Design non rigido di un camion a trasporto rigido
L'industria dei camion per il trasporto di miniere aveva bisogno di un camion per il trasporto di merci dotato di tecnologia per risolvere le sfide irrisolte.
È bastato un olandese che viveva in Indonesia importando camion dai Paesi Bassi per utilizzare l'ingegneria e la tecnologia tedesche per produrre una soluzione completamente pronta all'uso per le persistenti sfide del camion per il trasporto minerario che non erano ancora state risolte da altri OEM - finanziate interamente dalla sua proprio risparmio personale.
Eddy de Jongh, prima di diventare CEO dell'ETF European Truck Factory GmbH (inizialmente stabilita in Germania con una seconda sede negli Emirati Arabi Uniti), ha realizzato un'esigenza di nicchia nel settore dei grandi camion durante il lavoro in Indonesia. Il paese indonesiano vede in genere precipitazioni circa il 12% * dell'anno (* percentuale fornita da de Jongh, ma con la ricerca è stato stimato che le stime aumentano del 30%). "Ciò significa che il 12% delle volte, una miniera di carbone nei tropici verrà chiusa mentre piove. Questo è un grosso problema ", afferma de Jongh.
I camion per il trasporto di merci sono stati sviluppati circa 60 anni fa e, man mano che aumentavano di dimensioni, la configurazione delle attrezzature è rimasta la stessa con lievi modifiche apportate in modo incrementale. La movimentazione delle attrezzature in condizioni sdrucciolevoli era inefficace e non sicura per gli operatori e i lavoratori del sito, con conseguenze per la prestazione e la produttività complessive.
Tutta la verità
Al fine di trovare le vere esigenze e le sfide che devono affrontare la produzione e la produttività delle attrezzature, ha intervistato diversi strati di personale presso una società mineraria per scoprire cosa era necessario e cosa desiderava tecnologicamente dal CEO, dai progettisti, dagli utenti delle attrezzature e dai meccanici.
Parlando con i CEO delle miniere, ho chiesto loro cosa volevano da un nuovo camion se il prezzo non fosse un problema ", afferma de Jongh. "Mi hanno detto" il prezzo più basso per tonnellata ". I meccanici e gli operatori avevano molte esigenze, ma il 95% di quelle esigenze aveva soluzioni che non erano in grado di utilizzare o implementare", a causa di costi, tempi o competitività del mercato. È una lotta per un OEM bilanciare il fatto di essere un leader nella tecnologia e di essere il primo ad implementare una nuova funzionalità che può o meno dargli un vantaggio competitivo nel settore.
"In un contesto aziendale, le decisioni e le conversazioni avvengono in genere con il capo, non con il meccanico, quindi quando vengono prese le decisioni, non hanno l'intera storia", afferma de Jongh. Dopo diverse interviste, ha lasciato il suo lavoro per concentrarsi esclusivamente sull'ingegneria del suo nuovo veicolo e si è trasferito in Germania per utilizzare la sua tecnologia avanzata e i prodotti disponibili. Ha riunito un gruppo di giovani ingegneri e due esperti veterani del settore per iniziare il progetto e nove anni dopo ETF era pronto a lanciare il suo primo veicolo
Dato che esistevano solo design e produzione, non vi erano entrate che richiedevano a de Jongh di trovare un partner / investitore per aiutare a finanziare lo sviluppo, così come Jacques Jespers, presidente dell'ETF, fu coinvolto e come gli arabi uniti È stata stabilita la sede di Emirates per la Holding.
Il primo camion verrà consegnato a dicembre a una società di minerale di ferro con sede in Brasile. "Il nostro design risolve così tanti problemi con i camion per il trasporto di merci esistenti che sono sicuro che realizzeremo molti camion in futuro", afferma de Jongh.
L'ETF ha messo insieme un modello di business unico per noleggiare i suoi camion affinché il cliente paghi per tonnellata / km. Manutenzione, riparazione e pneumatici completi sono inclusi nei contratti di noleggio del ciclo di vita e garantiscono una disponibilità tecnica del 95% durante l'intero ciclo di vita dell'apparecchiatura (fino a 90.000 ore, equivalenti a 11-12 anni di utilizzo). Noleggiare l'attrezzatura non comporta spese in conto capitale per l'utente; tutto ciò che l'utente fornisce è il carburante e l'operatore.
Rivalutazione del telaio e della catena cinematica
Telaio
Dato che il telaio principale degli autotreni esistenti è spesso ciò che determina la vita del veicolo con il suo costante abbattimento causato da forze estreme trasferite da urti stradali e urti di carico, l'ETF ha sviluppato una soluzione diversa: il telaio monorotaia. Invece del telaio seduto sulla parte superiore degli assi, il telaio si trova effettivamente tra gli assi, il che si traduce in un baricentro inferiore per una migliore stabilità del veicolo.
