Faktory ovlivňující ekonomiku provozu nákladních automobilů Diplomová práce

Transkript

1 Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav techniky a automobilové dopravy Faktory ovlivňující ekonomiku provozu nákladních automobilů Diplomová práce Vedoucí práce: Ing. Jiří Čupera, Ph.D. Vypracoval: Bc. Petr Pospíchal Brno 213

2 ZADÁNÍ

3 PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem diplomovou práci na téma Faktory ovlivňující ekonomiku provozu nákladních automobilů vypracoval samostatně a použil jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Diplomová práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího diplomové práce a děkana Agronomické fakulty Mendelovy univerzity v Brně. dne podpis diplomanta

4 PODĚKOVÁNÍ Rád bych na tomto místě poděkoval vedoucímu diplomové práce panu Ing. Jiřímu Čuperovi, Ph.D. za cenné rady, důležité připomínky a odborné konzultace, které přispěly ke zkvalitnění této diplomové práce. Zároveň děkuji své rodině za všeobecnou podporu nejen při vypracovávání této diplomové práce, ale při celém dosavadním studiu Mendelovy univerzity v Brně.

5 Abstrakt Prvním cílem diplomové práce je zpracovat celistvý přehled faktorů, které přímo ovlivňují ekonomiku provozu nákladního automobilu. Druhým cílem je provést analýzu měření, které na konkrétním případě ukáže vliv moderních technologií na výslednou spotřebu paliva. Ekonomika provozu nákladních automobilů je obecný pojem pro veškeré finanční náklady spojené s nákupem a provozováním nákladního automobilu. Ekonomiku provozu ovlivňuje konstrukce, specifikace a technika vozidla, řidičské dovednosti, servisní údržba a ostatní finanční náklady (mzdové náklady, silniční daň, náklady na mýtné apod.). Experimentální část práce obsahuje porovnání jízd nákladního automobilu vybaveného automatizovanou převodovkou s využitím speciální funkce tzv. volnoběžky a jízd bez využití této funkce. Závěr práce spočívá ve vyhodnocení a analýze sledovaných parametrů a obecných stanovisek z provedeného měření. Klíčová slova: ekonomická jízda, spotřeba paliva, školení řidičů, údržba, volnoběžka Abstract The first purpose of this diploma thesis is to elaborate on an integrated overview of factors which directly affect trucks economy. The second purpose is to perform an analysis of the experiment which shows influence of the modern technology on fuel consumption on particular example. Trucks operational economy is general term for all financial expenses connected to buying and operating trucks. Trucks operational economy is influenced by structure, specification and vehicle technology, driver s skills, vehicle maintenance and other expenses like labor costs, road traffic tax, toll road fee and others. Experiment part of the diploma thesis contains comparison of truck driving sessions with and without the I-Roll function which is integrated into an automatic gearbox. The final chapter consists of data evaluation and analysis of the measured parameters and common standpoints from the experiment. Key words: economic drive, fuel consumption, drivers training, maintenance, I-Roll

6 OBSAH 1 ÚVOD CÍL PRÁCE EKONOMICKÉ FAKTORY PROVOZU NÁKLADNÍCH AUTOMOBILŮ Konfigurace nákladního automobilu Výkon a točivý moment motoru Typ převodovky Převodový poměr zadní nápravy Konfigurace náprav Přídavné agregáty Pneumatiky Aerodynamické prvky karoserie Údržba a technický stav nákladního automobilu Údržba pneumatik a kol Mazání a kontrola provozních náplní a filtrů Servisní smlouvy Vnější podmínky provozu Technika jízdy řidiče Školení řidičů Zásady ekonomické jízdy SYSTÉMY INTEGROVANÉ ZA ÚČELEM SNÍŽENÍ SPOTŘEBY PALIVA Informační systém Dynafleet Programové sady a jejich funkce Automatizovaná převodovka I-Shift Volnoběžka I-Roll Tempomat I-See Hnací ústrojí I-Torque Sledování tlaku vzduchu v pneumatikách TPM (Tyre Pressure Monitoring) 48 5 MATERIÁL A METODIKA Popis vozidla a trasy Použité měřící zařízení VÝSLEDKY A JEJICH ANALÝZA Vyhodnocení měřených parametrů jednotlivých jízd... 57

7 6.2 Vyhodnocení měřených parametrů ve vybraných úsecích trasy Shrnutí výsledků měření ZÁVĚR Seznam literatury Seznam obrázků... 78

8 1 ÚVOD Denně se na silnicích po celém světě pohybuje téměř miliarda vozidel. Z celosvětového měřítka převážnou většinu tvoří osobní automobily, následují motocykly, užitková vozidla, traktory a autobusy. Přestože těžkých nákladních vozidel a autobusů je v porovnání s osobními automobily v celkovém součtu zanedbatelné množství, právě nákladní vozidla a autobusy za svůj technický život zaznamenají největší počet kilometrů, přičemž jejich spotřeba pohonných hmot je mnohonásobně vyšší než u automobilů osobních. U kategorie nákladních vozidel je tedy kladen značný důraz na celkovou hospodárnost provozu těchto vozidel, zejména s ohledem na spotřebu paliva a tvorbu škodlivých emisí. Ekonomika provozu nákladních automobilů je obecný pojem pro veškeré finanční náklady spojené s nákupem a provozováním nákladního automobilu. Ekonomiku provozu ovlivňuje konstrukce, specifikace a technika vozidla. Všechny tři uvedené vlastnosti přispívají ke snižování finančních nákladů spojených s provozem nákladního automobilu. Do ekonomiky provozu však řadíme i řidičské dovednosti a zkušenosti, které mají zásadní vliv na náklady pohonných hmot a také pravidelnou a kvalitní servisní údržbu. V neposlední řadě jsou v ekonomice provozu zahrnuty mzdové náklady, poplatky za pojištění, silniční daň, mýtné a případné leasingové splátky. Konstrukci automobilu většinou určují konstruktéři vozidla již při jeho vývoji. Jedná se např. o tvar a rozměry kabiny vozidla, světlou výšku vozidla, konstrukci motoru a převodovky vozidla nebo například o druh uložení náprav. Technikou a specifikací nákladního automobilu se rozumí individuální sestavení vozidla budoucím majitelem při jeho koupi. Jde např. o zvolený výkon motoru, typ převodovky vozidla, převodový poměr zadní nápravy, volitelné aerodynamické střešní a boční spoilery, typ pneumatik, vybavenost informačními systémy a mnoho dalších. Řidičské dovednosti a zkušenosti má každý člověk jiné a je možné je získat pouze praxí. Ovšem jedna stránka věci je, jak je daný řidič zkušený v ovládání vozidla a druhá, jak dokáže řidič využívat technický potenciál vozidla a přispět tak ke zlepšení jeho hospodárnosti. Na druhou zmíněnou dovednost existují speciální školení, která pomohou každému řidiči využít naplno technického vybavení vozidla. 8

9 2 CÍL PRÁCE Prvním cílem diplomové práce je vypracovat ucelený přehled faktorů, které přímo ovlivňují ekonomiku provozu nákladního automobilu. Druhým cílem je provést analýzu měření, které na konkrétním případě ukáže vliv nových technologií na výslednou spotřebu paliva. Práce ve své první části mapuje ekonomické faktory, které přímo ovlivňují nejen spotřebu pohonných hmot, ale i celkové náklady na koupi a údržbu vozového parku. Další část práce se zabývá souhrnem moderních technických řešení integrovaných za účelem snížení provozních nákladů. Dále jsou popsány možnosti zdokonalení kvalifikace a využívání technických znalostí řidičů nákladních vozidel pomocí speciálních školení řidičů a také charakterizovány informační systémy pro správu vozového parku. Experimentální část obsahuje porovnání jízdy nákladního automobilu vybaveného automatizovanou převodovkou s využitím speciální funkce tzv. volnoběžky. Závěr práce spočívá ve vyhodnocení obecných stanovisek z provedeného měření. Téma této diplomové práce jsem zvolil mimo jiné z důvodu neustále rostoucích nákladů na provoz nákladních automobilů, především za pohonné hmoty, pneumatiky, mýtné a mzdové náklady. Cílem práce je přiblížit tuto problematiku širší cílové skupině, ať už z řad posluchačů technických univerzit, odborníkům z praxe, či zájemcům z akademické sféry. 9

10 3 EKONOMICKÉ FAKTORY PROVOZU NÁKLADNÍCH AUTOMOBILŮ Cílem podnikatelů je dlouhodobé dosahování zisku. Nejinak je tomu i u nákladní dopravy. Doprava má však svá specifika, která ji odlišují od ostatních oborů podnikání. Jedná se především o nemožnost produkovat dopravu do zásoby a značnou závislost na ostatních průmyslových odvětvích. Dopravu je nutné provozovat v daný čas a s přesně daným účelem. Struktura příjmů a nákladů dopravních společností se částečně liší dle konkrétního zaměření dopravní společnosti. U dálkové dopravy ve Skandinávii při proběhu vozidla 12 km/rok lze obecně říci, že přibližně třetinový podíl na celkových nákladech mají mzdové náklady, další třetinu fixní náklady a poslední třetinu tvoří náklady variabilní (Obr. 1). Uvedené hodnoty se pro jednotlivé státy Evropy značně liší. [18] Obr. 1 - Struktura nákladů dopravní společnosti [18] 1

11 Variabilní náklady jsou zásadní z pohledu ekonomiky provozu. Jsou to náklady, které s rostoucím objemem služeb vzrůstají. Tuto část nákladů je možné nejvíce ovlivnit zejména řidičem nákladního vozidla, ale také dispečerem a správcem vozového parku. Ve variabilních nákladech tvoří největší podíl náklady na pohonné hmoty. Ty představují až čtvrtinu z celkových nákladů dopravní společnosti. Dále jsou ve variabilních nákladech obsaženy náklady spojené s údržbou vozidla, jeho opravami a opotřebením pneumatik. Nejmenší podíl z této skupiny zastupují poplatky spojené s užíváním zpoplatněných silnic a dálnic mýtné. [2] Druhou skupinu tvoří mzdové náklady. Skládají se z nákladů na mzdy zaměstnanců, odvodů na zdravotní a sociální pojištění a daně z příjmů. Podíl mzdových nákladů se může u dopravních společností značně lišit nejen se zaměřením na danou oblast podnikání, ale i s ohledem na specializaci dopravní společnosti na konkrétní typ přeprav a také podle státu Evropské unie, ve kterém je dopravní společnost provozována. Vliv má také způsob odměňování řidičů. Poslední skupinou jsou fixní náklady. Tyto jsou definovány jako náklady, které se s rostoucím objemem služeb nemění. Fixní náklady jsou tvořeny z největší části z kapitálových nákladů, které reprezentují náklady potřebné na pořízení nového a obnovu stávajícího movitého i nemovitého majetku. Druhou nejvýznamnější položkou jsou náklady spojené s administrativou. Zbývající část podílu tvoří náklady vynaložené na pojištění vozidel a daně spojené s provozem vozového parku. [2] Příjmy dopravní společnosti plynou z realizovaných přeprav. Rozdíl mezi celkovým příjmem a celkovými náklady je definován jako zisk nebo ztráta. Současná ekonomická situace dopravy v Evropě není vůči společnostem podnikajícím v dopravě příliš velkorysá. Proto velice záleží na vedení dopravní společnosti, jakou strategii zvolí, aby mohla společnost obstát v tvrdém konkurenčním boji ostatních dopravců, dosahovala zisku a udržela se tak dlouhodobě na trhu. Základním předpokladem dlouhodobé prosperity každé dopravní společnosti je minimalizace největší části nákladů spojených s provozem vozidla jedná se o náklady spojené s pohonnými hmotami a údržbou. [2] 11

