Харзевинкель, ноябрь 2023 года. Благодаря новой концепции экспозиции и множеству инновационных продуктов компания CLAAS на выставке Agritechnica в этом году развернет активный диалог с фермерами о будущем сельского хозяйства. Помимо презентации новых продуктов на «Аллее инноваций» в центре стенда CLAAS, также предусмотрен новый раздел — «Лаборатория инноваций». Он позволит всем желающим заглянуть в завтрашний день использования высокоавтоматизированных и автономных решений для устойчивого развития аграрной отрасли.
Зерноуборочный комбайн с гибридной электрической системой привода: концепция постоянной загрузки двигателя для снижения расхода топлива
В ходе эксплуатации зерноуборочным комбайнам зачастую приходится сталкиваться с неоднородными условиями работы. Неравномерная урожайность зерна, объем соломы, количество сорняков или неровный рельеф местности на разных участках полей приводят к тому, что для достижения наилучших показателей приводы рабочих органов и силовые агрегаты уборочной машины должны постоянным образом подстраиваться под новые условия. Иначе не будет ни высокой производительности, ни высокого качества зерна, ни высокой эффективности уборки. Так, например, для оптимальной эффективности работы систем сепарации и очистки зерноуборочного комбайна крайне желательна их постоянная высокая загрузка без значительных колебаний по скорости и объему проходящей через них массы. Рабочие процессы должны происходить в них максимально равномерно. Однако вследствие полевой неоднородности добиться этого практически невозможно.
Использование гибридного электрифицированного привода в зерноуборочном комбайне, разработанного компанией CLAAS и уже проверенного на практике, позволяет сгладить пиковые нагрузки и значительно повысить эффективность работы. В процессе уборки в легких условиях часть мощности двигателя, не требующаяся в данный момент для привода рабочих органов комбайна, преобразуется в электрическую энергию с помощью генератора и накапливается в аккумуляторе. При попадании в сложные условия, например на участок поля с высокой урожайностью или при начале выгрузки из бункера зерна в движении, накопленная электрическая энергия от аккумулятора автоматически высвобождается и помогает основному рабочему приводу. Делает она это с помощью электродвигателя, заменяя тем самым классический форсируемый режим Boost, создаваемый за счет повышения давления наддува. Благодаря этому возникающие пиковые нагрузки преодолеваются комбайном просто и за считаные секунды, а автоматическое распределение нагрузки помогает двигателю машины постоянно работать в режиме оптимального уровня мощности.
Данная концепция позволяет использовать сравнительно небольшой двигатель внутреннего сгорания мощностью порядка 400 кВт, который к тому же работает в диапазоне низких оборотов — 1600 об/мин, а не как обычно — при 1800 об/мин. В паре с ним устанавливается дополнительный электродвигатель мощностью 40 кВт, аккумулятор емкостью 3 кВт·ч и инвертор на 48 В. В ходе практических испытаний расход топлива прототипа с гибридным электрифицированным приводом оказался ниже на 10 %.
Отметим, что дополнительный электропривод работает в низковольтном диапазоне — напряжение менее 60 В. Это означает, что при работе с данной системой необходимые меры безопасности менее сложны по сравнению с системами привода, функционирующими на высоком напряжении. Поэтому техническое обслуживание может проводиться без каких-либо дополнительных мер безопасности и специального обучения оператора.
Гибридная система привода в данном зерноуборочном комбайне 12-го класса состоит из дизельного двигателя мощностью 400 кВт, электродвигателя мощностью 40 кВт и аккумуляторной батареи емкостью 3 кВт·ч. Конструкция гибридного привода
«Кабина 4.0» и Cab10Future: взгляд на кабину будущего для уборочной техники и тракторов
Для полной реализации операторами потенциала производительных и сложных уборочных машин уже сегодня используются многочисленные системы автоматической помощи. И в ближайшие годы тенденция к росту степени автоматизации будет продолжать увеличиваться. А это может привести уже к обратной ситуации, чем мы наблюдаем сейчас. Оператор будет быстрее уставать не от перегруженности работой, а от ее недостатка. Причем в первую очередь в части контроля за работой машины. Поэтому в будущем кабина уборочной техники должна предоставлять оператору возможность выполнять не только те задачи, что напрямую связаны с этой машиной, но и сопутствующие, находящиеся в его профессиональной компетенции.
Исследовательский проект «Кабина 4.0 — OnField» призван посредством новейших технологий и решений, таких как джойстиковое управление, распознавание физического состояния оператора, отслеживание направления его взгляда, показать, как может выглядеть рабочее место в сельхозмашине будущего. Эта концепция включает в себя различное инновационное оборудование с доступом к Интернету, разнообразные человеко-машинные интерфейсы в виде камер, проекционных и обычных дисплеев, клавиатур и многого другого. Оснащение кабины также позволяет непрерывно фиксировать уровень стресса оператора и тем самым устанавливать двунаправленную связь между событиями и его реакцией на них. Это дает системе вовремя предоставить оператору нужные рекомендации в ситуации, когда от него требуется вмешательство в процесс управления сельхозмашиной, а он по причине утомления вовремя не сделал этого.