Con gli assi supplementari, il veicolo dell'ETF ha tra gli otto e i 16 punti dipendenti dalle dimensioni del veicolo anziché quattro punti di impatto che trasferiscono il carico alle ruote. In questo modo, le forze sul telaio vengono meglio bilanciate mentre si elimina quasi la torsione del telaio. Il telaio monorotaia in combinazione con la lunga corsa delle sospensioni di 950 mm riduce l'affaticamento del telaio e prolunga la vita del veicolo.
Assali, pneumatici e sterzo
Affinché l'ETF potesse implementare il sistema di trazione integrale desiderato, gli assi dovevano essere gestiti in un modo nuovo. I camion per il trasporto di merci esistenti corrono su due assi, uno anteriore e uno posteriore. L'assale posteriore è la potenza e assume una grande porzione del peso quando il pianale del camion è carico, richiedendo pneumatici di grandi dimensioni. Con carenze di pneumatici dovute a una domanda eccessiva, de Jongh ha deciso di aggiungere più assi (i modelli di camion ETF sono disponibili con un numero di assi compreso tra quattro e otto) e di utilizzare uno pneumatico standard di dimensioni molto inferiori. Il camion ETF utilizza pneumatici 24.00R35 rispetto ai pneumatici convenzionali da 56 / 80R63 da miniera che possono essere difficili da trasportare e cambiare. La modularità del design del veicolo richiede la stessa configurazione del sistema di pneumatici e assali oscillanti.
Tutti gli assi sono dotati di due cilindri di sterzo idraulici, ciascuno con il proprio sistema idraulico a circuito chiuso per una ridondanza di sicurezza del 100% considerando che è necessario un solo cilindro. Un sistema di controllo elettronico incorporato ottimizza l'accelerazione mentre monitora lo stato del sistema.
Gli assi aggiuntivi distribuiscono il peso totale del veicolo in modo più uniforme sulle 20 ruote del veicolo (su un sistema a cinque assi, quattro ruote per asse). Una funzione di sollevamento automatico dell'assale consente a un numero inferiore di pneumatici di entrare in contatto con la strada durante i cicli di trasporto a vuoto o in caso di una gomma a terra senza mettere fuori servizio il veicolo. I pneumatici hanno un sistema di gonfiaggio centrale e gli assi sono fissati con sensori di pressione e temperatura per monitorare attentamente l'usura dei pneumatici e la corretta distribuzione del carico per una guida stabile.
Abbiamo progettato il nostro camion per avere anche una sospensione con lo stesso comfort paragonabile a una Mercedes ”, afferma de Jongh. La sospensione autolivellante idropneumatica, insieme agli assi oscillanti (10 gradi a sinistra o a destra) impedisce l'oscillazione complessiva del veicolo e riduce le fuoriuscite durante la guida. I benefici per la salute e il comfort dell'operatore sono un ulteriore vantaggio.
Tutti gli assi interagiscono attraverso una configurazione a controllo incrociato che collega la camera del pistone di un cilindro a molla alla camera dell'anello sull'altro lato del veicolo. Ciò non consente il sovraccarico di un asse durante i movimenti estremi della molla in condizioni stradali estreme.
Motore
Il veicolo utilizza da quattro a sei sistemi di alimentazione indipendenti che offrono numerosi vantaggi agli affittuari e agli operatori, come il backup di ridondanza per i sistemi di sterzo e frenata. "Se pensi al ciclo di lavoro di un camion di trasporto, il 50% delle volte è vuoto, quindi quando il camion è vuoto, non ho bisogno di 2.000 kW di potenza. Il motore turbo da 15,9 litri ha una potenza nominale di 480 kW con una potenza massima di 576 kW a 1.800 giri / min. Quindi, abbiamo deciso di avere diversi motori più piccoli ", afferma de Jongh. Quando il carico del carrello è vuoto, due motori vengono spenti automaticamente senza l'intervento dell'operatore e lo stesso vale in caso di avaria del motore. "Se un motore ha un problema, il veicolo può comunque guidare fino al luogo di manutenzione con i tre motori funzionanti e, poiché i nostri veicoli sono tutti modulari, è possibile sostituire il motore in 15 minuti e rimetterlo al lavoro."
Comfort dell'operatore e caratteristiche di sicurezza
Il sistema di frenatura impiegato sui camion di trasporto dell'ETF è un ritardo idro-cinetico completamente dinamico su tutte le ruote motrici, con una coppia di ritardo di 38.000 Nm per ruota. Un freno a disco a secco e un freno di stazionamento bagnato con ABS sono su tutte le ruote, aggiungendo le caratteristiche di sicurezza necessarie a un camion pesante.
