей (доля на рынке более 60%) и автобусов (доля на рынке около 80%).

 

Естественно развитие ДВС будет продолжаться за счет совершенствования рабочих процессов, улучшения топливной экономичности и снижения токсичности двигателей на традиционных и альтернативных видах топлив, включая водород.

 

Усовершенствованные двигатели могут использоваться как в традиционной компоновке «двигатель – коробка передач – раздаточная коробка (у полноприводных автомобилей) – мосты – колеса», так и комбинированной энергетической установке «ДВС – электрогенератор – тяговый электродвигатель, блок тяговых источников тока». Следующий этап силовых агрегатов – это комбинированные энергетические установки на базе топливных элементов электрохимических генераторов (ЭХГ), водород – воздух, по сути дела, развитие водородной энергетики.

 

 

Развитие остальных агрегатов и систем связано, в первую очередь, с усовершенствованием по следующим направлениям.

 

1. Интеллектуальные системы управления, контроля и безопасности АТС, включая управление силовым агрегатом, трансмиссией, подвеской, рулевым управлением, тормозами.

 

2. Агрегаты и системы, обеспечивающие управление АТС с помощью электроники.

 

3. Информационно-управляющая система комплексом бортового оборудования на основе мультиплексной системой связи.

 

4. Адаптивная система переднего освещения и световой сигнализации и др.

 

Следует отметить, что именно магистральные седельные тягачи по уровню насыщенности оборудованием и передовыми конструктивными решениями всегда относились к элитарной технике и на примере создания концепт-кара именно магистрального тягача и отработки комплектующих для него можно было бы сосредоточить комплексные (совместные) усилия.

 

На магистральных путях


Развитие грузового автостроения можно проиллюстрировать на примере создания перспективных разработок отдельных фирм, в частности, по магистральным тягачам. Ведутся работы по разработке натурного образца полноприводного грузового автомобиля 2020 г. с комбинированной энергетической установкой, включающей в себя все инновационные решения, перечисленные в задачах. Анализ развивающихся проектов позволяет сделать вывод, что развитие идет в направлении повышения активной, пассивной и экологической безопасности, улучшения топливной экономичности, повышения надежности агрегатов и систем, активизации процессов утилизации и рециклирования.

 

При этом наблюдаются следующие конструктивные особенности.

 

1. Модульность, в том числе, с возможностью самостоятельного движения отдельных секций. Это позволяет увеличивать грузоподъемность за счет увеличения количества секций автопоезда и снизить эксплуатационные затраты (расход топлива – то есть выброс парниковых газов СО2).

 

2. Многофункциональность, под которой понимается возможность выполнения не только операций по перевозке различных грузов по массе и длине, но и погрузо-разгрузочных работ в разнообразных условиях (время-деньги).

 

3. Использование идеологии «трансформера», которая позволяет увеличивать или сокращать размер платформы одного автомобиля без использования дополнительных прицепов. Или обеспечивать определенную конструкцию шасси в зависимости от выполняемых операций (снижение трудозатрат).

 

4. Учитывая, что скоростные качества автомобилей, в частности, магистральных тягачей, будут расти, большое внимание уделялось повышению аэродинамических свойств (снижение расхода топлива и выбросов парниковых газов СО2).

 

Особое внимание, по мнению ученых НАМИ, следует обратить на тот факт, что на всех перспективных автомобилях уровня 2020 г. в основе любого силового модуля рассматривается комбинированная энергетическая установка с ДВС, в том числе с перспективными источниками энергии или ЭХГ с топливными элементами. В СССР в конце 1980-х гг. (на примере разработок ФГУП «НАМИ» и МАЗ) был опыт в создании перспективных магистральных автомобилей «Тайфун», «Русь» и МАЗ-2000 «Перестройка» полной массой 40-44 т в составе сдельного тягача типа 4х4 и трехосного полуприцепа.

 

Автомобиль «Русь» при полной массе 17,5 т имеет осевые нагрузки 7,5 т на переднюю ось и 10 т на заднюю. Полная масса буксируемого полуприцепа составляет 32 т. Кабина, как и у тягача автопоезда «Тайфун», трёхместная откидная и изготовлена из стеклопластика. На тягаче установлен дизельный, рядный, 6-цилиндровый двигатель ЯМЗ с турбонаддувом и промежуточным охлаждением надувного воздуха мощностью 400 л.с. Контрольный расход топлива по результатам испытаний на автополигоне при скорости 60 км/ч и полной массе 44 тонны составил 24,5 л/100 км. Такие тягачи могут стать составной частью парков автопоездов для относительно сложных условий движения (гористая и горная местность), а при необходимости их можно применять для формирования трехзвенных автопоездов (например, для работы на дорогах в регионах с малой плотностью движения).

 

Энергетический аспект


Мировой прогноз развития энергетических установок для транспорта, позволяет говорить, что к 2020 г. около 20% производимых автомобилей будут с комбинированной энергетической установкой на базе ДВС или электромобили, а в перспективе с электрохимическими генераторами (ЭХГ). Сегодня основные заводы-изготовители силовых установок – дизелей для грузового транспорта и автобусов ОАО «Автодизель», ОАО «КамАЗ», ОАО «ММЗ» и ОАО «ТМЗ» охватывают семейство дизелей с рабочим объемом от 4,0 до 27 л, что обеспечит потребный мощностной диапазон от 100 до 1500 л.с. Каждое семейство дизелей должно включать модификации для автобусов, сельхозтехники, дорожно-строительной техники, железнодорожного и водного транспорта; иметь модификации, использующие как традиционные виды топлива, так и альтернативные (природный газ, биотопливо, водород и др.).

