Китайские производители сельхозтехники продолжают удивлять российских фермеров. Аграрии нашей страны уже привыкли к тому, что разработчики из Поднебесной могут очень быстро реагировать на запросы рынка, однако, как показала практика, у китайских компаний есть не только желание, но и возможности создавать действительно «что-то новое и прорывное», в частности решения, которые призваны произвести настоящую революцию в тракторном сегменте. Речь идет о новых гибридных тракторах, которые в этом году представили сразу три известных в нашей стране бренда — Ensign (модель Ensign YX 3504-8HEV), Zoomlion (модель Zoomlion DV3804, ещё не показали в РФ, но едет) и LiuGong (модель LiuGong LT3504-CE). В целом гибридные тракторы стали результатом долгого развития технологий для повышения эффективности и экономии в АПК, и именно о них мы Вам сегодня и расскажем.
Чтобы более предметно разобраться в теме гибридных тракторов редакция нашего портала «ГлавПахарь» привлекла признанных экспертов рынка в этом вопросе, среди которых:
Мы задали несколько интересных вопросов по теме и выяснили:
Ответы на эти и многие другие вопросы можно найти в нашей новой статье. Собрали мнения.
Ангелина Горшкова. Действительно, на данный момент именно китайские бренды массово стали разрабатывать и предлагать гибридные приводы на тракторах, хотя данная технология и не новая. Такое высокотехнологичное решение — это прорыв в сельскохозяйственном машиностроении, такая технология обладает большей надежностью и меньшим расходом топлива, а также меньшими потерями мощности от двигателя до крюка. Компетенции в разработке таких инновационных трансмиссий в Китае растут из года в год. В первую очередь, это связано с постоянным развитием в сфере машиностроения, а также молодыми энергичными продвинутыми инженерами, ну и, конечно же, с амбициями выхода на новые рынки.
Рушан Айнетдинов. На самом деле, если немножко разобраться в истории вопроса, то утверждение в заданном вопросе не совсем корректное. Действительно Китай сейчас занимает лидирующую позицию с точки зрения гибридного привода, и не только в тракторостроении, но и в автомобилестроении. Пионерами, на самом деле, в ранних разработках этих технологий точно так же и явились производители из США и Европы. То есть изначально тема гибридного привода всегда «летала в воздухе» как для смежных индустрий, так и для сельхозтехники, поскольку у гибридного привода есть ряд неоспоримых преимуществ. Это более высокая надежность, простота самой конструкции, более высокий КПД электромоторов. Появились также технологии, которые позволяют аккумулировать энергию, то есть появились литий-ионные современные батареи с большим количеством циклов заряда-разряда.
И, собственно, Китай за счет того, как устроена их производственная схема, быстро адаптирует технологии и дополняет, и развивает их. На самом деле, то же можно сказать и про автомобильную промышленность. Ведь первые электромобили, мы с вами знаем, появились еще на заре автомобилестроения, но вот первым коммерчески успешным автомобилем можно считать модели американского производства компании Tesla. Тем не менее, сегодня именно Китай — лидер по производству электро- и гибридных автомобилей во всем мире. То же самое происходит с гибридным приводом в сельхозтехнике.
Андрей Николаев. По моему мнению, Китай стал лидером в лоббировании гибридных тракторов и инноваций в сельхозмашиностроении благодаря следующим факторам:
Ангелина Горшкова. Данная технология в России появилась ещё в 2007 году на заводе ЧТЗ. Там был спроектирован и выпущен бульдозер ДЭТ 400. В Китае данная технология широко используется в строительном направлении, в особенности на фронтальных погрузчиках. Компания Ensign использует гибридную технологию с электро-механической трансмиссией на своих фронтальных погрузчиках достаточно долгое время. Они работают в диапазоне температур от +40 до -40С. Поэтому компания Ensign и решила использовать данную технологию при разработке тракторов на 350 л.с.
Рушан Айнетдинов. Гибридный привод решает целый ряд задач. Тракторы с бесступенчатой трансмиссией присутствуют в продуктовом портфеле многих производителей. Исторически все производители стремились выпустить трактор с широким диапазоном рабочих скоростей, который можно эксплуатировать по логике управления тягой, «сродни управлению легковым автомобилем», поэтому у различных производителей появлялись трансмиссии типа IVT, CVT, то есть бесступенчатая трансмиссия. Но проблема этих трансмиссий в том, что, во-первых, они, как правило, использовали гидрообъемный тип привода, то есть это гидростатическая трансмиссия, а у неё ниже коэффициент полезного действия. И устройство этой трансмиссии было довольно сложным, элементы дорогостоящие и, соответственно, были проблемы по надежности.
