Bartosz Woźnikowski z firmy TechTIR wyjaśnia w jaki sposób przygotowuje się rajdową ciężarówkę do najtrudniejszego rajdu świata - Rajdu Dakar
Bartosz Woźnikowski: zajmujemy się komercyjnie pojazdami ciężarowymi. Tworzymy oprogramowanie dedykowane każdemu samochodowi indywidualnie – takie szyte na miarę. Oprogramowanie to powoduje, że auta palą minimum półtora litra mniej na 100 kilometrów. Można powiedzieć, że to jest taki Eko tuning, natomiast jest on dość mocno rozbudowany, ponieważ my zmieniamy oprogramowanie silnika i skrzyni biegów, żeby całe auto jako system idealnie pracowało na trasach, które pokonuje. To przynosi potężne efekty i ekologiczne, i ekonomiczne z tego względu, że jeżeli pojazdy ciężarowe średnio w Europie przejeżdżają 10 000 km miesięcznie, to przy oszczędności 1,5 litra na setkę daje 150 litrów w miesiącu. Jeśli firma ma flotę 100 pojazdów, a dla takich firm też świadczymy usługi, to oszczędność miesięczna wynosi 15 000 litrów paliwa. Jest to 15 000 litrów paliwa, które nie zostało spalone i nie przedostało się do powietrza w postaci spalin.
Firma TECHTIR wyrosła z firmy TECHLINE, która od 18 lat zajmuje się elektroniką przede wszystkim dla pojazdów ciężarowych, ale też maszyn specjalistycznych.
Pewnego razu do naszej firmy zgłosiła się inna firma z Czech – mają problem ze sterowaniem silnikiem i potrzebują ten sterownik silnika zorganizować do swojego pojazdu. W czasie, gdy to zgłoszenie otrzymaliśmy pracowało u nas 8 elektroników, więc stwierdziliśmy, że podejmiemy się tego zadania. Po przesłaniu sterownika, został on dokładnie zbadany, pomierzony, sprawdzony i zaprogramowany. Dodam, że wyglądał on typowo, jak na sterownik od samochodu ciężarowego – takiego tradycyjnego – szosowego.
Nasi elektronicy zrobili to co należało zrobić, klient z Czech to odebrał, wpięto sterownik do wozu i okazało się, że nie działa. Po rozmowie telefonicznej odesłano nam sterownik, który dokładnie sprawdziliśmy raz jeszcze. Wszystko było na miejscu, a sterownik był sprawny. Sprawdziliśmy go na zgodność ze schematami i stwierdziliśmy, że musi działać. Po odesłaniu go z powrotem do klienta okazało się, że znów nie działa.
Zadzwoniłem do klienta i powiedziałem – dajcie adres – przyjadę na miejsce ze sprzętem i sprawdzę na miejscu. Okazało się, że była to fabryka Tatry w Koprzywnicy. Po przyjeździe okazało się, że ciężarówka, do której montowano ten sterownik nie ma nic wspólnego z pojazdem drogowym. Miała ona również znacznie zmodyfikowaną instalację elektryczną, więc piny w sterowniku, które były zgodne z wymaganiami fabrycznymi nie odpowiadały tym, które powinny być w samochodzie.
Pomierzyłem wszystko na samochodzie, sprawdziłem wszystkie wejścia do sterownika, zabrałem sterownik i pojechałem z powrotem do Polski. Tu przeprogramowaliśmy go, dodaliśmy brakujące elementy i go odesłaliśmy. Po zamontowaniu samochód zapalił od razu.
Czesi zadzwonili do mnie i powiedzieli, że z tym sterownikiem objeździli kilka firm i nikt nie mógł sobie z tym poradzić. W czasie rozmowy, dopytywali co robimy dokładnie w naszej firmie, okazało się także, że oni przygotowują samochody do rajdów długodystansowych. Kilka miesięcy przed Dakarem znów spotkaliśmy się w Czechach i powiedziano mi, że mają znów dość spory problem – tym razem ze sterowaniem automatycznej skrzyni biegów.