12 Spotřebu paliva, ekonomiku a bezpečnost provozu ovlivňují čtyři základní faktory. Jedná se o konfiguraci vozidla, údržbu a technický stav automobilu, vnější podmínky provozu nákladního vozidla a techniku jízdy řidiče. 3.1 Konfigurace nákladního automobilu Specifikace a konfigurace nákladního automobilu je prvním faktorem, pomocí kterého má možnost provozovatel vozidla ovlivnit jeho budoucí hospodárnost. Nákladní automobil je sestaven z několika set položek a u každé z nich lze vždy zvolit preferovanou variantu. Nejedná se pouze o volitelnou výbavu, ale především o základní opce hnacího ústrojí a jízdních odporů vozidla. Zásadním předpokladem pro sestavení vozidla vhodné konfigurace je jasná představa budoucího provozovatele nákladního automobilu o typu doprav, které budou nákladním vozem vykonávány. Od této informace se odvíjí celá specifikace nákladního automobilu. Nejdůležitější při volbě vhodné konfigurace vozidla z hlediska hospodárnosti jsou tyto aspekty: výkon a točivý moment motoru typ převodovky (manuální, automatizovaná, automatická) převodový poměr zadní nápravy konfigurace náprav přídavné agregáty (pomocný náhon, klimatizace, nezávislé topení) pneumatiky aerodynamické prvky karoserie (střešní a boční spoilery, kryty kol) 12

13 3.1.1 Výkon a točivý moment motoru Výkon a točivý moment motoru jsou základními veličinami, které popisují charakteristiku motoru. Točivý moment motoru je moment, který je vyvozen motorem na klikové hřídeli. Obvykle se označuje Mt a jeho jednotkou je Nm. Vznik točivého momentu je zajištěn spalováním paliva ve válci, kde při expanzi vznikne tlak na dno pístu. Tlak vytvoří sílu, která tlačí píst dolů. Síla se přenáší přes pístní čep na ojnici, dále na ojniční čep a z něho až na klikovou hřídel. Točivý moment je definován jako síla působící na rameni určité délky. V případě spalovacího motoru se jedná o sílu působící na ojniční čep a ramenem je poloměr klikové hřídele. [1] Výkon motoru je definován jako součin točivého momentu a úhlové rychlosti. Značí se P a jeho jednotkou je W (u spalovacích motorů kw). Výkon motoru se u dnešních nákladních automobilů pro dálkovou dopravu pohybuje v rozmezí od 3 kw až po 55 kw. V současné době nejpoužívanější výkonovou variantou motorů pro dálkovou dopravu jsou motory o výkonu přibližně 34 kw. Pro úspornou jízdu je důležité udržovat otáčky motoru v oblasti maximálního točivého momentu. V této oblasti je motor nejúspornější a přitom konstrukce moderních motorů zaručuje konstantní hodnotu maximálního točivého momentu v celém spektru ekonomických otáček. Pro snadnou orientaci řidiče o pásmu ekonomických otáček jeho nákladního automobilu je otáčkoměr rozdělen do několika sekcí dle otáček. Obvykle zelená barva značí ekonomické pásmo otáček a červená či modrá oblast přetáčení motoru. Rozsah ekonomických otáček záleží na charakteristice daného typu motoru a jeho výkonové verzi. (Obr. 2). 13

14 Obr. 2 - Otáčková charakteristika moderních motorů o výkonu 338kW a 368kW [18] Typ převodovky Do moderních vozidel lze implementovat hned několik druhů převodových ústrojí. Základní verzi tvoří manuální převodovka. Ta má u většiny současných nákladních vozidel dvanáct nebo šestnáct převodových stupňů vpřed a dva vzad. Manuální převodovky jsou plně synchronizované a skládají se z hlavní převodovky, redukční převodovky a planetové převodovky. Všechny tři převodovky jsou však zabudovány do jedné převodové skříně a tvoří kompaktní celek. Hlavní převodovka je tří nebo čtyřstupňová a každý převodový stupeň je půlený pomocí redukční převodovky (tzv. splity). Planetová převodovka určuje dva základní rozsahy rychlostí (tzv. range). Druhou možností je zvolit automatizované řazení. To vychází konstrukčně z manuální převodovky, je však oproštěno o synchronizační spojky jednotlivých převodových stupňů a mechanické ovládání pomocí lanovodů. Řazení převodových stupňů je svěřeno do rukou elektronické řídící jednotky, která k přeřazení využívá meziplyny namísto synchronizačních spojek. Výrobci tak dosáhli značné úspory hmotnosti převodovky v řádu desítek kilogramů oproti manuální verzi a zároveň nižší hlučnosti převodovky. Sofistikovaná elektronika dokáže řadit mnohem rychleji než 14

15 zkušený řidič s manuální převodovkou a díky tomu se při každém přeřazení spoří pohonné hmoty. Automatizované řazení v současné době tvoří většinový podíl v oblasti dálkové dopravy v Evropě. [18] Poslední možností je převodovka automatická. Jedná se o automatickou převodovku klasické koncepce, tedy s hydrodynamickým měničem a planetovým soukolím. Tento typ převodovky umožňuje řazení jednotlivých stupňů bez přerušení přenosu výkonu. Automatické převodovky nákladních vozidel bývají většinou šestistupňové a jsou určeny především pro místní distribuci a stavebnictví. [18] Manuální typ převodovky se dnes ukazuje jako méně vhodný s ohledem na spotřebu paliva než automatizované řazení, které mají v nabídce všechny automobilky. Manuální převodovky stále preferují většinou starší řidiči, kteří již nemají snahu se učit novou techniku jízdy, kterou automatizovaná převodovka vyžaduje Převodový poměr zadní nápravy Převodový poměr zadní nápravy je odvislý od zvoleného typu motoru a převodovky, zadní nápravy a pneumatik. Při jeho určování je potřeba brát do úvahy průměrné zatížení vozidla a také průměrná stoupání, která bude nákladní automobil překonávat ideální dálniční rychlostí při zařazeném nejvyšším převodovém stupni. Převodový poměr zadní nápravy má také vliv na maximální stoupání, do kterého se bude schopný plně naložený nákladní automobil rozjet na první rychlostní stupeň (Obr. 3). Různých převodových poměrů u jednoho typu zadní nápravy nákladního vozidla se docílí pomocí volby poloměrů hnacího pastorku a talířového kola. Jeden typ zadní nápravy lze tedy použít pro odlišné druhy dopravy od stavebnictví až po dálkovou dopravu. Existuje i možnost volby nápravy s větší únosností než je potřebné pro daný typ doprav jen z důvodu, že se celkovým převodovým poměrem dosáhne optimálnějších provozních otáček na nejvyšší rychlostní stupeň v porovnání s nápravou s nižší únosností. Vynaložené vyšší pořizovací náklady za zadní nápravu s větší únosností jsou vykompenzovány nižší spotřebou paliva. 15

16 Obr. 3 - Porovnání výsledných parametrů odlišných převodových poměrů vozidla Volvo FH [18] 16

17 3.1.4 Konfigurace náprav U konfigurace náprav platí zásada volit minimální počet náprav s ohledem na hmotnost nákladu, rozložení zatížení vlivem nákladu na jednotlivé nápravy a také trakční schopnosti vozidla, pokud bude vozidlo využíváno i mimo zpevněné komunikace. S každou další nápravou roste vlivem většího počtu styčných ploch s vozovkou celkový valivý odpor vozidla, roste hmotnost nákladního automobilu a dochází k nárůstu spotřeby paliva. Pokud i přesto přetrvává nutnost vybavit vozidlo další nápravou, je vhodné ji doplnit o možnost zvednutí při jízdě bez nákladu. V Evropě je optimální volbou pro dálkovou dopravu nákladní vozidlo konfigurace 4 2, pokud se jedná o tahač návěsu a konfigurace 6 2, pokud jde o tandemovou soupravu. První číslice udává celkový počet kol vozidla a druhá počet hnacích kol. Nákladní vozidla s více hnacími nápravami bývají většinou využívána alespoň při částečném provozu na nezpevněných komunikacích. S výhodou jsou tak tato vozidla využívána ve stavebnictví, lesnictví nebo při přepravě nadměrných nákladů. U těchto typů vozidel bývají nejvíce využívány konfigurace náprav 6 4, 6 6, 8 4, 8 6, 8 8 a speciálně pro přepravu nadměrných nákladů se využívá konfigurace 8 2. Pro zlepšení manévrovacích schopností lze vícenápravová nákladní vozidla vybavit jednou či více natáčecími nápravami. Obr. 4 - Podvozek konfigurace 8 4 s jednoosým návěsem vybaveným natáčecí nápravou [7] 17