Появление и развитие в последние годы технологий электрического привода, развитие, прежде всего, электромоторов, конденсаторов, суперконденсаторов, накопителей энергии, батарей, инверторов, позволило этот дорогостоящий гидромеханический модуль из этой трансмиссии доминировать более простым с технической точки, более надежным и более эффективным электроприводом. И, собственно, исходя из этого и зародилась эта тенденция на гибридный привод. Можно сказать, что изначально, в общем-то, эта идея была на повестке дня всех производителей, не только китайских.
Андрей Николаев. Гибридные тракторы стали результатом долгого развития технологий для повышения эффективности и экономии. Вот краткий обзор:
В последние годы гибридные тракторы активно внедряются благодаря экономическим и экологическим преимуществам, включая уменьшение расхода топлива и выбросов. Таким образом, гибридные тракторы интегрируют достижения в энергетических технологиях, экологические требования и потребности в оптимизации сельскохозяйственного производства.
Ангелина Горшкова. По нашим ощущениям, гибридные тракторы станут прорывом на рынке тракторного машиностроения. Эта технология, в первую очередь, позволит убрать человеческий фактор при работе со сложными агрегатами, так как для управления трактора используется джойстик и оператору нужно всего лишь выбрать режим работы. Если мы возьмем механические трансмиссии или трансмиссию PST – оператору необходимо иметь опыт и понимание при каких оборотах двигателя и на какой передаче он получит необходимую производительность, и при этом не превысит норму по расходу топлива. Гибридная компоновка обладает и большей надежностью по сравнению с механической или гидравлической трансмиссией, позволяя при этом экономить топливо.
Единственным недостатком гибридного привода сейчас является только небольшой период времени работы этой технологии на российских полях. Нужно время для того, чтобы научиться правильно её эксплуатировать и ремонтировать. Для России техника станет действительно прорывом в сегменте тракторов 300+, так как после ухода западных брендов операторы ищут комфорт, простоту использования и надежность — всё то, что может предложить только электро-механическая трансмиссия на данный момент.
Рушан Айнетдинов. Здесь хотелось бы уже предметно обратиться именно к нашей модели. Мы верим, что такая техника сможет «прижиться», поскольку при проектировании были учтены комментарии и пожелания российских фермеров по конструкции трактора. В частности, батарея специально адаптирована под работу в холодном климате: система охлаждения, подогрева до необходимой температуры в составе гибридного привода этого элемента специально разработана под наши условия.
Почему за гибридными тракторами будущее? На самом деле мы с Вами не знаем, за какой технологией реальное будущее. Все развивается в динамике, происходят изыскания, крупные корпорации огромные миллионы долларов ежедневно вкладывают в развитие этих технологий. И на сегодня тенденция рынка производителей как бы сходится в эту точку. Три основных параметра и преимущества этой техники: высокий КПД, более высокая надежность, более низкий расход топлива. Вот три вещи, которые позволяют добиться преференции с точки зрения инженерного видения, какая технология более перспективна. Сейчас именно эта технология выглядит более перспективной.
Недостатки? Естественно, это дорогая цена компонентов, всё равно, что ни говори, за счет отсутствия массовости производства элементы дорогие. А когда мы говорим о гибридном электрическом приводе, что большое количество электропроводки, блоков управления, датчиков, соединений — эти соединения должны не пропускать влагу, не пропускать пыль внутрь себя. То есть должны быть достаточно изолированными, высококачественными, рассчитанными на большое количество циклов размыкания-смыкания. Поэтому, конечно, изначально дорого, но то, что это более эффективно — это факт.
