دیدگاه خارج از کشور: بررسی روندهای صنعت کامیون ایالات متحده از طریق طرح سوپر کامیون

وزارت انرژی ایالات متحده به طور مداوم سه مرحله از برنامه "سوپر کامیون" را تامین مالی کرده است و همکاری چین و ایالات متحده در بهبود بهره وری انرژی کامیون ها سابقه طولانی دارد. با تعمیق همکاری چین و ایالات متحده در زمینه تغییرات آب و هوایی، نکات کلیدی همکاری چین و ایالات متحده در بهبود بهره وری انرژی کامیون ها در پس زمینه بی طرفی کربن چیست؟
 

مروری بر برنامه "سوپر کامیون" در ایالات متحده

به منظور کاهش مصرف سوخت و انتشار کربن در کامیون‌های آمریکایی، کاهش هزینه‌های{0}استفاده کاربر، و افزایش مزیت کشور در نوآوری فناوری کامیون، وزارت انرژی ایالات متحده به طور مشترک برنامه نوآوری فناوری مهمی به نام SuperTruck را در سال 2010 راه‌اندازی کرد. این برنامه دارای 15 شریک صنعتی است، از جمله شش تولیدکننده کامیون که مجموعاً 9 درصد از بازار را تشکیل می‌دهند.
فاز اول پروژه "SuperTruck I" از سال 2010 تا 2016 با همکاری 284 میلیون دلاری، با نسبت بودجه 1:1 بین صنعت و دولت فدرال هزینه داشت.
فاز دوم «SuperTruck II» از سال 2017 تا 2021 با بودجه 160 میلیون دلاری اجرا خواهد شد و بودجه پشتیبانی به طور مساوی بین مشاغل و دولت تقسیم می شود.
SuperTruck III از سال 2021 تا 2025 با مجموع بودجه بیش از 100 میلیون دلار با تمرکز بر کامیون‌های سنگین{3}}بدون آلایندگی، برق‌رسانی و زیرساخت‌های شارژ/سوخت‌گیری در دسترس خواهد بود.

شاخص‌های اصلی و اهداف پروژه ابر کامیون

SuperTruck I: در مقایسه با تراکتور سطح 8 در سال 2009، 50٪ بهبود راندمان حمل و نقل را توسعه داد و نشان داد که به سرعت 10 مایل در هر گالن دست یافت و بازده حرارتی ترمز کامیون نمایشی را به 50٪ افزایش داد.
SuperTruck II: نمایش نمونه اولیه کامیون بارگیری شده با موتوری با بازده حرارتی 55 درصد، افزایش بازده حمل و نقل ناوگان تا 100 درصد.
SuperTruck III: نمایش کامیون های برقی خالص 400 مایلی، امکانات شارژ سطح مگاوات و موارد دیگر.

دستاوردهای پروژه ابر کامیون

وسیله نقلیه توسعه یافته توسط برنامه SuperTruck I یک کامیون ترکیبی 8 سطحی است (که معمولاً به عنوان کامیون 18 چرخ شناخته می شود) که با استفاده از فناوری پیشرفته به طور قابل توجهی کارایی سوخت، موتور و سیستم انتقال تریلر تراکتور را بهبود می بخشد. به عنوان ستون فقرات حمل و نقل بار داخلی، 18 کامیون چرخدار 70 درصد از کل تناژ بار را تشکیل می دهند و سالانه تقریباً 28 میلیارد گالن گازوئیل مصرف می کنند که 22 درصد از کل مصرف انرژی حمل و نقل را تشکیل می دهد.

 

 

نمونه های اولیه توسعه یافته توسط Volvo، Daimler، Cummins/Peterbilt و Navistar از هدف SuperTruck I فراتر رفته اند. در مقایسه با تراکتور Volvo VNL 2009، تراکتور جدید طراحی شده وزن خود را تا 3200 پوند کاهش داده است، مقاومت را تا 40 درصد کاهش داده و راندمان حمل و نقل را تا 88 درصد بهبود داده است. پروژه SuperTruck II از روش های مختلف فناوری کامیون و تریلر برای دستیابی به اهداف عملکردی مانند بهبود راندمان موتور، راندمان سیستم انتقال، مقاومت هوا، مقاومت در برابر چرخش لاستیک و وزن خودرو استفاده می کند.