In Indonesia, de Jongh cita un problema di sicurezza che ha incontrato durante le sue interviste. “In una miniera indonesiana, quasi il 60% degli operatori sono donne dei villaggi circostanti. Molte di queste donne non guidano nemmeno le auto, ma viene loro insegnato a guidare un camion a raggio gigante ". Le donne erano in media 5 piedi e 4 pollici di altezza e non riuscivano a raggiungere correttamente i pedali del camion. “Erano seduti sul bordo del sedile della cabina per raggiungere i pedali per oltre 8 ore al giorno, quindi abbiamo reso i pedali della cabina regolabili in altezza in modo che più persone potessero sedersi correttamente e guidare comodamente; un enorme problema di sicurezza dell'operatore è stato risolto molto facilmente. "
Alcune caratteristiche di sicurezza standard esclusive della linea di prodotti ETF includono un sistema di dissuasione del sonno per avvisare i conducenti di affaticamento imminente pericoloso, un dispositivo di misurazione dell'alcool e un sistema di sicurezza ottico per ridurre l'affaticamento durante il funzionamento notturno. Durante la visita alle sabbie bituminose dell'Australia e del Canada, anche se i gestori dei siti affermano che la sicurezza è una priorità, gli operatori trascinano i turni di guida di oltre 12 ore con una visibilità molto limitata da diversi punti ciechi.
Era qualcosa che non riuscivo a capire. Queste sono piccole cose, non grandi investimenti. Quanto costa aggiungere alcune telecamere a un veicolo per rendere sicuri l'operatore e gli altri lavoratori del sito? ”Chiede de Jongh. Altri operatori hanno menzionato la scarsa visibilità della strada a causa della curvatura delle strade della miniera. Poiché i fari erano sempre dritti, se un operatore faceva una brusca svolta a sinistra, l'unica cosa visibile era il muro davanti a lui (o lei), non la strada dietro l'angolo. Le luci di svolta sono una tecnologia esistente su molte automobili di lusso, quindi de Jongh si è assicurato di includere i fari delle curve sul suo camion di trasporto.
Tra diverse telecamere e telecamere a specchio illuminate automaticamente, oltre a cinque radar a doppia portata e due radar di velocità, la visibilità e la consapevolezza dell'operatore sono sostanziali. Evitare la collisione di oggetti statici e in movimento e altri sistemi di miglioramento della produttività non fanno che aumentare i vantaggi in termini di sicurezza del veicolo.
La cabina dal design unico ha tre posti per una comoda area di allenamento e il vetro della cabina ha vetri isolanti per assorbire la temperatura e il suono. L'operatore in cabina ha una linea naturale del sito entro un metro dalla cabina e una visibilità a 180 gradi (360 gradi con telecamere e radar)
Il software dell'interfaccia operatore è stato scritto per visualizzare solo i dati di sistema che erano tempestivi e necessari in quel momento. Altrimenti, de Jongh ritiene che le informazioni possano confondere, esaurire o distrarre un operatore dagli obiettivi di produttività. “Lo sviluppo del software è il risultato della nostra struttura di sistema x-by-wire. E per fortuna l'uso di quella piattaforma ha permesso al sistema operativo autonomo di funzionare estremamente bene. "
Impatto ambientale
"Il secondo problema più importante per noi è stato l'impronta ambientale del veicolo", afferma de Jongh. "Tutti ne parlano, ma pochi stanno facendo qualcosa di qualsiasi significato." I veicoli dell'ETF possono utilizzare una varietà di opzioni di carburante tra cui carburante diesel diretto, biodiesel o miscele di diesel con GNL o idrogeno. L'ETF afferma che il 56% in meno di emissioni di NOx e idrocarburi (HC), il 63% in meno di particolato (PM) e il 15% in meno di biossido di carbonio (CO2) a causa del minor consumo di carburante. A causa di uno speciale sistema di filtri, un veicolo richiederà meno cambi d'olio del necessario e può ottenere una riduzione fino all'85% degli oli usati.
Gli sviluppi significativi di assali, sospensioni e trasmissione possono far risparmiare il 47% in più di rifiuti di pneumatici, riducendo considerevolmente l'uso complessivo di materie prime come la gomma.
È stato un arduo processo di nove anni per il fondatore dell'ETF Eddy de Jongh, dall'inizio alla conversazione, dalla progettazione al prodotto finito, ma il numero incredibile di progressi tecnologici implementati nel nuovo veicolo ha portato il camion di 60 anni nel 21 ° secolo. Con le caratteristiche di guida per il comfort e la sicurezza dell'operatore e la funzione di guida per la produttività e gli aspetti ambientali, il camion per il trasporto completo dell'ETF dovrebbe avere un profondo impatto sul settore minerario e sui futuri progetti di attrezzature competitive