Виктор Чеботарев. Гибридные тракторы становятся всё более перспективным направлением в развитии сельскохозяйственной техники благодаря своим технологическим и экономическим преимуществам. Почему за гибридными тракторами будущее? Во-первых, это высочайшие тяговые характеристики трактора за счет использования электромеханической трансмиссии. Например, наш трактор оснащен двигателем мощностью 350 л.с., но за счет меньших в сравнении с классическими тракторами потерь мощности при её передаче от двигателя на колеса, данный трактор имеет более высокие характеристики, чем привычные нам классические машины 400 л.с. При этом трактор имеет такой высокий КПД и мощность при оборотах двигателя не более чем 1750 оборотов в минуту. И они не становятся выше, несмотря на рельеф поля и разницу почв. Необходимую дополнительную мощность трактору выдает не двигатель, а батарея. В результате мы имеем снижение затрат на топливо, что также является одним из ключевых преимуществ гибридных тракторов. Это особенно актуально для крупных хозяйств, где техника работает практически безостановочно.
Ещё один плюс — повышенный ресурс двигателя, что продлевает срок его службы и сокращает затраты на ремонт. В дополнение владелец такой машины несет меньшие затраты на плановое ТО в связи с отсутствием привычных нам КПП. При работах с ВОМ себя отлично зарекомендовало решение установки отдельного электромотора мощностью 350 л.с. на привод ВОМ. Обороты ВОМ регулируются бесступенчато независимо от оборотов двигателя, что позволило машине иметь исключительную эффективность и стабильность при работе с ВОМ. Включение ВОМ абсолютно не влияет на тяговые характеристики трактора, не повышает обороты двигателя, то есть также позволяет экономить топливо. Гибридные машины имеют один недостаток — это их более высокая стоимость относительно тракторов с классическим приводом. Однако данная разница в цене в значительной степени оправдывает себя на дистанции за счет очевидных преимуществ гибридного привода.
Ангелина Горшкова. Интересный вопрос, в целом я бы сказала, что не пугает, некоторые возможно испытывают опасения только из-за того, что пока данная технология встречается достаточно редко. Думаю, что это вопрос времени. В текущем времени вопрос не в тракторе, а в его обслуживании и ремонте.
По работе и исполнению трактор с гибридным приводом не отличается от тракторов с трансмиссиями, которые давно присутствуют на российском рынке. Я бы даже сказала по агрегатированию и работе с орудиями трактор стремительно приближается к западным премиум-брендам: плавная работа, легкость управления и электронная настройка гидравлического потока — всё это позволит оператору не терять много времени для подготовки машины к выходу в поле. Наш трактор такими преимуществами обладает.
Рушан Айнетдинов. Назову ТОП-3 страха аграриев, или мифы и легенды о гибридном тракторе. Первый страх — нужно ли его заряжать? Не все наши аграрии понимают гибридную схему. В частности, наш трактор нужно «заряжать» только дизельным топливом. То есть нет никакого элемента, который подключает трактор к сети — трактор всё делает сам. То есть только заправь его дизельным топливом, дальше трактор всё сделает сам с точки зрения привода. Второй страх — он уже более правильный и обоснованный, это надежность этой системы, поскольку технология новая. Что тут можно посоветовать? Выбирайте проверенных поставщиков, которые уже как-то зарекомендовали себя на рынке. Лучше выбирать компании, которые прежде, чем везти какую-то машину, привозят для неё сначала запчасти, кладут их на склады, а затем обучают дилеров, проводят техническое обучение, и только после этого везут трактор. Третий страх — где найти деньги на такую технику? А может быть, даже негде найти деньги, а как распорядиться деньгами правильно в текущих обстоятельствах? Что ни говори, стоимость техники высокая. Как выходить из ситуации? Расскажу про нас, мы работаем со всеми известными финансовыми инструментами, плюс также разрабатываем собственные. В частности, для моделей с гибридным приводом будет предложен целый пакет дополнений, направленных именно на фермера. Будут специальные финансовые программы и расширенная гарантия. Также мы будем активно предлагать тракторы на демонстрацию.
Пугает ли конструкция фермеров? Не пугает! Интерес огромный, мы его фиксируем. Особенно со стороны ключевых клиентов в России. Потому что ни для кого не секрет, что тракторы этого класса — это, скажем так, основа производственных процессов. У нас аграрии очень грамотные, и сейчас мы объясняем специфику работы новой конструкции. Они её понимают, вникая в процесс. Технология, когда ты её рассказал, объяснил, становится понятной, и для многих клиентов это сейчас действительно интересно.
