Автосамосвалы Геркулес 4х4 и 6х6

     Проект «Создание семейства электромеханических беспилотных автомобилей-самосвалов большой грузоподъемности в интересах добывающих отраслей промышленности РФ» выполнен в рамках Федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» (мероприятие 1.3 Проведение прикладных научных исследований и разработок, направленных на создание продукции и технологий, уникальный идентификатор соглашения: RFMEFI57718X0287.
               Индустриальный партнер проекта – ПАО «КАМАЗ». Основное приоритетное направление проекта: Транспортные и космические системы. Основная критическая технология проекта: Технологии создания ракетно-космической и транспортной техники нового поколения.
            Исследования и разработки реализуют приоритет научно-технологического развития Российской Федерации определенный Стратегией научно-технологического развития Российской Федерации, обеспечивающий связанность территории Российской Федерации за счет создания интеллектуальных транспортных и телекоммуникационных систем, а также занятия и удержания лидерских позиций в создании международных транспортно-логистических систем, освоении и использовании космического и воздушного пространства, Мирового океана, Арктики и Антарктики.
                 Целями проекта являются:
      1. Разработка двух экспериментальных образцов (ЭО) беспилотных автомобилей-самосвалов (БАС) большой грузоподъемности с электромеханической трансмиссией, обеспечивающих снижение эксплуатационных затрат в интересах добывающих отраслей
промышленности РФ.
               2. Создание комплекса аппаратуры управления движением (КАПУД) для обеспечения дистанционного и автономного режимов управления движением БАС с возможностями по автоматическому распознаванию рельефа местности, обнаружению и преодолению препятствий.
БАС 4х4
Снаряженная масса: 25 000 кг.
Полная масса: 50 000 кг.
Грузоподъемность: 25 000 кг.
Максимальная скорость по шоссе: 30 км/ч.
Тип гибрида: последовательный гибрид (ТЭД на передний и задний мосты отдельно).
Максимальная мощность двигателя внутреннего сгорания: 330,8 кВт.
Номинальная мощность электродвигателя (одного): 380 кВт.
Типы ячеек аккумуляторов: LpTOТип рулевого управления: кинематический, поворотные оси.
Дорожный просвет: 509 мм.
Габариты (ДхШхВ): 8769х3657х3499 мм.
БАС 6х6
Снаряженная масса: 40 000 кг.
Полная масса: 75 000 кг.
Грузоподъемность: 35 000 кг.
Максимальная скорость по шоссе: 35 км/ч.
Тип гибрида: последовательный гибрид.
Максимальная мощность двигателя внутреннего сгорания: 404,3 кВт.
Номинальная мощность электродвигателя: 480 кВт.
Типы ячеек аккумуляторов: LpTO
Тип рулевого управления: кинематический, складывание полурам.
Дорожный просвет: 617 мм.
Габариты (ДхШхВ): 11390х3600х4030 мм.
Результаты проекта
        Полученные результаты работ обладают следующими отличительными характеристиками созданной научно-технической продукции:
      — при разработке конструкторской документации применялись современные подходы к проектированию: в полном объеме использовалось имитационное математическое моделирование и метод создания «цифрового двойника» изделия;
        — при разработке электрической составляющей экспериментальных образцов проделана работ с использованием модельно-ориентированного подхода в части создания программного обеспечения верхнего уровня для контроллера движения
    — алгоритмы управления для тяговых батарей, созданных из батарейных модулей, предоставленных индустриальным партнером, и для управления трансмиссией разработаны в среде динамического междисциплинарного моделирования сложных технических систем;
     — архитектура электрической системы сделана модульной, что позволяет изменять конфигурацию системы в короткие сроки и применять отдельные модули в смежных проектах;
       — кабина ЭО№1 и элементы наружного обвеса ЭО№2 созданы из современных композитных материалов, что позволяет существенно снизить массу ЭО и добиться современных конкурентоспособных стилевых решений;- элементы интерьера кабины содержат все необходимые органы управления ЭО№1, включающие в себя дополнительные элементы управления комбинированной энергетической установкой;
       — тормозная система ЭО№1 отличается от типовых тормозных систем карьерных автосамосвалов наличием электрически управляемого блока пропорционального регулирования направления объемов рабочей жидкости функционально продублированным гидравлически управляемым блоком регулирования, электронный блок управления выполнен с возможностью обмена сигналами с комплексом аппаратуры управления движением в автономном режиме транспортного средства.