 

با اتخاذ یک رویکرد سیستم یکپارچه برای اطمینان از اینکه اجزای مختلف خودرو با هم کار می کنند، انتظار می رود پنج پروژه SuperTruck II بیش از دو برابر مایل در هر گالن برای کامیون های کلاس 8 داشته باشد. تیم Cummins SuperTruck II بازده حرارتی ترمز 55٪ را از طریق موتورهای مجهز به دستگاه های بازیابی حرارت هدر رفته به دست آورده است. در مقایسه با کامیون معیار در سال 2009، اولین ابر کامیون Freightliner به بهبود راندمان حمل و نقل کلی بیش از 115٪ و بهبود بازده حرارتی ترمز موتور بیش از 50٪ دست یافت.

نمونه اولیه کشتی باری

 

موتورهای کامیون سنگین با راندمان حرارتی فوق‌العاده بالا-بهینه‌سازی شده با پیستون‌های پوشش‌دار بهینه‌شده شکل موج، فناوری کامپوزیت توربو، سکته‌ی طولانی، توربوشارژ دو مرحله‌ای-، سیستم تزریق سوخت ریل مشترک، بازیابی حرارت هدر رفته در چرخه Rankine و سایر فناوری‌ها.

نمونه اولیه موتور فوق-با راندمان حرارتی بالا

 

دلیل دستیابی و فراتر رفتن از هدف کاهش وزن از نظر سبک وزنی (هدف اولیه کاهش وزن 40 درصدی بود اما وزن سوپرکامیون 45 درصد کاهش یافت) تا حدی به دلیل استفاده از فریم آلومینیومی است که 900 پوند سبکتر از محصول نسل قبل است. با وجود اضافه شدن فناوری جدید به کامیون، وزن آن همچنان کاهش یافته است.

آینده سوپرتراک III

Super Truck 3 پروژه های برق رسانی برای کامیون های باری متوسط ​​و سنگین{1}}را تامین مالی خواهد کرد. سرمایه گذاری اضافی باعث بهبود کارایی خودرو و گسترش زیرساخت خودروهای الکتریکی خواهد شد.
در سال 2021، وزارت انرژی ایالات متحده (DOE) دو فرصت مالی به مبلغ بیش از 100 میلیون دلار (برخی می گویند بیش از 162 میلیون دلار) برای بهبود کارایی خودروها، کامیون ها و وسایل نقلیه خارج از جاده و کاهش انتشار کربن اعلام کرد. این بودجه برای حمایت از مرحله بعدی برنامه "SuperTruck" با هدف برقی‌سازی کامیون‌های باری و توسعه زیرساخت وسایل نقلیه الکتریکی (EV) و تلاش‌ها برای کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای از وسایل نقلیه جاده‌ای و خارج از جاده استفاده خواهد شد.
جنیفر ام. گرانهولم، وزیر انرژی ایالات متحده اظهار داشت که دستیابی به انتشار خالص صفر کربن تا سال 2050 به معنای کاهش فعال بزرگترین منبع انتشار گازهای گلخانه ای است که بخش حمل و نقل است. حمل و نقل تقریباً 30 درصد از کل تقاضای انرژی در ایالات متحده را تشکیل می دهد و همچنین بزرگترین منبع انتشار گازهای گلخانه ای است. دو برنامه اول سوپرکامیون وزارت انرژی، بزرگترین تولیدکننده کامیون در بازار نیمه{5}}تریلر ایالات متحده را به جهشی بزرگ در بهره وری سوخت سوق داده است. این بودجه جدید بر پایه این پایه و با ترویج برقی کردن کامیون‌ها در هر اندازه و در عین حال تلاش برای گسترش خدمات شارژ وسایل نقلیه الکتریکی و توسعه موتورهای وسایل نقلیه کم آلایندگی ادامه خواهد یافت.
برای این منظور، دفتر فناوری خودرو (VTO) و دفتر فناوری هیدروژن و پیل سوختی (HFTO) دفتر بهره وری انرژی و انرژی های تجدیدپذیر (EERE) وزارت انرژی ایالات متحده برای انتشار اعلامیه فرصت بودجه SuperTruck 3 (FOA) همکاری کرده اند، که تا سقف 100 میلیون دلار بودجه در طول چهار سال برای کاوش در سیستم{200}{101} و اکتشاف سیستم سنگین{2} مفاهیمی برای راندمان بالاتر و انتشار کمتر این بودجه بر روی یک سری روش‌های برق‌رسانی، مانند سیستم‌های هیبریدی کاملاً برقی{4} با استفاده از سوخت‌های زیستی تجدیدپذیر، هیدروژن و فن‌آوری‌های پیل سوختی، از جمله استراتژی‌های ترکیبی مانند افزایش‌دهنده برد پیل سوختی، متمرکز است.