18 3.1.5 Přídavné agregáty Přídavné agregáty tvoří poměrně rozsáhlou skupinu volitelných prvků a systémů, které nepříznivě ovlivňují spotřebu paliva. Pomocný náhon PTO (Power Transmission Output) je určený pro zástavbu do vozidel, které využívají při jízdě nebo stání vozidla při volnoběžných či mírně zvýšených otáčkách pomocný náhon k chodu přídavných zařízení či nástaveb. Pomocný náhon může být mechanický nebo hydraulický. Pohon je zajištěn hnací hřídelí nebo hnacími řemeny v případě mechanického PTO a pomocí hydraulického čerpadla u hydraulického typu. Příkladem PTO používaného za jízdy jsou domíchávače na beton, u kterých je užito pomocného náhonu montovaného na motoru. Naopak PTO užívané při zastaveném vozidle jsou typické pro manipulační jeřáby nebo sklápěče návěsů. U nich je pomocný náhon montován na zadní část převodovky a spínání je zajištěno přes lamelovou spojku. [18] Klimatizace je zařízení, které při vysokých teplotách ochlazuje vzduch a ten prostřednictvím výdechů distribuuje do kabiny, aby bylo zajištěno vhodné mikroklima pro řidiče. Protože kromě teploty vzduchu lze ve vozidle klimatizací regulovat i vlhkost vzduchu, přispívá k odmlžování oken a tím zvyšuje aktivní bezpečnost. Systém klimatizace tvoří kompresor, kondenzátor, vysoušeč, expanzní ventil a výparník. Vozidlo může být vybaveno manuální nebo automatickou klimatizací. Běžnější variantou je dnes klimatizace automatická. U ní si řidič navolí požadovanou teplotu ve stupních celsia. V kabině jsou umístěny senzory pro snímání aktuální teploty a slunečního svitu v kabině. Dle nich řídící jednotka klimatizace nastavuje teplotu a intenzitu vyfukovaného vzduchu, aby bylo dosaženo požadované teploty v kabině. Automatická klimatizace také umožňuje vnitřní recirkulaci vzduchu. [14, 17] Pro spokojený spánek, který je základem fyziologického zdraví řidiče za volantem, se do nákladních vozidel montují nezávislé klimatizace a topení. Nezávislé klimatizace se obvykle umisťují na střechu nebo zadní stěnu kabiny vozidla. Při montáži na střechu nezávislá klimatizace nepříznivě naruší aerodynamiku vozidla, což má za následek navýšení spotřeby paliva a montáž na zadní stěnu kabiny pevnost kabiny, do které je nutno vytvořit otvor pro přívod chladného vzduchu. Právě kvůli těmto negativním 18

19 vlastnostem vyvinula společnost Volvo novou nezávislou klimatizaci I-ParkCool, která je integrována před chladič motoru a využívá distribučních výdechů běžné klimatizace (Obr. 5). I díky tomu dokáže ve spolupráci s nezávislým topením udržet v kabině nastavenou teplotu i při prudkých změnách teplot vně kabiny. I-ParkCool má chladící výkon až 25 W, který slouží pro ochlazení vozidla o přestávce řidiče za horkého dne. Pro udržení rovnoměrné a vyhovující teploty po celou noc klimatizace pracuje o výkonu 1 W, aniž by došlo k vybití baterie. Je současně o 2 db tišší než běžné nezávislé klimatizace. [14, 18] Obr. 5 - Zástavba nezávislé klimatizace I-ParkCool [7] Především pro zimní provoz se instalují do nákladních automobilů nezávislá topení. Ta mohou být řešena teplovodním nebo teplovzdušným způsobem. Teplovodní topení je umístěno vně kabiny. Při zapnutí teplovodního topení je vyhříván nejen prostor kabiny, ale také malý chladící okruh bloku motoru. Vzduch je v kabině šířen prostřednictvím výdechů klimatizace a topení. Výhodou této varianty je předehřev motoru a vlhčí vzduch, nevýhodou vyšší spotřeba paliva a cena. Teplovzdušné topení je kompaktnější a umísťuje se dovnitř kabiny. Oproti teplovodnímu topení je výhodou nižší spotřeba paliva a cena, nevýhodou je distribuce teplého vzduchu pouze z jednoho místa v kabině vozidla a absence předehřevu motoru. [14] 19

20 3.1.6 Pneumatiky Další velmi podstatný aspekt hospodárného provozu vozidla tvoří správná volba typu pneumatik. Rozdílné pneumatiky jsou určeny pro dálniční provoz, regionální provoz nebo smíšený stavební provoz. Hlavní funkcí pneumatik je udržovat ideální přilnavost s vozovkou, přenést hmotnost celé soupravy, přenášet hnací a brzdící momenty a boční síly. Jsou nejen základním faktorem, který rozhoduje o vyjetí nákladního automobilu ze silnice nebo vzniku smyku, ale jsou rovněž zásadní z pohledu ekonomiky provozu. Přímo ji ovlivňují prostřednictvím vlivu na spotřebu paliva a kilometrickou životnost. Existují pneumatiky s nízkým valivým odporem, které mají vyšší pořizovací cenu než běžné pneumatiky, ale u dálkové dopravy při minimálním proběhu 1 km/rok lze obecně říci, že jsou z dlouhodobého hlediska jednoznačně výhodnější alternativou. [14] U nákladních automobilů se s výhodou používá prořezávání dezénu pneumatik a následné protektorování. S postupným sjížděním dezénu pneumatiky se snižuje valivý odpor, a to až o 25 %. Snižuje se však také přilnavost a bezpečnost. Prořezání opět zvýší přilnavost pneumatiky a zároveň prodlouží její životnost. Z výroby k tomu určené pneumatiky lze po sjetí dezénu na minimální vzorek protektorovat. Tím se téměř dosáhne kvalit nové pneumatiky z pohledu přilnavosti, valivý odpor vzroste na hodnotu nové pneumatiky (Obr. 6). Navíc lze i protektorovanou pneumatiku opět prořezat. Celkově lze tímto postupem dosáhnout více než dvojnásobné životnosti standardní pneumatiky při snížených nákladech a menším zatížení životního prostředí. [14] Obr. 6 - Graf závislosti odporu valení na životním cyklu pneumatiky [4] 2

21 3.1.7 Aerodynamické prvky karoserie Posledním důležitým aspektem vhodné konfigurace nákladního automobilu je aerodynamika vozidla. Každý výrobce se snaží produkovat nákladní automobily, které budou mít co nejnižší aerodynamický odpor. Záleží však na typu a výšce kabiny a také na dodatečném vybavení vozidla střešním a bočními kabinovými spoilery. Pomocí nich lze dosáhnout 4% úspory paliva při ustálené cestovní rychlosti 6 km/h a až 1% úspory paliva při 9 km/h v porovnání s nákladním vozem bez těchto spoilerů (Obr. 7). Význam mají také podvozkové spoilery a speciálně tvarované kryty kol, které dále napomáhají k celkově lepšímu součiniteli odporu vzduchu c x. Důležité je mít střešní spoiler vždy správně nastavený na výšku návěsu. [4] Obr. 7 - Grafické znázornění vlivu sady spoilerů na spotřebu paliva [4] 3.2 Údržba a technický stav nákladního automobilu Náklady spojené s pravidelnou údržbou a případnými následnými opravami se dají jen velmi těžce dopředu predikovat. Vzhledem k použití nákladních automobilů pro výdělečnou činnost je nezbytně nutné, aby pobyt vozidel v servisních dílnách byl co nejkratší. V opačném případě klesá produktivita a dopravní společnosti vznikají finanční ztráty. 21

22 Provádění preventivní údržby je u nákladních automobilů naprostým základem. Při správném provádění pravidelné údržby se nejenom minimalizují neplánované odstávky vozidla, ale nákladní automobil si zachovává nutnou míru bezpečnosti, způsobilosti k provozu a je optimálně výkonný a úsporný. V neposlední řadě je také zachována jeho hodnota při následném prodeji. Úkony prováděné při preventivní údržbě dělíme dle frekvence na každodenní a občasné, které jsou kontrolovány v intervalech uvedených v návodu k obsluze každého nákladního automobilu. Občasnými jsou například kontrola tlaku vzduchu v pneumatikách nebo promazání potřebných míst. [18] Mimo pravidelnou údržbu, která má prvotní vliv na technický stav vozidla, je nutné dodržovat předepsané servisní intervaly nařízené výrobcem nákladního automobilu. V návodu k obsluze jsou uvedeny typy servisních intervalů dle konkrétního použití vozidla pro jednotlivé typy doprav. Délku intervalu jednotlivých funkčních skupin ovlivňuje model a specifikace vozidla, roční proběh kilometrů, kvalita a spotřeba paliva, kvalita a viskozita použitých olejů a provozní podmínky konkrétního typu přepravy. [18] Nejpodstatnější činností z hlediska technického stavu vozidla je denní údržba prováděná řidičem vozidla před jízdou. Každý řidič má při denní kontrole svůj zavedený systém, obecně by však kontrola měla začít zapnutím hlavního odpojovače baterií, vstupem do kabiny a vložením klíče do zapalování. Následuje otočení klíčku do předstartovní polohy, vložení karty řidiče do tachografu a zapnutí obrysových a výstražných světel. Poté řidič vystoupí z kabiny a přistoupí k přední části vozidla a zkontroluje světlomety, hladinu motorového oleje, chladicí kapaliny, případně i hladinu kapaliny v nádržce ostřikovače a opticky zkontroluje, zda není poškozen či zanesen chladič. Dále řidič postupuje po jednotlivých kolech kolem celého vozidla a kontroluje dotaženost matic, přítomnost cizích předmětů v pneumatikách a stav dezénu pneumatik. U tahače je nutné provést také kontrolu zásobníků vzduchu, kontrolu točnice a propojovacích hadic k návěsu. V neposlední řadě řidič prověří funkčnost všech světlometů a případně očistí jednotlivá světla, okna a zpětná vnější zrcátka. Nakonec nastoupí řidič do kabiny, vypne výstražná světla, nastaví si sedadlo a zpětná zrcátka, zapne bezpečnostní pás a až na závěr nastartuje motor a po odbrzdění parkovací brzdy a případném uvolnění blokovacího ventilu započne svůj denní výkon. [18] 22

23 3.2.1 Údržba pneumatik a kol Údržba pneumatik je velice důležitá nejen z pohledu ekonomiky provozu, ale především bezpečnosti. Vliv huštění pneumatik na bezpečnost jízdy je obecně znám. U přehuštěné pneumatiky je styčná plocha pneumatiky s vozovkou omezena pouze na střed pneumatiky a dochází tak k menším přenosům hnacích a brzdných momentů a bočních sil. Pneumatika je také mnohem náchylnější ke vzniku aquaplaningu. Naopak u častějšího případu podhuštěné pneumatiky styčnou plochu tvoří pouze boky běhounu pneumatiky a vozidlo se stává značně nestabilním při jakémkoliv přenosu sil či momentů. U podhuštěných pneumatik dochází také k nárůstu spotřeby paliva vlivem většího valivého odporu a markantnímu snížení životnosti pneumatik (Obr. 8). Obr. 8 - Grafická závislost valivého odporu a životnosti na tlaku v pneumatice [18] Stav dezénu pneumatik a správné seřízení geometrie všech náprav soupravy jsou další podstatné aspekty údržby kol nákladního automobilu, které znatelně ovlivňují spotřebu paliva a bezpečnost. Podle vyhlášky č. 341/22 Sb. nesmí mít pneumatiky na svém vnějším obvodu (oblasti koruny, ramene, boku a patky pláště) žádné trhliny či poškození, které obnažují či narušují kostru pneumatiky. Činná plocha pláště pneumatiky v provozu musí mít po celém obvodu a celé šíři vrchního běhounu jasně 23