Виктор Чеботарев. Конструкция гибридных тракторов может вызывать опасения у некоторых российских аграриев из-за их высокой технологичности и опасений относительно новизны. Важным аспектом является последовательная работа как производителей, так и дилеров над тем, чтобы сделать переход на гибридную технику максимально простым и понятным. Снижение страха перед новыми машинами возможно через повышения уровня осведомленности и демонстрацию реальных преимуществ.
На самом деле гибридные тракторы проще в эксплуатации, чем кажутся, и совместимы с любыми прицепными и навесными агрегатами. Мы доказали это на практике в ходе длительных ресурсных испытаний своих тракторов. Основная задача ресурсных испытаний в России — это агрегатирование трактора со всеми видами сельскохозяйственных агрегатов для проверки систем трактора. Мы анализировали тяговые характеристики, производительность и охлаждение гидравлических систем, работу ВОМ, собирали отзывы механизаторов об уровне комфорта, инженерных групп и руководителей хозяйств. Наша задача — выдать рынку готовое, надежное, работающее решение.
Ангелина Горшкова. Думаю, что рынок гибридных тракторов будет расти за счет появления новых моделей от различных производителей. Уже сейчас мы видим большой интерес в частности к нашей модели. Дальнейшее развитие, в первую очередь, будет нацелено на сегмент 300 л.с. и выше и в пропашном дизайне тракторов. Сложность, возможно, может возникнуть во времени внедрения этой технологии. На это, в первую очередь, будут влиять возможности дилеров для закупки таких тракторов, чтобы демонстрировать эту технологию клиентам в своем регионе, а во вторую очередь — насколько быстро клиенты смогут сами приобретать тракторы с гибридным приводом.
Рушан Айнетдинов. Перспективы будут такие: дальнейшее развитие интеграции систем точного земледелия. Наш трактор тоже идет с интегрированной системой автопилотирования, так называемой системой параллельного вождения с автопилотом, навигацией. Эти системы будут развиваться. Конечно, будут развиваться системы беспилотные, системы искусственного интеллекта, баз данных, интернета вещей, то есть сбора агрономических данных, формирование отчетов на основании этих данных, хранение в облачных серверах. То есть машина станет подключенной к какому-то сервису, в котором будут аккумулироваться данные, эти данные будут анализироваться автоматически, и сельхозтоваропроизводитель сможет принимать свои агрономические решения, именно основываясь на этих данных, а не на просто «голой технологии». Это первый момент.
Далее будет повышаться качество, надежность, эффективность, КПД. В конечном итоге, возможно, в не ближайшей перспективе, но будут эксперименты с точки зрения отказа от двигателя внутреннего сгорания. Пока это не целесообразно, в общем-то исследования показывают, что двигатель нам все равно нужен, но, тем не менее, в этом направлении тоже будут изменения.
Виктор Чеботарев. Рынок гибридных тракторов активно развивается благодаря стремлению к повышению эффективности и увеличению производительности в сельском хозяйстве. В последние годы сельское хозяйство сталкивается с возрастающими затратами и необходимостью оптимизации ресурсов. Гибридные тракторы предлагают значительную экономию, что будет стимулировать спрос на эту технику. Одной из ближайших перспектив является расширение линейки предлагаемых моделей, в том числе в сторону увеличения мощности и адаптивности к разным условиям эксплуатации.
Ангелина Горшкова. Последовательный гибрид в серийном производстве предлагается пока только китайскими производителями. Разработки также ведутся заводом МТЗ — модель 3022 с гибридным приводом находится на испытаниях. Возможно и другие производители будут применять данную технологию в своих тракторах после того как, как увидят технологичность и инновационность таких машин.
Рушан Айнетдинов. Как я уже сказал, мировые лидеры, в частности, John Deere, CNHi ведут разработки гибридной техники. CNHi ведет также параллельные разработки силовых установок на альтернативном топливе, сжиженный природный газ и так далее. Подразделения AGCO также ведут разработки в этом направлении. Практически все крупнейшие игроки этим занимаются. Чем китайские наработки лучше? Это покажет время. Но по факту такие тракторы предлагаются как своеобразная альтернатива топовым мировым производителям. Гибридный привод есть у нескольких китайских производителей, они пытаются его продвигать, в том числе на российском рынке. Но наша особенность в том, что этот привод специально разработан для сельхозтехники специализированным внутренним подразделением Zoomlion. Это не какое-то внешне готовое решение. Оно специально разработано под это шасси, протестировано в различных условиях на всех видах сельскохозяйственных работ.