Podczas jazd testowych skrzynia biegów przełączała przełożenia w dość losowy sposób. Tak, jakby „widziała” inną prędkość samochodu. Na przykład jadąc 60 km/h skrzynia wybierała zmiany przełożeń jak dla prędkości 90 km/h.
Pobraliśmy dane ze sterownika skrzyni biegów, obliczyliśmy jej charakterystykę i wgraliśmy nowe oprogramowanie. Okazało się, że zgodność przełączania przełożeń pokrywała się z parametrami jazdy dosłownie do pół kilometra na godzinę. Wtedy prezes czeskiego teamu FESH FESH, który był właścicielem tej ciężarówki, zadecydował – jedziesz z nami na Dakar. Pozostałe auta wypływają na rajd za tydzień, a ty na miejscu zrobisz w nich poprawki.
Odwołałem więc wszystkie plany sylwestrowe i noworoczne i tak zaczęła się nasza przygoda z tą najważniejszą imprezą off-roadową na świecie. Ciężarówki, które popłynęły na rajd, były dla nas dostępne jeszcze przed rajdem na etapach testowania i prologu, więc w tym czasie opanowałem w nich wszystkie nieprawidłowości i wróciłem do domu. W pierwszym naszym Dakarze nie brałem więc pełnego udziału.
Kolejny, zeszłoroczny rajd Dakar już zaangażował mnie całkowicie. Spędziłem na nim 22 dni, czyli cały rajd i kilka dni przed nim oraz po nim. Po tym rajdzie doszliśmy do wniosku, że trzeba całkowicie zmodyfikować sterowanie silnikiem i skrzynią biegów, jeśli z samochodu mamy zrobić prawdziwą torpedę. Do tej pory wszystko było „upchane” w jednym sterowniku, a nowe założenie polegało na architekturze bardziej otwartej i wielu sterownikach, które są odpowiedzialne za poszczególne komponenty silnika i napędu.
Tak, faktycznie niejednokrotnie w osobówkach tak się dzieje. Auta, przy których my pracujemy to pojazdy pod tym względem trochę hybrydowe, jeżeli chodzi o elektronikę. Dokładamy do systemu swoje sterowniki i każemy im współpracować z istniejącymi. Nie raz doszło nawet do tego, że wzięliśmy procesor, zaprojektowaliśmy płytkę i od zera stworzyliśmy własny sterownik, który akurat był potrzebny do jakichś bardzo specyficznych działań. Często też tworzymy coś na zasadzie modyfikacji – ulepszania funkcjonalności danego sterownika. Tutaj jest podobnie, jak w silniku – oryginalne części zastępuje się wzmocnionymi, kutymi, lżejszymi, aby osiągnąć wzrost mocy. My modyfikujemy komputery, modyfikujemy oprogramowanie, aby osiągnąć żądany efekt.
W klasycznej ciężarówce wystarczy sterownik silnika i komputer pokładowy, więc teoretycznie dwoma sterownikami można obsłużyć podstawowe funkcje związane z poruszaniem się pojazdu. W ciężarówkach, które przygotowujemy takich sterowników jest 8. Daje to nam możliwość dokładniejszego i niezależnego sterowania wieloma funkcjami.
Dla przykładu zastosowaliśmy funkcję, która jest bardzo przydatna podczas jazdy po piaszczystym podłożu. W czasie najechania na niewielką wydmę samochód odrywa się od podłoża. Ze względu, że jest to ogromna masa kierowca czuje się jak na rollercoasterze – masa ciężarówki zaczyna go ciągnąć w dół, a kierowca odruchowo napina mięśnie. Powoduje to delikatne dociśnięcie pedału gazu, czego efektem jest wzrost prędkości obrotowej kół i zakopywanie się samochodu tuż po styku kół z podłożem przy lądowaniu. W piasku dochodzi do boksowania kół i poślizgu połączonego z zakopywaniem się pojazdu. W ekstremalnych przypadkach tuż po lądowaniu dochodziło do zakopania się samochodu do połowy koła. Na twardszym podłożu spadek z kołami obracającymi się szybciej niż wynosi prędkość pojazdu jest poważnym zagrożeniem, ponieważ dochodzi do gwałtownych szarpnięć i może spowodować uszkodzenie wału napędowego, półosi albo skrzyni biegów.