Основой данной системы выступает виртуальный помощник, который, отслеживая с помощью установленного в обшивке крыши кабины трекера направление взгляда оператора, распознает симптомы сонливости. Определив их, он обращается к оператору в устной форме и акцентирует его внимание на рекомендуемых действиях. Для их выполнения кресло оператора может быть переведено в любой из трех необходимых режимов одним нажатием кнопки. В основном рабочем режиме оно фиксируется в прямом положении. В режиме для отдыха — поворачивается влево. Теперь оператор может выполнять легкие разминочные упражнения, например для восстановления тонуса организма. Кроме того, с помощью дисплея, расположенного над головой, можно просматривать информацию или видеоуроки.
В офисном режиме кресло оператора поворачивается вправо, так чтобы он мог видеть дисплей на правом боковом стекле. В этом случае на платформе подлокотника кресла становится возможным разместить клавиатуру для выполнения различных офисных задач, таких как переписка по электронной почте, поиск информации в Интернете или планирование, документирование и контроль работы с системой управления хозяйством (FMIS). В настоящее время вся эта работа требует дополнительного времени в офисе и, как следствие, существенно уменьшает свободное время специалистов.
«Кабина 4.0» — это проект, в рамках которого пять компаний и научно-исследовательских институтов ведут совместные исследования и разработки в области проектирования кабины будущего
Важным условием успешного практического применения новых функций «Кабины 4.0» является то, что комбайн должен быть оснащен системой автоматического контроля и предупреждения о возможном столкновении. Если она обнаружит препятствие, оператор незамедлительно получит заблаговременное сообщение о необходимости выйти из режима отдыха или офиса, чтобы обеспечить процесс ручного управления машиной.
В разработке проекта «Кабина 4.0» сотрудничают пять участников: Технологический институт Карлсруэ (в лице Института эргономики и организации производства и Отделения проектирования мобильных машин), Институт сельскохозяйственной инженерии Университета Хоэнхайма, а также компании InMach Intelligente Maschinen GmbH, Budde Industrie Design GmbH и Claas Selbstfahrende Erntemaschinen GmbH. Проект «Кабина 4.0» был профинансирован при участии Федерального министерства образования и научных исследований (BMBF) Германии в рамках программы «Сельскохозяйственные системы будущего». Данная инициатива, запущенная в 2019 году, получила положительную оценку на семинарах в рамках различных фокус-групп с участием как операторов, так и руководителей хозяйств.
Cab10Future — это перспективный дизайн-концепт кабины для тракторов и комбайнов компании CLAAS
В проекте CAB10Future компания CLAAS также представляет свое видение кабины будущего. Ее концепция призвана обеспечить более комфортную работу оператора в кресле, благодаря возможности его поворота на 60°. Для лучших условий труда в кабине создана оптимальная рабочая атмосфера: система интеллектуального освещения, применены высококачественные материалы внутренней отделки. Дополняют интерьер передние стойки, способные отражать окружающую обстановку посредством системы камер и дисплеев. Концепт характеризует абсолютная цифровизация взаимодействия оператора с сельхозмашиной посредством больших дисплеев в передней части кабины, а также переход к автономному вождению, выраженный в форме полного отсутствия рулевой колонки. Все это призвано создать для оператора условия для оптимального пространственного восприятия. При этом благодаря круговой системе рабочего освещения обзорность из кабины обеспечена на 360° даже в темное время суток.
Интерьер Cab10Future: большие дисплеи, впечатляющий круговой обзор, уникальный дизайн и высокое качество материалов отделки
Отметим, что концепция кабины Cab10Future в подобной конфигурации может практически без изменений применяться в конструкции как зерноуборочных и кормоуборочных комбайнов, так и тракторов большой мощности.
О компании CLAAS
Фирма CLAAS (www.claas.com) была основана в 1913 году как семейное предприятие, и сейчас она является одним из ведущих мировых производителей сельскохозяйственной техники. Предприятие с головным офисом в городе Харзевинкеле (Германия) является европейским лидером на рынке зерноуборочных комбайнов. Мировое лидерство компания CLAAS сохраняет за собой и в области самоходных кормоуборочных комбайнов. Ведущие места на мировом рынке сельскохозяйственной техники принадлежат фирме CLAAS в области тракторов, а также сельскохозяйственных прессов и кормозаготовительной техники. В ассортимент компании входят самые современные информационные технологии в области сельского хозяйства. Сегодня во всем мире в CLAAS работает более 12 тыс. сотрудников. Оборот за 2022 финансовый год составил 4,9 млрд евро.