مشاهده روند توسعه و کاربرد کامیون های آمریکایی از تکامل پروژه فاز 3 Super Truck

موتورهای احتراق داخلی سنتی بیشتر بر روی برق‌سازی، هوشمندی و فناوری آلایندگی صفر تمرکز می‌کنند. شاخص‌های اصلی دو فاز اول طرح ابرکامیون‌ها بر راندمان حرارتی مؤثر موتورهای احتراق داخلی سوخت (موتورهای دیزل)، تکمیل شده با نوآوری‌های فناوری در سبک وزن، آیرودینامیک، یکپارچه‌سازی سیستم و غیره تمرکز دارد. زیرساخت شارژ/سوخت‌گیری، کمک رانندگی هوشمند و سایر فناوری‌ها.
شالوده همکاری چین و آمریکا در زمینه کامیون مستحکم است. از سال 2009، "مرکز تحقیقات مشترک انرژی پاک چین" به ابتکار رهبران چین و ایالات متحده تاسیس شده است. پروژه فرعی آن پروژه "تحقیق مشترک چین ایالات متحده در مورد فن آوری های کلیدی برای بهبود بهره وری انرژی کامیون های متوسط ​​و سنگین" است که یک برنامه تحقیقاتی و توسعه کلیدی ملی از اتحاد بهره وری انرژی کامیون های چینی ایالات متحده و یک پروژه کلیدی برای همکاری بین دولتی بین المللی علمی و فناوری نوآوری است. کل بودجه پروژه نزدیک به 100 میلیون یوان است. با رهبری-دانشگاه‌های معروف داخلی و رهبران صنعت مانند Weichai Power، Guangxi Yuchai، و گروه کامیون‌های سنگین ملی چین، که کل زنجیره تحقیقاتی دانشگاه صنعتی و قدرت صنعتی را پوشش می‌دهد، تحقیقات مشترک چینی ایالات متحده را با هدف توسعه نمونه‌های اولیه مهندسی و وسایل نقلیه نمایشی انجام می‌دهیم که نقشی پیشرو در توسعه فناوری بین‌المللی در توسعه صنعت چین ایفا می‌کند. رقابت فن آوری پیشرفته-.
در سال‌های اخیر، ایالات متحده رهبری بین‌المللی پایدار را در فناوری‌های صرفه‌جویی در انرژی{0}}و کاهش انتشار برای موتورهای احتراق داخلی سنتی در کامیون‌ها حفظ کرده است. در عین حال، به سرمایه‌گذاری در صندوق‌های تحقیق و توسعه در برق‌سازی، سوخت‌های{2}کم کربن/صفر کربن، کامیون‌های بدون آلایندگی و زیرساخت‌های شارژ/هیدروژناسیون ادامه داده است. در آینده، چین و ایالات متحده همچنین به تلاش خود در زمینه همکاری تحقیق و توسعه کامیون در زمینه برق رسانی، نیروگاه هیدروژنی و زیرساخت ادامه خواهند داد.