24 viditelný dezén s hloubkou hlavních drážek nebo zářezů nejméně 1,6 mm, kde hlavními dezénovými drážkami se rozumějí drážky opatřené indikátory opotřebení, tzv. TWI indikátory. V roce 211 vstoupil v platnost zákon č. 133/211 Sb., kterým se mění zákon č. 361/2 Sb. o provozu na pozemních komunikacích a o změnách některých zákonů (zákon o silničním provozu), ve znění pozdějších předpisů. Tento zákon doplňuje znění o minimální hloubce dezénu motorových vozidel s maximální přípustnou hmotností převyšující 3 5 kg na všech kolech hnacích náprav s trvalým přenosem hnací síly v období od 1. listopadu do 31. března, tedy v zimním období. Zimní pneumatiky (u nákladních vozidel celoroční pneumatiky) musí mít hloubku dezénu hlavních dezénových drážek nebo zářezů nejméně 6 mm. Toto ustanovení neplatí pro náhradní pneumatiku použitou v případě nouzového dojetí. [11, 12] Nesprávně seřízená geometrie jednotlivých náprav nákladního automobilu má vliv na chybné sjíždění dezénu pneumatiky a tedy i na její životnost. Při špatně nastavené geometrii nápravy se však také zvyšuje spotřeba paliva. Pokud dojde k vyosení o 13 mm ve stejném směru na dvou různých nápravách přípojné techniky nákladního automobilu, vzroste spotřeba přibližně o 3,4 % (Obr. 9). Pokud ale dojde k vyosení náprav přípojné techniky o 13 mm v opačném směru, dojde k růstu spotřeby paliva o více než 23 %. Jedná se o extrémní případ, na kterém je však patrná důležitost pravidelné kontroly geometrie všech náprav vozidla. [18] Obr. 9 - Schéma vyosení náprav návěsu ve stejném směru [18] 24

25 3.2.2 Mazání a kontrola provozních náplní a filtrů U moderních nákladních vozidel využívaných pro silniční a dálkovou dopravu jsou úkony spojené s mazáním podvozkové části vozidla minimální. Je třeba pouze pravidelně mazat točnici nebo čep závěsného zařízení, mechanismus držáku rezervního kola a v případě odpružení pomocí listových pružin také pružiny na určených místech. U vozidel vybavených zadní zvedací nápravou je dále nutné mazat mechanismus zvedání nápravy a v případě vícenápravového vozidla s větším počtem natáčených náprav také řídicí páku. Rozsah pravidelné kontroly provozních náplní je vždy uveden v návodu k obsluze nákladního automobilu (Obr. 1). Obr. 1 - Mazací a kontrolní plán nákladního vozidla konfigurace 6 2 [18] 25

26 3.2.3 Servisní smlouvy V praxi obecně platí, že žádný nákladní automobil nestojí tolik, jako vozidlo, které není kvůli poruše používáno. Z tohoto důvodu nabízejí výrobci nákladních vozidel pro své zákazníky rozličné typy servisních smluv, které majitelům dopravních společností zajistí co nejkratší odstávku jejich nákladního vozidla, předem dané náklady za údržbu nákladního automobilu formou pravidelných měsíčních splátek a u vyšších variant servisních smluv i prodloužení záruky vozidla. Výrobcům vozidel tyto smlouvy naopak zajistí pravidelný měsíční příjem a zároveň práci pro jejich servisní střediska. [18] Nabídka servisních smluv se u každého výrobce nákladních vozidel liší. Obecně se dělí do několika variant dle rozsahu služeb, které jsou zákazníkovi poskytnuty. Základní variantou je servisní smlouva zaměřená na minimalizaci nákladů za pravidelné servisní údržby. Tuto smlouvu lze uzavřít na 3 6 let a lze ji většinou uzavřít kdykoliv v průběhu životnosti nákladního automobilu. Majitel vozidla platí pravidelné měsíční splátky, které jsou vypočítány dle délky smlouvy, ročního proběhu kilometrů a segmentu použití vozidla. Výhodou je, že majitel vozidla neplatí za práci a náhradní díly při provedení údržby, ale má je se slevou předplaceny ve formě měsíčních splátek. [18] Další variantou je servisní smlouva obsahující první variantu a navíc zákazník obdrží prodlouženou záruku zahrnující i běžné opotřebení hnacího ústrojí jeho nákladního vozidla. Tuto smlouvu lze také zřídit na dobu 3 6 let, avšak musí být uzavřena do 12 měsíců od prodeje nákladního automobilu. Servisní smlouva obsahující obě předchozí varianty a přidávající prodlouženou záruku včetně běžného opotřebení na celý nákladní automobil je nejdražší alternativou. Pro zřízení a dobu trvání platí stejné podmínky jako v předchozím případě. Je také možné k ní pořídit asistenční služby nebo záruku provozuschopnosti. [18] Nové modely jednotlivých výrobců mohou být vybaveny telematickými bránami, které jsou nainstalovány společně s modulem GPS ve vozidle. Umožňují servisním střediskům neustálý přístup k informacím, jakými jsou například najeté kilometry, údaje o motoru, spotřeba paliva, aktivní poruchové kódy, stav klíčových součástí (brzdové obložení, akumulátory, spojka atd.) nebo provozní podmínky, ve kterých je nákladní 26

27 automobil využíván. Díky těmto informacím může servisní středisko řidiče včas upozornit na možnou poruchu a zabránit neplánované odstávce vozidla. Další důležitou vlastností je informovanost servisu a možnost dokonale se připravit na plánovanou servisní údržbu. Dojde tak ke zkrácení doby potřebné pro opravu porouchaných součástí. Díky telematické bráně je dnes možné provést vzdálenou kalibraci zobrazované spotřeby paliva, úpravu upřednostňovaného rychlostního omezení nebo aktivaci indikátoru zatížení. [18] 3.3 Vnější podmínky provozu Mezi vnější podmínky ovlivňující hospodárnost provozu nákladního automobilu patří povětrnostní, silniční a dopravní podmínky. Žádnému z těchto vnějších vlivů nelze zamezit úplně, lze je však alespoň částečně eliminovat. Povětrnostními podmínkami rozumíme vlivy počasí, tedy teplotu vzduchu, vítr, déšť či sníh. Tyto vlivy s výjimkou případné volby trasy přes méně větrné okolí nemáme možnost ovlivnit. V zimním období je teplota vzduchu podstatně nižší než v letních měsících. Chladné počasí způsobuje zvýšené tření motoru ihned po nastartování. Celému pohonnému ústrojí trvá déle, než dosáhne své provozní teploty a dochází tak ke zvýšenému namáhání, stejně jako k růstu spotřeby paliva. Při větrném počasí je vliv na spotřebu paliva závislý na směru větru. Pokud jede nákladní automobil po směru větru, dochází k mírnému snížení spotřeby paliva. Pokud se však vozidlo pohybuje kolmo na směr větru nebo proti směru větru, způsobují poryvy větru nestabilitu vozidla a vyšší aerodynamický odpor. Tento vliv se dá částečně eliminovat snížením rychlosti vozidla, nicméně i v tomto případě bude nárůst spotřeby paliva zaznamenán. Za deště nebo sněžení je prvotním úkolem řidiče zajistit bezpečnost vozidla i nákladu, proto je velice složité soustředit se na zásady úsporné jízdy. Přesto především při jízdě na dálnicích je nutné vyhýbat se jízdě ve stopách v jízdním pruhu zaplněných vodou. Výzkumy v severských zemích ukazují, že v průměru se spotřeba paliva zvyšuje asi o 15 % při srovnání zimních měsíců s letními. Důvodem jsou nejen horší povětrnostní podmínky, ale také spalováním tzv. zimní nafty, do které jsou přidávány aditiva a dochází ke snížení využitelné energie obsažené v palivu. [18] 27

28 Silniční podmínky jsou odvislé od zaměření na určitý druh přeprav. Vozidla dálkové dopravy jezdí obecně po kvalitnějších silnicích, než je tomu například u rozvážkové či stavební dopravy. Infrastruktura silnic je také v jednotlivých státech odlišná, stejně jako kvalita povrchů silničních sítí. Silnice ovlivňuje spotřebu paliva svým povrchem, členitostí, maximální povolenou rychlostí a topografií. Řidič nákladního automobilu může omezit vliv nežádoucích vlastností silnice volbou jiné vhodnější trasy, pokud je to možné s ohledem na vzdálenost a ostatní činitele. Povrch vozovky ve většině případů nemá významný vliv na spotřebu paliva. Každé přibrzdění, přeřazení a opětovné zrychlení vozidla znatelně ovlivňuje spotřebu paliva, proto členitost a topografie naplánované cesty je základním atributem pro výběr vhodné trasy. S členitostí a topografií zároveň souvisí i průměrná cestovní rychlost dosahovaná na dané trase. Při porovnání dálničního kopcovitého terénu se zvýší spotřeba paliva i o více než 2 % oproti dálničnímu provozu po rovině a až o 5% v případě jízdy po silnici v horských oblastech. [4] Poslední skupinou vnějších podmínek provozu jsou podmínky dopravní. Těmi rozumíme především hustotu provozu, která je závislá nejen na čase průjezdu danou lokalitou, ale také dnem v týdnu, ve kterém je doprava příslušnou lokací provedena. Dopravní špičky jsou běžnou součástí dopravy ve větších městech. Zásadou hospodárného provozu je dopravním špičkám se vyhnout a vykonat průjezd danou oblastí v jiný čas. Pokud však nelze přepravu z časových důvodů naplánovat jinak, je potřebné počítat se zvýšením nákladů za palivo i v řádu desítek procent. Nejkritičtějším dnem z pohledu spotřeby paliva je středa a pátek, naopak nejlepším sobota, kdy nákladní automobily dosahují vyšší průměrné rychlosti vlivem menšího provozu. S dopravními podmínkami souvisí také podmínky určené přepravní zakázkou. Zadavatel dopravy v podstatě nepřímo určuje výslednou spotřebu paliva samotnou trasou, počtem zastávek na trase, požadovaným časem doručení a hmotností zásilky. Dopravce může zvýšené náklady za palivo částečně eliminovat vhodnou konfigurací nákladního vozidla pro daný typ přepravy, vhodně zvolenou a naplánovanou trasou a kvalitním a vyškoleným řidičem. 28