Андрей Николаев. Несколько мировых сельскохозяйственных компаний, таких как John Deere, AGCO и Kubota, уже работают над разработкой гибридных тракторов. Как правило, китайские наработки в сфере гибридных технологий обычно характеризуются более доступными ценами. Кроме того, китайские производители сейчас уделяют особое внимание потребностям и специфике российского рынка, что сделает их продукцию более привлекательной для наших сельхозпроизводителей. Также важно учитывать, что Китай стал мировым лидером в области технологий электромобилей, создав компетенции в области аккумуляторов, электродвигателей и систем управления энергией. Эти же технологии являются основой для гибридных тракторов.
Ангелина Горшкова. В первую очередь интерес таких тракторов на данный момент находится в мощности 300 л.с. и выше. Возможно, данная технология будет востребована в будущем и на тракторах мощностью ниже.
Рушан Айнетдинов. Для начала в энергонасыщенном. То есть это 300+ л.с. Далее — это тракторы более энергонасыщенные — лично мы пойдем в класс тракторов 400+ л.с. Впоследствии будет представлена целая линейка машин с гибридным приводом в различных группах, в том числе и меньших.
Андрей Николаев. В России гибридные тракторы могут быть востребованы в различных мощностных классах в зависимости от типа хозяйств и их потребностей. Однако можно выделить несколько ключевых сегментов, где такие тракторы будут особенно актуальны: 200-300 л.с. и 350-600 л.с. Например, мы уже проводим испытания машин в Китае в этих мощностных сегментах и готовы обеспечить наш рынок передовой энергоэффективностью и низкими эксплуатационными затратами.
Ангелина Горшкова. В последовательном гибридном приводе трактора Ensign YX 3504-8HEV основными узлами являются двигатель, генератор и тяговый электромотор. В системе отсутствует механическая связь между двигателем и колесами, которые, в свою очередь, приводятся в движение тяговым электромотором. Именно поэтому двигатель работает в узком диапазоне оборотов (1600-1800 об/мин), что существенно увеличивает ресурс двигателя, гарантирует пониженный расход топлива, а также обеспечивает стабильную работу ВОМа.
Двигатель передает мощность на электрогенератор. Далее электроэнергия подается на синхронный тяговый электродвигатель постоянного тока, который преобразует электрическую энергию в механическую и передает вращение на коробку выбора режимов работ. Модуль управления преобразует напряжение и в зависимости от нагрузки перераспределяет электрический ток. Литий-ионная батарея сглаживает скачки нагрузки, а также накапливает небольшой запас энергии. В случае повышения нагрузок, связанных с временными затруднениями на поле, батарея отдает часть своего заряда для преодоления препятствия. Также данная батарея обеспечивает запуск двигателя.
В целом новый 350-сильный китайский трактор Ensign YX 3504-8HEV с гибридным приводом имеет инновационную бесступенчатую трансмиссию, которая позволяет работать со скоростью от 0 до 40 км/час. Среди других особенной машины — гидравлическая система с закрытым центром, аксиально-поршневой насос производительностью 180 литров в минуту с функцией Power Beyond, мосты с блокировкой дифференциала, а также подключаемый передний мост, двигатель — Yuchai мощностью 350 л.с. (число цилиндров — 6, объем — 9,4 л), масса — 12875 кг. ВОМ имеет прямой механический привод от двигателя, обеспечивая простой и плавный запуск подключенных агрегатов.
Рушан Айнетдинов. Zoomlion DV3504 — это полностью российско-китайская разработка: вся силовая установка и сам новый трактор полностью запатентованы. Технология его уникальна и разработана силами Zoomlion. Мы не взяли готовое решение по приводу, а разработали его сами, в том числе в этом процессе участвовала российская команда. Основное отличие нашего привода заключается в том, что в приводе механической части трансмиссии участвует не один, а два параллельно подключенных электромотора, которые могут работать либо совместно, либо по отдельности, либо в различной пропорции. И управляет этими моторами электронный блок управления, совмещенный в едином корпусе с инвертором.