 

Требования к дизельным двигателям (экологические, экономические, надежности и ресурсу) постоянно ужесточаются. Поэтому дизели совершенствуются с использованием мировых технологических достижений в области конструирования комплектующих изделий: топливоподающей аппаратуры с электронным регулированием, регулируемых систем газообмена с включением охлаждающей рециркуляции, систем электромагнитного привода клапанов газораспределительных механизмов, обеспечивающих регулирование фаз, применение новых материалов для изготовления деталей и систем с использованием достижений нанотехнологий.

 

Важнейшим направлением будут разработки и организация производства системы обезвреживания отработавших газов дизелей с термокаталитической регенерацией фильтра-нейтрализатора и селективным восстановлением оксидов азота.

 

Параллельно с этими проблемами осуществляются и задачи по применению альтернативных видов топлива на АТС. Сегодня существует три основных направления развития перспективных энергоустановок – комбинированные энергоустановки на базе ДВС, перспективные источники энергии.

 

 

Наряду с традиционной схемой ведутся разработки комбинированных энергетических установок (КЭУ) с ДВС по параллельной и последовательной схемами, а также КЭУ на базе топливных элементов по последовательной схеме. Создание комбинированных энергоустановок для автомобильного транспорта ведутся во ФГУП «НАМИ».

 

 

Важно подчеркнуть, что создание автомобильных компонентов нового поколения, в том числе и для работы на альтернативных топливах, невозможно без широкого внедрения электронных и микропроцессорных систем управления. Реализация этого направления возможна только на основе информационно-управляющих систем комплексом бортового оборудования.

 

В целях развития автомобильных технологий принимается ряд государственных программ. Так, например, в Европе в рамках 7-й рамочной программы (FP-7) реализуются меры, как по возобновляемым энергетическим системам, так и отдельно по наземному транспорту на возобновляемых энергоресурсах и др. Принимаются беспрецедентные меры по организации технологических прорывов в автомобилестроении: с 2007 г. в Японии реализуется программа, направленная на завоевание к 2015-2020 гг. около 90% мирового рынка автомобилей с КЭУ и электромобилей.

 

Продолжается разработка транспортных средств с нулевым выбросом вредных веществ и парниковых газов. Здесь работы ведутся по целому ряду направлений. Создание эффективной пневмоэнергетической установки с использованием безопасного и высокоэнергоемкого энергоносителя; создание емких и надежных бортовых систем хранения криогенной жидкости, обеспечивающих необходимый пробег автомобиля между заправками. Проектирование надежной арматуры, автоматики и системы управления криогенной пневмоэнергетической установкой и системы управления потоками энергии между движителями транспортного средства с минимальным расходом рабочего тела на управление. Внедрение технологий использования энергии рабочего тела для обеспечения работоспособности вспомогательных механизмов и систем автомобиля и технологий использования возобновляемых источников энергии для производства экологически чистого, безопасного и высокоэнергоемкого криогенного энергоносителя.

 

Энергетика автомобильного парка более чем в два раза превышает энергетику всех действующих электростанций и оказывает большое негативное влияние на состояние окружающей среды. Кроме того, на долю автотранспорта приходится более 80% всех вредных выбросов в атмосферу крупных городов. Многие фирмы решают проблемы резкого снижения внутренних затрат, концентрации сил и средств, а также поддержки и увеличения объемов финансирования НИОКР.

 

Решение сложных и комплексных проблем в развитии отечественного автомобилестроения должно реализовываться в рамках утвержденной «Стратегии развития автопрома России на период до 2020 г.», при этом основные направления будут ориентированы в первую очередь на грузовые автомобили, автобусы и их компоненты. Грузовое автостроение играет важную роль в экономике всей страны. Это и международные и междугородние перевозки, коммунальная техника и специальная грузовая техника и др. По объему в мировом производстве грузовых автомобилей Россия занимает сегодня 7-е место (около 3%), а по автобусам более 10%. Прогноз рынка грузовых автомобилей по экспертным оценкам к 2020 г. может составить 450−500 тыс. автомобилей (по оптимистическому варианту). Поэтому надо ставить задачу к 2020 г. занять на внутреннем рынке не менее 60−70% от всего объема продаж и увеличить на 10−15% экспорт грузовой автомобильной техники.

 

 

Прогноз рынка автобусов по экспертным оценкам НАМИ к 2020 г. составит около 100 тыс. единиц, при этом объем продаж должен составить не менее 80% от всего объема внутреннего рынка. Разрабатываются новые модели пассажирских машин. Речь идет о создании и организации производства семейства автобусов особо большого класса с конвергенционным энергетическим модулем на базе бензинового ДВС с управляемым самовоспламенением топлива, обеспечивающим выполнение перспективных требований по экологии. Появятся и сочлененные машины длиной 24 м.

 

Фото Валерий Васильев

Фото ФГУП «НАМИ», компании-производители

 

 



Опубликовано: 24.06.2013, Автор: Валерий Васильев
Категория: Производство



Обсудить публикацию

Ответить
02.07.2013 10:02  неизвестный

отлично,информотивно



Комментировать!
Добавить сообщение:

 Ваше имя


Смотрите также: Все статьи.