29 3.4 Technika jízdy řidiče Průzkumy ukazují, že rozdíl ve spotřebě paliva mezi nejlepším a nejhorším řidičem dopravních společností (stejná specifikace vozidla, hmotnost nákladu i trasa) může činit 2 3 %. Důvodem tohoto rozdílu nemusí být fakt, že by jeden z řidičů byl horším řidičem než druhý, ale pouze nemusí mít všechny potřebné informace a zkušenosti k tomu, aby dokázal snížit spotřebu paliva svého nákladního automobilu na úroveň jeho spolupracovníků. Již po absolvování autoškoly má každý řidič jiné počáteční dovednosti a další zdokonalování záleží na každém jednotlivci. Dalším faktorem rozličné kvalifikace řidičů je informovanost o technice vozidla a správných návycích zajišťujících úspornou a hospodárnou jízdu. [18] Vzhledem ke značným kvalitativním rozdílům mezi řidiči dnes všichni dodavatelé nákladních vozidel poskytují služby pro podporu a výuku řidičů. Obecně se tato služba nazývá školení řidičů a dělí se do mnoha rozličných kategorií dle požadavků majitelů dopravních společností Školení řidičů Dopravní společnost, vlastnící nejmodernější techniku ve svém vozovém parku, nemá předem zaručeno, že její nová vozidla budou jezdit hospodárněji než srovnatelná starší nákladní vozidla. Tato skutečnost je dána nekvalifikovanými řidiči, kteří nejsou schopni naplno využít technický potenciál vozidla vlivem neznalosti všech systémů a vlastností vozidla. K tomuto účelu si mohou majitelé dopravních společností objednat pro své zaměstnance školení zaměřené na zlepšení technických znalostí a získání správných návyků při ekonomické jízdě. Mezi základní typy školení řidičů patří: [18] teorie ekonomické jízdy teorie i praxe ekonomické jízdy zkušební jízdy 29

30 coaching řidičů školení bezpečné jízdy školení defenzivní jízdy škola smyku školení technika dopravní společnosti školení profesních průkazů Teoretické školení ekonomické jízdy je základním typem výuky řidičů. Školení se odehrává na učebně s využitím audiovizuální techniky a odborného školitele. Jsou vyučovány zásady ekonomické jízdy z pohledu správného používání všech ovládacích prvků a systémů vozidla. Tímto školením by měl projít každý řidič již při převzetí nového vozidla. Dalším typem je teorie i praxe ekonomické jízdy. Jedná se o rozšíření teoretické části o praktickou jízdu školitele s řidiči. V první fázi jede řidič ve svém nákladním vozidle pod dohledem školitele, který pozorně sleduje veškeré prohřešky proti hospodárné jízdě. Poté následuje konzultace s řidičem o jeho jízdním stylu a zdůraznění jeho řidičských nedostatků. Na závěr řidič svoji jízdu zopakuje a snaží se aplikovat nově získané vědomosti pro snížení spotřeby paliva. Zkušební jízda spočívá v účasti školitele jako druhého člena posádky vozidla. Školitel plní úlohu druhého řidiče a zároveň pozorovatele při předem určené vícedenní přepravě. Konzultuje s řidičem jeho nedostatky, radí a zároveň ukazuje zásady ekonomické jízdy při své vlastní jízdě. Coaching řidičů je dlouhodobějším typem školení. Je založen na skutečnosti, že po jednorázovém školení řidič dodržuje zásady úsporné jízdy pouze po určitou dobu a vlivem delšího časového odstupu, stresu a nízké motivace se postupně opět vrátí k zavedeným návykům, které se s úspornou jízdou neslučují. Proto při tomto druhu školení školitel pravidelně kontroluje přes online systém vozidlo daného řidiče, zjišťuje případné prohřešky a neprodleně řidiče upozorní na provedené nedostatky. Řidič tak neustále napravuje své zlozvyky. Školení bezpečné jízdy je zaměřeno na zjišťování chování řidiče ve všech jízdních režimech a jeho způsob defenzivní jízdy při daném režimu. Školitel zjistí veškeré 3

31 znalosti a schopnosti řidiče a poradí mu, jak je zdokonalit. Na závěr školení je každému řidiči vystaven hodnotící formulář, který slouží pro motivaci k učení nových poznatků bezpečné jízdy. Obdobným druhem výuky je školení defenzivní jízdy. Jedná se pouze o teoretickou formu školení, při které jsou probírány interaktivně rozbory dopravních situací, aktivní i pasivní bezpečnosti, sledování provozu a předvídavosti. Výsledkem by mělo být uvědomění řidičů o zásadách defenzivní jízdy, která rozhodně nemusí být pomalá a náročná, jak se mnozí řidiči mylně domnívají. Speciálním typem školení je škola smyku. Jedná se o většinou jednodenní kurz, který je složen z teoretické i praktické části. Nejprve jsou řidičům vysvětleny zásady reakcí při krizových situacích, které si poté osobně mají možnost ověřit na zkušebním polygonu. Jsou rozděleni do skupin, kde každá ze skupin cvičí jiný druh krizových situací. Polygon se skládá z několika zkušebních ploch, kde se trénuje krizové brzdění na suchém a mokrém povrchu s různými poměry jednotlivých povrchů, průjezd vrstvou stojaté vody, zkouška aquaplaningu a průjezd zatáčkou se simulací zledovatělé vozovky. Pro osobní automobily se nabízí ještě další zkušební plochy, nákladní automobily jsou však limitovány svými rozměry a hmotností pro absolvování složitějších manévrů. Školením, které není určeno přímo pro řidiče, ale pro dispečery a techniky dopravních společností, je služba školení technika. Základním předpokladem tohoto školení je, aby všechna vozidla dopravní společnosti byla vybavena monitorovacím systémem, který dává do sídla společnosti podrobné informace o jízdním stylu řidičů. Technik je proškolen v takovém rozsahu, aby byl schopen sledovat jízdní styly řidičů a pomáhat svěřenému týmu řidičů ke dlouhodobému snižování spotřeby paliva. [18] Každý řidič, který řídí vozidlo nad 3,5 tuny v pracovněprávním vztahu, má ze zákona povinnost vlastnit profesní průkaz řidiče. Současná podoba pravidel pro získání a udržení platnosti profesního průkazu ukládá povinnost absolvovat vstupní školení v rozsahu 14 hodin pro řízení vozidel skupiny C a 28 hodin pro vozidla skupiny D. Platnost profesního průkazu je 5 let. Každý řidič však musí také absolvovat pravidelná roční školení v rozsahu 7 hodin. Tato školení by měla řidičům poskytnout aktuální informace ohledně novinek v zákonech týkajících se silničního provozu. Toto školení 31

32 mohou provádět akreditovaná školicí střediska a autoškoly. Výrobci nákladních vozidel tak částečně využívají i tohoto povinného pravidelného školení ke zdokonalování znalostí a vědomostí řidičů o základech ekonomické a úsporné jízdy a využívání technického potenciálu vozidla Zásady ekonomické jízdy Dovednost jezdit úsporně nemá nikdo danou od přírody. Někteří lidé k ní mají velice blízko, každý si však musí osvojit potřebné návyky, odůvodnit si jednotlivé úkony a předvídat dopředu nadcházející dopravní situaci. K zásadám hospodárné jízdy patří zejména dodržování následujících aspektů: výběr vhodné trasy předvídání dopravní situace a přizpůsobení doby jízdy dopravním špičkám plynulá jízda konstantní rychlostí vynikající technický stav vozidla využívání volných dojezdů a kinetické energie vozidla při jízdě do kopce využít výkonu motoru vozidla přejíždění horizontů s odlehčením plynového pedálu využívání motorové brzdy rozjíždění vozidla vždy na 1. rychlostní stupeň udržování otáček motoru v ekonomickém rozmezí Vybrání vhodné trasy, předvídání dopravní situace a přizpůsobení doby jízdy dopravním špičkám bylo zmíněno již v předchozí kapitole. Přestože nelze vždy tyto zásady dodržet, každý řidič či dispečer by se měl snažit zvážit tyto faktory a detailně naplánovat trasu a časový harmonogram přepravy pro zajištění co nejnižší spotřeby 32

33 paliva. Úzce související zásadou je dosáhnout co nejplynulejší jízdy konstantní rychlostí. Každá potřeba zrychlení znamená nutnost přivést palivo do spalovacího prostoru motoru a každé brzdění provozními brzdami opotřebení brzdových destiček a kotoučů. Aby byla zajištěna plynulá jízda, musí řidič dostatečně dopředu předvídat dopravní situaci před sebou, držet si dostatečný odstup od vpředu jedoucích vozidel a trasa musí vést co nejrovinatějším terénem. Technický stav vozidla byl již popsán výše. Je jednou z hlavních veličin ovlivňující výslednou spotřebu paliva a také náklady spojené s následnými opravami způsobenými zanedbanou údržbou. Jedním z nejpodstatnějších návyků řidiče pro dosažení hospodárné jízdy s nízkou spotřebou paliva je využívání fyzikálních zákonů. Vhodná aplikace volných dojezdů znamená jízdu vozidla na daný časový okamžik s nulovou spotřebou. S výhodou se volné dojezdy používají před křižovatkami, železničními přejezdy či jinými překážkami silničního provozu, při kterých je zřejmé, že dojde k přibrzdění vozidla nebo jeho úplnému zastavení. Při jízdě do kopce řidič musí využít naplno výkonu motoru, udržovat otáčky motoru v oblasti maximálního točivého momentu a zamezit zbytečnému řazení. Příjezd ke stoupání by měl být vždy co nejvyšší rychlostí s ohledem na maximální povolenou rychlost. Pokud je ve stoupání nutné podřadit, mělo by řazení proběhnout vždy alespoň o jeden celý stupeň. Každé řazení znamená ztrátu rychlosti a spotřebu zbytečné energie nutné k opětovné akceleraci. Při přiblížení k vrcholu stoupání je důležité odhadnout potřebnou rychlost vozidla a těsně před dosažením vrcholu uvolnit plynový pedál, aby došlo k přejetí vrcholu stoupání na volnoběh a tím k další úspoře paliva. Při sjíždění z klesání, u kterého je patrné, že bude následovat rovina či další stoupání a nepřekročí-li rychlost vozidla maximální povolenou rychlost v daném úseku, se s výhodou užívá kinetická energie pohybujícího se vozidla. Pokud je klesání příliš prudké, využije řidič motorové brzdy či retardéru k zpomalení, čímž šetří brzdové obložení. Motorová brzda má nejvyšší účinnost v oblasti vyšších otáček, proto je nutné podřadit a využít tak plného brzdného potenciálu nákladního automobilu. S ohledem na životnost spojkového obložení je doporučeno vždy se rozjíždět na první rychlostní stupeň. Další řazení již může následovat s vynecháním některých 33