Соответственно, эта схема позволяет прежде всего обеспечить более высокую надежность и вместе с тем получить более высокую отдачу. То есть, по закону сохранения энергии: если у тебя двигатель 350 л.с., с учетом потери в трансмиссии, остаточную мощность возможно передать на колеса трактора, но наш гибрид — в нем нет прямой механической связи между двигателем и трансмиссией, так как наши два мотора, каждый из которых по 240 л.с. максимальной мощности, могут практически полностью эту мощность реализовать на колесах. И, соответственно, компьютер решает, как им работать, например, вместе, и тогда их совокупная мощность увеличивается. То есть для преодоления пиковых нагрузок трактор может развить на колесах не 350, а до 400 л.с. Поскольку есть возможность накопить эту энергию батареи и при пиковых нагрузках сопротивление преодолеть за счет увеличения мощности двигателя.
Второй момент заключается в том, что наш совокупный крутящий момент энергетической установки один из самых высоких в классе. Он составляет 2350 ньютон/метр. В среднем, если брать аналогичные тракторы даже европейского производства, то наш на 20-30 % превышает тракторы с обычной гидромеханической трансмиссией типа PowerShift. То есть большие тягово-сцепные свойства трактор может реализовать в одинаковых условиях, если сравнить с трактором классической трансмиссии. Это что касается привода.
Что касается вала отбора мощности. Вал отбора мощности также у нас с электроприводом, он оснащается плавным пуском, плавным замедлением, что исключает ударные нагрузки в системе и вообще исключает какую бы то ни было зависимость от условий грунта, условий противодействия тягово-цепным свойствам трактора. То есть трактор может ехать, преодолевать сопротивление почвы с агрегатом, при этом сохраняя постоянные обороты вала мощности. Система эта называется MID, M-I-D-D — система гибридного привода, запатентованная компанией Zoomlion. В ней применены восемь основных технологий. Прежде всего, это технология управления энергопотреблением гибридной системы, когда распределение мощности в каждом рабочем режиме оптимальное, то есть ей управляет компьютер, исходя из показаний датчиков. То есть нереактивное: повысилось сопротивление, нам нужно поддать газа, чтобы преодолеть сопротивление. Здесь компьютер за тебя это делает, ты едешь просто как на машине. Также как на современных гаджетах, у нас применена SOC-система, то есть система калибровки режима подзарядки нашей батареи, она будет очень медленно деградировать. Любая батарея деградирует со временем, но наша за счет внедренной самокалибровки постоянно оптимизирует свою работу за счет блока управления. И за счет этого продлевает свой срок службы, её ресурс не так сильно зависит от погодных условий.
Виктор Чеботарев. Гибридный трактор сельскохозяйственного назначения LiuGong LT3504-CE оснащён дизельным двигателем Yuchai YCK11355-T301 с номинальной мощностью 350 л.с. при 1730 оборотах в минуту. Принцип работы гибридной силовой установки довольно прост: заряд аккумулируется в аккумуляторной батарее и затем распределяется на электромоторы. В тракторе установлено два электромотора: один отвечает за ходовую часть, а другой — за вал отбора мощности. Основной мотор представляет собой последовательный гибрид с дизельным двигателем внутреннего сгорания, что обеспечивает высокий уровень мощности и эффективности.
Кроме того, трактор оснащён трансмиссией E-CVT (вариатор с электронным управлением с переключением под нагрузкой), топливным баком на 705 литров, задним навесным устройством с максимальной грузоподъёмностью 9,6 тонны, гидросистемой производительностью до 230 л/мин, четырьмя парами гидровыходов и одним дополнительным выходом. Трактор предназначен для обработки почвы с использованием высокопроизводительных сельскохозяйственных орудий. Гидросистема трактора оснащена аксиально-поршневым насосом, который обеспечивает производительность до 230 л/мин. Гидровыводы включают 4 пары и линию PowerBeyond. Также трактор оснащён гидропортами для подключения дополнительного оборудования. Благодаря примененным техническим решениям 18-тонный трактор способен работать с широким спектром прицепного сельскохозяйственного оборудования и эффективно выполнять задачи на сложных почвах.
Контакты отдела рекламы:
reklama@glavagrar.ruКонтакты редакции:
redakcyja@glavagrar.ru