        Отличительной особенностью ЭО№1 является применение в нем несущей системы, включающей кронштейны, лонжероны и другие листовые детали, соединенные в единую силовую конструкцию, содержащую места крепления под продольно расположений двигатель внутреннего сгорания в передней части рамы отличающейся тем, что в передней части рамы выполнены места под установку тяговых аккумуляторных батарей, а в задней части рамы выполнены места под установку тягового электродвигателя
      Новизной спроектированного ЭО№1 является применение комбинированной силовой установки и сложных компоновочных решений. Решения позволяют обеспечить установку и размещение всех агрегатов ЭО№1 на несущую систему абсолютно новой конструкции.
            Экспериментальный образец №1 полностью соответствует требованиям технического задания.
       Отличительной особенностью ЭО№2 является применение в нем несущей системы, включающей трубы круглого сечения, кронштейны, лонжероны и другие листовые детали, соединенные в единую силовую конструкцию, содержащую места крепления для двух поворотных кругов первой и второй оси, скрепленную с поперечинами посредством болтового соединения, отличающейся тем, что фланцы поворотных кругов соединены по торцу с трубами, которые соединены с другими листовыми деталями; на дне рамы внутри в передней и задней частях, а также снаружи сбоку рамы есть места для установки накопителей электрической энергии; а места крепления гидроцилиндров подъема грузовой платформы выполнены на уровне лонжеронов на расстоянии от внешних листов лонжеронов, не превышающем трех диаметров гидроцилиндров.
      Проведено два мероприятия по демонстрации и популяризации результатов проекта: Будущее машиностроение 2020 и Объединённый международный онлайн форум АВТОНЕТ– 2020 «ФОРУМ ИННОВАЦИОННЫХ ТРАНСПОРТНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ»/МАНФ-2020 «НАЗЕМНЫЕ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ ТРАНСПОРТНЫЕ СРЕДСТВА И СИСТЕМЫ».
     Опубликованы 6 статей в научных журналах, индексируемых в базе данных Scopus. Зарегистрировано 2 результата инновационной деятельности:
           — патент на тяговый электрический привод гибридной шарнирно-сочлененной рабочей машины;
           — патент на раму автосамосвала.
      Проделанная в рамках проекта работа послужит хорошим научно-техническим заделом в области разработки беспилотных автомобилей самосвалов. Проработанные научно-технические решения будут применены на профильных предприятиях, занимающихся производством карьерной техники и на предприятиях из смежных отраслей экономики, разрабатывающих комплектующие.
          Результаты проекта позволят повысить конкурентоспособность отечественной карьерной техники, а также повысить энергоэффективность и безопасность эксплуатации большегрузных автомобилей-самосвалов при работе в условиях карьеров путем использования технологии беспилотных наземных транспортных средств с интеллектуальными электромеханическими трансмиссиями. Социально экономический эффект от внедрения разработанных в проекте научно-технических решений проявится в улучшенных потребительских свойствах существующей карьерной техники. Автономная грузовая платформа и автономный комплекс аппаратуры управления движением для обеспечения дистанционного и автономного режимов управления беспилотным автомобилем-самосвалом является новыми продуктами для российского рынка.
    Разработанные в рамках проекта технические решения и научно-техническая продукция могут быть использованы российскими предприятиями, занимающимися разработкой грузовой техники, а также разработкой высокоинтеллектуальных и роботизированных систем.
    Анализ географического расположения изготовления карьерных самосвалов показывает, что в России отсутствуют отечественные производители тяжёлой карьерной техники – все применяемые в карьерах автосамосвалы либо белорусского производства (БЕЛАЗ), либо производителей дальнего зарубежья, таких как Komatsu, Hitachi, XCMG, SANY, Beml,Terex, Liebher, VOLVO, Perlini, Caterpillar и другие. Поэтому реализация данного проекта способствует развитию компетенций российской отрасли автомобилестроения и является хорошей базой для проведения опытно-конструкторских работ по данной тематике проекта на предприятиях РФ. Научно-технические решения, полученные в результате проекта направлены на импортозамещение и создание актуальной для предстоящего технологического уклада продукции в России.