34 převodových stupňů, vždy však s přihlédnutím k aktuální hmotnosti nákladní soupravy. Řazení by mělo následovat po dosažení maximálních ekonomických otáček, aby nedošlo k přetočení motoru do oblasti otáček neekonomických. Rozmezí ekonomických otáček je u nákladních automobilů odvislé především od objemu motoru. Nákladní automobily pro dálkovou dopravu, které dnes využívají převážné dvanáctilitrové či třináctilitrové motory, mají rozmezí ekonomických otáček obvykle od 9 1 min -1 až po 1 5 min -1. Nejčastějšími prohřešky proti ekonomické jízdě jsou: přetáčení motoru a jízda v neekonomických otáčkách velký podíl volnoběhů jízda na tempomat v kopcovitém terénu nedostatečné využívání motorové brzdy či retardéru Pokud je řidič pod časovým tlakem a spěchá, velice často zapomene na základy hospodárné jízdy. Nejčastějším prohřeškem je pozdní přeřazení na vyšší převodový stupeň, před kterým následuje jízda v neekonomických otáčkách motoru. Dojde k neúměrnému navýšení spotřeby paliva a zbytečnému opotřebení motoru. U mnohých řidičů stále převažuje názor, že před jízdou je potřebné nechat motor prohřát pomocí volnoběhu po dobu několika minut. Tento názor je však u moderních vozidel zcela špatný. Dnešní kvalitní oleje zamezují nadměrnému opotřebení motoru po nastartování i za velice nízkých teplot. Výrobci nákladních vozidel dnes doporučují nastartovat motor vozidla a ihned po nastartování započít jízdu klidným tempem, tedy nevyužíváním maximálního výkonu motoru a řazení v ekonomických otáčkách. Dojde tak k rychlejšímu prohřátí všech komponentů motoru a také značné úspoře paliva, které by jinak bylo spáleno pouze na chod motoru naprázdno ve volnoběžných otáčkách bez efektivního využití. Podíl volnoběhů z celkového času běhu motoru by se měl pohybovat do hranice 7 %. Nejlepší řidiči dosahují i hodnoty 3 4 %. [18] Jízda s využitím tempomatu je vhodná pro ekonomickou jízdu pouze v rovinatém terénu. Pokud řidič zapíná tempomat i v terénu kopcovitém, dochází k navýšení 34

35 spotřeby paliva. Nákladní automobil nedokáže reagovat na nadcházející stoupání adekvátně a dochází k častějšímu přeřazování, ztrátě rychlosti a zmařené energii pro další akceleraci. Zkušený řidič tedy před očekávaným stoupáním vypne funkci tempomatu, pokusí se nabrat co nejvyšší možnou rychlost a překonat stoupání bez zbytečného řazení. Motorová brzda či retardér jsou do nákladního automobilu montovány za účelem zbrzdění nákladního vozidla a k šetření provozních brzd vozidla především v dlouhých klesáních, kde by mohlo dojít dokonce k přehřátí brzdných elementů a ztrátě brzdného výkonu. Pokud řidič dostatečně nevyužívá tyto zpomalovací brzdy, dochází k nadměrnému zatěžování provozních brzd a tedy i potřebě častěji měnit brzdové obložení. Moderní motorové brzdy poskytují brzdný výkon i přes 4 kw. Tento brzdný výkon je však dostupný pouze ve vyšších otáčkách. Řidič tedy musí v případě manuální převodovky podřazovat, aby dosáhl potřebného zpomalení, což je pro většinu řidičů nepohodlné. U automatizovaných převodovek si již převodovka podřazuje sama dle aktuálních jízdních podmínek a řidič se může soustředit pouze na řízení. S rostoucím podílem automatizovaných převodovek v segmentu nákladních automobilů tedy obecně dochází k částečné eliminaci nedostatečného využívání motorové brzdy. 4 SYSTÉMY INTEGROVANÉ ZA ÚČELEM SNÍŽENÍ SPOTŘEBY PALIVA Moderní nákladní vozidla jsou vybavena celou řadou moderních technologií a systémů, které mají za úkol snížit náklady na provoz vozidla, tedy spotřebu paliva a náklady spojené s údržbou. Základním předpokladem pro jejich správnou funkci je proškolená obsluha, která je schopna využít veškeré funkce daného systému či technického řešení a přeměnit tak investované finanční prostředky v úsporu pohonných hmot. 35

36 4.1 Informační systém Dynafleet Jedná se o nástroj pro správu vozového parku, který poskytuje pod tímto názvem společnost Volvo Trucks. Ostatní výrobci nákladních automobilů nabízejí obdobné systémy pod vlastními názvy, ve většině případů jde o principiálně velice podobné systémy. Systém pracuje online, proto stačí k přihlášení jakýkoliv počítač s připojením k internetu. Systém Dynafleet je určen pro plánování přepravy v kombinaci s plánováním využití vozů, zpracováním zpráv a automatickým reportováním stavu vozidla a časů řidiče. Dopravce má neustálý přehled nad všemi svými řidiči a vozidly, práce dispečerů a techniků dopravních společností je tak velice ulehčena. Proškolený technik dopravní společnosti navíc může provádět rozbor jízdy jednotlivých řidičů a upozornit je na případné nedostatky, což vede k dalšímu snížení spotřeby paliva. [18] Řidič je v neustálém spojení s centrálou dopravní společnosti. Díky kontaktu mezi řidičem a centrálou lze zjednodušit vyřizování objednávek a zlepšit využití vozidel. Komunikace s centrálou společnosti probíhá přes mobilní telefonní síť GSM. Systém také shromažďuje informace z tachografu a řídící jednotky motoru a nabízí tak řidiči i dispečerovi neustále informace o časech řízení řidiče. To přispívá k lepší administraci přeprav a sledování provozních nákladů nákladních automobilů.[18] Systém Dynafleet je tvořen dvěma jednotkami. První nese název Dynafleet Gateway, ovládá se pomocí tlačítek umístěných na přístrojové desce a je umístěna u elektrického rozvaděče pod přístrojovou deskou (Obr. 11). Druhá se nazývá Dynafleet Driver Tool a ovládání probíhá pomocí klávesnice, volitelně může být vybavena také samostatným displejem umístěným na horní straně přístrojové desky. Jednotka Dynafleet je napojena na vícero elektronických řídících jednotek nákladního automobilu a také na tachograf pomocí elektronické komunikační sběrnice vozidla. Systém Dynafleet je také vybaven tlačítkem nouzového alarmu, který slouží pro odeslání nouzové zprávy do centrály VAS (Volvo Action Service). Zpráva je odeslána po stlačení tlačítka alespoň po dobu tří sekund a operátor se neprodleně ozve na telefonní číslo uvedené na online portálu Dynafleet pro ověření iniciované akce. [18] 36

37 Obr Komponenty systému Dynafleet ve vozidle [18] Veškeré údaje jsou přenášeny do centrály dopravní společnosti prostřednictvím sítě GSM. V případě nekvalitního spojení či nedostatečného signálu dojde k uložení dat do vnitřní paměti a k jejich opětovnému zaslání při zlepšení podmínek přenosu. Přijímač GPS zajišťuje systému Dynafleet správné údaje o poloze vozidla a také času, díky němu je také systém možné vybavit o funkci palubní navigace. [18] Programové sady a jejich funkce Každý majitel dopravní společnosti požaduje od informačního systému jiné služby a očekává jiné využití. Proto jsou jednotlivé služby Dynafleetu rozděleny do čtyř programových sad, které lze libovolně kombinovat a zvolit si tak preferované služby. Spotřeba a ekonomika je název prvního balíčku, který je ideálním nástrojem pro analýzu spotřeby paliva a jejího efektivního snížení. Tato sada nabízí detailní výkazy, 37

38 pomocí kterých je možné sledovat, kde lze palivo ušetřit a vyvodit potřebná opatření pro zajištění nižší spotřeby paliva. Vhodné je kombinovat tento balíček se školením řidičů, případně také technika dopravní společnosti. V této programové sadě zákazník dostane přehled o spotřebě paliva, ujeté vzdálenosti a emisích vozidla (Obr. 12). Dále obdrží detailní rozbor stylu jízdy jednotlivých řidičů, vzájemné porovnání vozidel i řidičů a přehledné reporty, které ukazují kvality i nedostatky každého řidiče. Všechny výkazy lze exportovat do formátu xls nebo pdf. [18] Obr Výkaz shrnutí jízdy vozidla [18] Druhá programová sada je zaměřena na časy řízení a odpočinku. Díky tomuto balíčku má dispečer nepřetržitý přehled o výkonu všech řidičů dle nařízení ES č. 561/26. Dojde k zajištění možnosti online stahování karet řidičů a dlouhodobé paměti tachografu (Obr. 13), které předepisuje nařízení komise (EU) č. 581/21 platné od 1. července 21. Tato programová sada také nabízí dispečerovi možnost uložení dat na serverech společnosti Volvo Trucks a přehledné zobrazení a rozbor časů řízení, práce a odpočinku. Veškerá data se dají kdykoliv exportovat do dalších programů pro podrobný rozbor či zálohování [9, 1, 18] 38

39 Obr Stažená data z karty řidiče a tachografu [18] Dalším balíčkem je programová sada s názvem mapa a sledování. Tato služba poskytuje přehled nad všemi vozidly v aktuálním čase i historicky. Informace týkající se rychlosti, času řízení a odpočinku jsou zobrazeny přímo v mapě. Lze nastavit automatické upozornění přiblížení vozidla k předem nastavenému místu a lze také poskytnout přístup zadavatele přepravy pro kontrolu vozidla s jeho nákladem. Existuje také možnost spojení s vestavěnou navigací ve vozidle, které umožní poslat informace o místě nakládky, vykládky a trasy do vozidla. [18] Poslední službou je programový podsystém komunikace, který umožňuje posílat zprávy sms a y mezi vozidlem a dispečerem. Dispečer má k dispozici potvrzení o doručení zprávy a systém ho také informuje, kdy byla zpráva přečtena. Jedná se tedy o velice jednoduchý, rychlý a efektivní způsob komunikace, který ušetří čas oběma stranám. [18] 39

40 4.2 Automatizovaná převodovka I-Shift Automatizovaná převodovka I-Shift je tvořena třemi hlavními částmi. První je skříň spojky, druhou hlavní skříň a poslední skříň stálého převodu (Obr. 14). Skříň spojky vytváří přední čelní stěnu převodovky. Hlavní skříň obsahuje hlavní hřídel, předlohovou hřídel a hřídel zpětného chodu spolu s voličem převodů, který je integrován do skříně ovládací jednotky. Skříň stálého převodu obsahuje planetový převod a výstupní hřídel. Dalšími hlavními komponenty je řídící skříň s řadícími vidličkami a řadicí páka, umístěná v kabině vozidla. Ovládání řídící skříně je zajištěno pomocí elektronické řídící jednotky a odpadá tedy mechanická vazba pomocí lanovodů, kterou je zprostředkováno ovládání u mechanické převodovky. [18] Obr Hlavní komponenty převodovky I-Shift [18] Převodovka I-Shift má dvanáct rychlostních stupňů vpřed, čtyři vzad a dva neutrální stupně. Tato převodovka nabízí možnost manuálního i automatického řazení. Automatický režim umožňuje dva jízdní režimy výkonový a úsporný. Konstrukčně vychází z mechanické převodovky, oproti které došlo k odstranění synchronizačních spojek v hlavní převodovce a řazení řídí sofistikovaná elektronika pomocí vložených 4

41 meziplynů. Řazení tak probíhá podstatně rychleji, tišeji a hmotnost převodovky je o 7 kg nižší v porovnání s manuální převodovkou. Její hmotnost činí přibližně 27 kg bez olejové náplně v závislosti na zvolené variantě. Převodovku I-Shift je možné vybavit pomocným náhonem PTO a lze ji kombinovat se všemi typy motorů pro dálkovou dopravu, stavebnictví i speciální aplikace, s točivým momentem motoru až 3 5 Nm a celkovou hmotností soupravy 6 t. [18] Hlavní převodovka se skládá z redukce (A), která je synchronizovaná, skříně hlavního převodu (B) s nesynchronizovanými převody a ze stálého převodu (C), který je také synchronizovaný (Obr. 15). Redukce má dva různé převodové poměry vpřed, základní část převodovky tři převodové poměry vpřed a jeden vzad. Po kombinaci převodových poměrů redukční (dělící) a základní části dostaneme celkem 6 různých převodových poměru vpřed a dva vzad. Stálý převod, který obsahuje planetovou převodovku, poskytuje další dva převodové poměry pro nízký a pro vysoký rozsah. Celkem po kombinaci hlavní převodovky a stálého převodu dostaneme dvanáct převodových poměrů vpřed a čtyři vzad. [18] Obr Řez automatizovanou převodovkou I-Shift [18] 41

42 Výrobce udává možnost snížení spotřeby paliva až o 7 % v porovnání s mechanickou převodovkou. Toho je docíleno pomocí elektroniky, která sleduje naložení vozidla, rychlost pohybu a úrovně zrychlování a sklon cesty. Tyto údaje jsou využity pro určení a zařazení nejvhodnějšího převodového stupně pro jízdu i rozjezd. Pokud je potřeba, přeskočí jeden i více rychlostních stupňů pro optimální zrychlení a v automatickém módu rovněž pracuje v součinnosti s motorovou brzdou či retardérem pro získání maximálního brzdného výkonu. Převodovka je mazána kombinací tlakového a rozstřikovacího mazání. [18] Dle předpokládaného použití lze převodovku vybavit různými softwarovými sadami, které zajistí optimální spotřebu paliva pro každou aplikaci nákladního automobilu. Základní programovou sadou je varianta Basic, která obsahuje ve standardu automatizované řazení, výkonový režim řazení, možnost manuálního řazení a monitorování teploty oleje. Další variantou je sada pro distribuci a stavebnictví, která navíc přidává kontrolu rozjezdu a funkci vyproštění zapadlého vozidla principem rozhoupání nákladního automobilu. Nejpoužívanější programovou sadou je dálková přeprava a úspora paliva. K variantě Basic přidává funkci volnoběžky a inteligentního tempomatu I-Cruise, který upravuje rychlost vozidla na začátku a konci stoupání při zařazeném nejvyšším převodovém stupni, aby nedošlo ke zbytečné akceleraci a spotřebě paliva. Po ukončení stoupání se vrátí tempomat I-Cruise na původní nastavenou rychlost. Poslední sadou, využívanou převážně pro nadrozměrná vozidla, je Heavy GCM Control, která dokáže volit převodové stupně variabilně v závislosti na aktuálním zatížení soupravy. Převodovka I-Shift může být vybavena také přídavným chladičem, který napomáhá chlazení oleje převodovky při vysokém zatížení. [18] 4.3 Volnoběžka I-Roll Funkce automatizované převodovky I-Shift, která má za úkol snížit spotřebu paliva v mírně kopcovitém terénu na základě maximálního využití kinetické energie rozpohybovaného nákladního vozidla, se nazývá I-Roll volnoběžka. Při aktivaci volnoběžky dojde k rozpojení ozubeného kola vstupní hřídele dělící převodovky, přičemž spojka a hlavní převodovka jsou stále zařazené (Obr. 16). Spojení a rozpojení 42

43 hnacího řetězce je zajištěno pomocí synchronizační spojky. K dostatečnému mazání převodovky dochází právě díky stále zařazené hlavní převodovce, která je v danou chvíli poháněna od hnacích kol nákladního automobilu. [18] Obr Volnoběžka I-Roll [18] Aktivace volnoběžky je podmíněna několika skutečnostmi, které řidič musí splnit. Řadicí páka automatizované převodovky musí být v automatickém režimu a páčka motorové brzdy musí být v poloze A. Funkce I-Roll je k dispozici pouze při zařazeném sedmém a vyšším převodovém stupni a případné klesání nesmí být strmější než 4 %. K aktivaci volnoběžky dojde i při použití tempomatu, pokud není k udržení nastavené rychlosti potřeba motorová brzda a je-li povolené překročení rychlosti nastavené o více než 5 km/h. Aby řidič věděl, kdy je volnoběžka připravena k použití, rozsvítí se na palubním displeji symbol E+. Po aktivaci iniciované odstavením plynového pedálu je činnost zobrazena na palubním displeji symbolem N a otáčky motoru klesnou na hodnotu volnoběžných otáček motoru. [18] Deaktivace systému je zajištěna při jakémkoliv použití provozní či motorové brzdy, stejně jako při sešlápnutí plynového pedálu. Při užití volnoběžky při zapnutém tempomatu se funkce vypne v případě, že je nutné pro udržení konstantní rychlosti využít motor vozidla. [18] 43

44 4.4 Tempomat I-See Hlavní nevýhodou běžného tempomatu je značné navýšení spotřeby paliva při použití v kopcovitém terénu, které je dáno nevědomostí tempomatu o nadcházejícím stoupání a tím pádem nepřizpůsobením výkonu motoru daným terénním podmínkám. Pokud chce řidič i v kopcovitém terénu jezdit úsporně, obvykle musí funkci tempomatu vypnout a ovládat rychlost nákladního vozidla pomocí pedálu akcelerátoru. Proto výrobci nákladních vozidel vyvíjejí inteligentní tempomaty, které vyhodnocují údaje o pozici vozidla pomocí GPS modulu, jízdě vozidla z kopce či do kopce pomocí gyroskopu umístěného na převodovce a na základě zjištěných dat přizpůsobí potřebný výkon motoru. Systém I-See je produkt společnosti Volvo Trucks, který spolupracuje s inteligentním tempomatem I-Cruise, družicovou satelitní navigací GPS a automatizovanou převodovkou I-Shift. Dále obsahuje svoji vlastní řídící jednotku, která obsahuje paměť pro naučení až 3 5 různých kopců, což odpovídá 5 km. Důvodem vlastní paměti je především skutečnost, že mapové podklady mnohdy neodpovídají reálnému profilu trasy, proto se I-See spoléhá na svá vlastní data. Systém pracuje na principu zapamatování profilu projeté cesty a později nasbírané informace použije při opakovaném projetí dané trasy (Obr. 17). [18] Obr Princip činnosti systému I-See [18] 44

45 Každý kopec je systémem I-See rozčleněn na šest segmentů. V první části je hlavní zásadou dosáhnout optimální nájezdové rychlosti, aby bylo dosaženo dostatečné hybnosti na překonání stoupání. Jakmile I-See rozpozná na základě dat z gyroskopu blížící se stoupání, zvýši rychlost jízdy na horní hranici dovoleného rozmezí tempomatu, což nákladnímu vozidlu umožní co nejdelší dobu pokračovat na zařazený nejvyšší rychlostní stupeň. Druhou fází je jízda do kopce bez zbytečného podřazování. Uložené informace o stoupání jsou využity k tomu, aby horizontu bylo dosaženo plynule a bez zbytečného plýtvání palivem vlivem zařazení nižšího převodového stupně. V dalším segmentu se systém zaměří na udržení optimální rychlosti a zamezení neúčelného zrychlování pro přejetí horizontu v návaznosti na následující klesání. Ve čtvrté části těsně před začátkem klesání dojde k aktivaci funkce I-Roll, která udělí vozidlu potřebnou setrvačnost a ušetří energii. Následuje fáze včasného brzdění, kdy systém na základě uložených dat o průběhu klesání a topografie mapy vyhodnotí potřebu použití motorové brzdy a pozvolna koriguje rychlost, kterou nákladní automobil při sjíždění nabírá. Vyvaruje se tak prudkému brzdění na konci svahu. Poslední činností je vyhodnocení následné trasy a přizpůsobení hnacího ústrojí. Pokud je v paměti systému uložena informace a následném kopci, dojde opět k aktivaci volnoběžky, aby se dosáhlo dostatečné hybnosti pro vyjetí dalšího stoupání s vynaložením co nejmenšího úsilí. Systém I-See je schopen pomocí výše uvedeného postupu s využitím inteligentního tempomatu I-Cruise snížit spotřebu paliva až o 5 %. [18] 4.5 Hnací ústrojí I-Torque Nová směrnice EURO 6, upravující maximální dovolené hodnoty emisí ve výfukových plynech, klade na konstruktéry pohonného ústrojí značné nároky. Vývojáři musí zajistit nejen plnění této normy, ale zároveň nesmí vzrůst spotřeba pohonných hmot, která by odradila potenciální zákazníky od koupě jejich produktu. Proto přicházejí s novými řešeními, které dále napomáhají snižovat spotřebu paliva i přes přísné nároky emisní normy EURO 6. Jedním z řešení výrobce nákladních automobilů Volvo je nové hnací ústrojí nazývané I-Torque, které bude na evropský trh uvedené na podzim roku 213. Předností 45

46 tohoto systému je především vysoký točivý moment a nová automatizovaná převodovka, která dokáže řadit bez přerušení silového toku. Dalšími podstatnými aspekty, které přispívají k navýšení účinnosti a snížení dopadu na životní prostředí hnacího ústrojí I-Torque, je nové turbodmychadlo, technologie vstřikování paliva Common Rail, nový software řídící jednotky motoru a systém recirkulace výfukových plynů EGR. Systém I-Torque bude zpočátku dostupný pro motor D13 EURO 6 o výkonu 338 kw a točivém momentu 2 8 Nm. [18] Základním důvodem snížení spotřeby paliva tohoto systému je dosažení maximálního točivého momentu při nízkých otáčkách (Obr. 18). Nižší otáčky motoru znamenají menší tvorbu zplodin, méně tření a především méně častou potřebu vstříknutí paliva. U hnacího ústrojí I-Torque je dosaženo optimálního rozmezí otáček motoru od 9 až po 1 2 min -1. Obr Otáčková charakteristika hnacího ústrojí I-Torque [18] Aby mohl motor pracovat neustále v úzkém ekonomickém rozmezí otáček, je součástí hnacího ústrojí I-Torque nová automatizovaná převodovka I-Shift 2, která je vybavena dvěma spojkami. Společnost Volvo Trucks se stala prvním výrobcem 46

47 nákladních automobilů, který do nákladních vozidel montuje dvouspojkovou převodovku. Hlavní výhodou dvou spojek je absence přerušení točivého momentu při přeřazování. Nákladní vozidlo se chová, jako kdyby bylo vybaveno dvěma převodovkami. Jeden rychlostní stupeň je právě zařazen a druhý je pomocí druhé spojky již přichystán pro rychlé přeřazení na vyšší či nižší rychlostní stupeň (Obr. 19). Dle aktuálních podmínek řídící jednotka převodovky rozhodne, zda vozidlo zpomaluje a je potřeba připravit nižší převodový stupeň nebo zda nákladní automobil akceleruje a proběhne zařazení vyššího převodového stupně. Samotná změna převodového stupně proběhne téměř nepostřehnutelně a dojde tak k přeřazení bez ztráty přenosu hnací síly, což vede k dalšímu snížení spotřeby paliva. [18] Obr Schéma převodovky I-Shift 2 [18] Výrobce uvádí, že systém I-Torque dokáže snížit spotřebu paliva až o 4 % a v kombinaci s tempomatem I-See může nákladní automobil ušetřit až celkem 1 % paliva v porovnání s konvenčním pohonným ústrojím. [18] 47

48 4.6 Sledování tlaku vzduchu v pneumatikách TPM (Tyre Pressure Monitoring) Opotřebování pneumatik nákladního vozidla a jejich nutná obměna je jedním z podstatných finančních nákladů na provoz nákladního automobilu. Pro majitele dopravních společností je nejpodstatnějším ukazatelem kilometrický proběh jednotlivých pneumatik. Na ten mimo jiné v největší míře negativně působí nízký tlak vzduchu v pneumatice. Ve většině případů dochází k problémům s nízkým tlakem vzduchu v pneumatikách v delším časovém úseku, což je důsledkem nedostatečné údržby a nepravidelné kontroly vozidla. Systém TPM tento fakt minimalizuje a zvyšuje ekonomickou efektivitu provozu a bezpečnost nákladního automobilu. [14] Systém kontroly tlaku vzduchu TPM sleduje tlak vzduchu v jednotlivých pneumatikách nákladní soupravy a prostřednictvím informačního systému vozidla upozorní řidiče, pokud v kterékoliv pneumatice dojde i jen k jemnému poklesu tlaku oproti doporučené hodnotě. Optimální hodnotu tlaku vzduchu si navolí sám řidič v informačním systému vozidla. Základem systému TPM je řídící jednotka a snímače tlaku v jednotlivých kolech, které jsou integrovány do ventilku každého kola (Obr. 2). Každý snímač má v sobě umístěnu baterii a také vysílač, který odesílá signál řídící jednotce. Baterie je dimenzována na přibližně pět let provozu. Aby nemohlo dojít k záměně jednotlivých senzorů, každý snímač má přidělen svůj originální kód, prostřednictvím kterého řídící jednotka zjistí, o které kolo se jedná. Pokud je systémem kontroly tlaku vzduchu v pneumatikách vybavena i přípojná technika, obsahuje systém TPM ještě druhou řídící jednotku pro přípojné vozidlo vybavenou vysílačem, který informace o tlacích vzduchu jednotlivých kol přípojného vozidla přeposílá do hlavní řídící jednotky systému. [14] 48

49 Obr. 2 - Schéma komponentů systému TPM [18] Za běžných okolností posílají snímače kol informaci o aktuálním tlaku vzduchu v konkrétní pneumatice do řídící jednotky každých patnáct minut. Výjimkou jsou situace, kdy dojde k náhlému poklesu tlaku. V takové případě je varovná informace odeslána ihned a řidič podle grafického znázornění na displeji informačního systému přesně ví, na kterém kole nastal defekt a je potřeba ho vyměnit. [14] Systém sledování tlaku vzduchu je v segmentu nákladních automobilů perspektivním systémem, protože se jedná o významný bezpečnostní a ekonomický prvek. Nezanedbatelné jsou rovněž ekologické aspekty. Podhuštěná pneumatika vykazuje vyšší valivý odpor a nákladní vozidlo absolvuje přepravu s vyšší spotřebou paliva a produkcí škodlivých emisí. Se sníženou životností pneumatiky také souvisí zvýšené nároky na výrobce pneumatik, kteří musí vyrábět větší množství svých výrobků a produkovat tak další škodlivé emise do ovzduší. [16] 5 MATERIÁL A METODIKA Experimentální část této diplomové práce je zaměřena na měření jízdních parametrů nákladního automobilu v reálných podmínkách silničního provozu. Experimentu se účastnili dva řidiči a každý absolvoval dvě měřené trasy. Náplní měření bylo stanovit rozdíl ve výsledné spotřebě paliva nákladního automobilu při dvou režimech jízdy. V prvním režimu řidiči nevyužívali funkce volnoběžky, kterou bylo zkoušené nákladní vozidlo vybaveno. Ve druhém jízdním režimu naopak byla volnoběžka řidiči aktivována s ohledem na bezpečnost provozu v maximálním možném rozsahu. 49

50 V experimentu byly měřeny mimo jiné tyto hlavní parametry: Spotřeba paliva Otáčky motoru Aktuální točivý moment motoru Rychlost nákladního automobilu Teplota vzduchu Tlak vzduchu 5.1 Popis vozidla a trasy K měření byl zapůjčen nákladní automobil Volvo FH 5 42T EEV a tříosý plachtový návěs Kögel Cargo S 24 (Obr. 21). První registrace tahače i návěsu proběhla v únoru 212. Obr Měřící souprava - tahač Volvo FH 5 EEV a návěs Kögel Cargo [7] 5

51 Tab. 1 - Parametry měřící soupravy [5, 18] Motor Typ D13C5 Výkon [kw] / otáčky [min -1 ] 368 / Maximální točivý moment [Nm] / 2 5 / otáčky[min -1 ] Zdvihový objem [cm 3 ] Zdvih [mm] 158 Vrtání [mm] 131 Kompresní poměr 17,8:1 Počet válců 6 Palivo Motorová nafta Výkon volitelné motorové brzdy VEB+ 375 / 2 3 [kw] / otáčky [min -1 ] Emisní norma EEV Splnění emisní normy Technologií SCR Hospodárné otáčky Převodovka Typ Počet převodových stupňů Doplňkové funkce Programové vybavení Automatizovaná převodovka I-Shift 12 vpřed, 4 vzad Inteligentní tempomat, volnoběžka Dálková doprava a úspora paliva Rozměry pneumatik Přední náprava 385/65 R 22,5 Zadní náprava 315/7 R 22,5 Návěs 385/65 R 22,5 Rozměry a hmotnost Délka tahače [mm] Šířka tahače [mm] Výška tahače [mm] 4 Délka návěsu [mm] Šířka návěsu [mm] 2 55 Výška návěsu v nenaloženém stavu [mm] 4 35 Výška návěsu v loženém stavu [mm] 4 5 Provozní hmotnost tahače [kg] Provozní hmotnost návěsu [kg] 6 48 Největší technicky přípustná / povolená 44 / 44 hmotnost jízdní soupravy [kg] Nákladní souprava byla vybavena na všech kolech pneumatikami Michelin X Energy Savergreen. Na přední nápravě se jednalo o vodící pneumatiky s označením XF, 51

52 na zadní nápravě byly obuty záběrové pneumatiky specifikace XD a na návěsu pneumatiky specifikace XT pro přípojnou techniku. Tato řada pneumatik je určena pro dálkovou dopravu. Hlavní předností je vysoká životnost pneumatik a nízký valivý odpor zajišťující snížení spotřeby paliva a tvorby emisí. [8] Provozní hmotnost soupravy činila cca 14 7 kg. Náklad tvořilo deset kusů betonových panelů (Obr. 22). Hmotnost nákladu byla 24 5 kg. Celková hmotnost naložené jízdní soupravy tedy činila cca 39 2 kg. V této hmotnosti je kalkulován řidič a přibližně poloviční množství pohonných hmot v palivových nádržích. Obr Náklad měřící soupravy tvořený betonovými panely [7] Před začátkem měření měl nákladní automobil najeto km. Tlak v pneumatikách byl před započetím měření zkontrolován a na všech kolech odpovídal předepsaným hodnotám udávaných výrobcem. Vozidlo před absolvováním experimentu mělo veškeré provozní náplně zahřáté na požadovanou provozní teplotu a celkový technický stav byl bezvadný. 52

53 Měřící trasa byla vybírána s ohledem na vhodnou topografii, která by umožnila četné využití funkce volnoběžky. Cílem tedy bylo zvolit trasu obsahující stoupání, klesání, rovné úseky a kombinaci mimoměstského i městského provozu, který by však co nejméně ovlivnil výsledky experimentu. K měření byla vybrána trasa mezi městskou částí Brno-Slatina a obcí Rousínov. Jedná se o silnici II. třídy číslo 43 vedoucí z Brna do Vyškova. Pro účely měření byl zvolen úsek od kruhového objezdu v Brně-Slatině až po kruhový objezd v obci Rousínov, kde došlo k otočení a jízdě zpět (Obr. 23). Délka trasy činila 28,9 km. Střídání řidičů probíhalo na odpočívadle u odbočky k obci Holubice, kde vždy došlo k uložení naměřených dat, kontrole jízdní soupravy a započetí dalšího cyklu měření. Obr Měřící trasa [6] Profil trasy tvořily v převážné míře roviny či lehká stoupání a klesání. Maximální stoupání se nacházelo za křižovatkou s obcí Bedřichovice ve směru na Vyškov a dosahovalo 7,9 %. Jednalo se o jediné stoupání na trase, ve kterém bylo nutno při jízdě podřazovat na nižší rychlostní stupně. V opačném směru se naopak naplno využil výkon motorové brzdy, protože na konci klesání následovala křižovatka s přechodem pro chodce, před kterým byla omezena nejvyšší povolená rychlost na 5 km/h. Průměrný sklon trasy činil 1,9 % a úhrnné stoupání 339 m. Nejnižší bod trasy ležel v nadmořské výšce 226 m n. m. a nejvyšší bod se nacházel v nadmořské výšce 283 m n. m (Obr. 24). 53

54 Obr Grafické znázornění profilu měřící trasy [3] 5.2 Použité měřící zařízení Měřená data byla získávána z vozidlové sběrnice CAN-Bus. V programu LabVIEW společnosti National Instruments bylo vytvořeno programové prostředí, které získaná data zaznamenávalo a ukládalo (Obr. 25). Naměřená data byla exportována do formátu xls a vyhodnocena pomocí programu Microsoft Excel. Obr Programové prostředí LabVIEW [7] 54