Na tę okoliczność musieliśmy zastosować system, który obniża ilość dostarczanego paliwa w chwili, gdy nie ma obciążenia, żeby nie rozpędzać kół oderwanych od podłoża.
Wprowadziliśmy dodatkowe sterowanie do turbin, które są teraz sterowane z obu stron – od strony sprężającej oraz od strony zaworu nadmiarowego. Dołożyliśmy tam naszej konstrukcji moduły, aby możliwie maksymalnie „dopchnąć” powietrza do silnika i zachować odpowiedni margines bezpieczeństwa. Przy tak dużym doładowaniu trzeba mieć świadomość, że problemem jest długotrwała ekspozycja na wyższą, niż normalnie temperaturę.
Bezpieczne balansowanie blisko granicy maksymalnych osiągów może oznaczać, że samochód nie zatrzyma się kilka metrów przed szczytem kilkudziesięciometrowej wydmy. To skończyłoby się koniecznością zjechania z niej, odjechania na odległość, na której można by się było rozpędzić i spróbowania ponownie. A czas leci – coś takiego kosztuje cenne minuty w trakcie rajdu.
Dlatego bierzemy udział w testach, jeździmy na inne rajdy, prowadzimy symulacje, robimy obliczenia. Dopracowanie oprogramowania zajmuje bardzo dużo czasu i wymaga wielkiego zaangażowania i poświęcenia.
W czasie rajdu są też scenariusze nieprzewidziane, więc na próby jedziemy z kilkoma wersjami wcześniej przygotowanego oprogramowania i testujemy każdą jego wersję.
To był chyba najtrudniejszy epizod mojego życia. Nie tylko zawodowego, ale też prywatnego. Przed rajdem badaliśmy silnik na hamowni w Brnie. Wszystko było dograne i sprawdzone. Po tym ciężarówka została przygotowana do rajdu. Na pustyni warunki są inne od laboratoryjnych. Piasek, który nie jest spotykany nigdzie indziej – wyjątkowo drobny – pylisty. Jak się na nim stanie, to człowiek zaczyna się zapadać przy najmniejszym ruchu.
Nowe warunki sprawiły właśnie, że ciężarówka podczas podjazdu pod wydmę nie zmienia biegów – teoretycznie powinna, jednak brakowało kilku obrotów silnika i nie dawała rady podjechać na sam szczyt.
W teamie nastała panika, ponieważ wszystko działało, auta stoją już gotowe do startu, natomiast ta usterka praktycznie dyskwalifikowała samochód. Teoretycznie można było jechać, natomiast nie było szans na zajęcie liczącej się pozycji. Wszystko wskazywało na problem mechaniczny, ponieważ całe oprogramowanie było przygotowane na stanowisku testowym jeszcze przed wyjazdem.
W teamie już zastanawiano, czy się nie wycofać. Widmo gigantycznych kosztów nas przytłaczało – 35 osób, wydane miliony – wystawienie takiego teamu na Dakar to koszt przekraczający 10 milionów złotych – i niesprawna ciężarówka. Zacząłem więc sprawdzać oprogramowanie. Siedziałem z laptopem dzień i noc, ale najgorsze dla mnie było to, że 35 osób patrzyło mi się na ręce. Presja była niesamowita.
Po długim czasie odezwał się do mnie kierowca – Tomas Vratny ze słowami – Bartosz, mam dla ciebie dobrą wiadomość. Wszyscy myśleli, że w jakiś sposób znalazł rozwiązanie problemu, na co on odrzekł – Bartosz, ty sobie dobrze radzisz bez snu – Ty nie musisz spać. To takie typowo czeskie podejście – nie dać się zwariować.
Po całej nocy szukania błędów załoga pojechała na prolog jeszcze z nieprawidłowymi ustawieniami, a ja poszedłem się zdrzemnąć. Siadłem w samochodzie i wziąłem laptop na kolana – zrobiłem jeszcze jedną wersję oprogramowania, którą wgrałem do sterownika po ich powrocie z prologu. Stwierdziłem, że gorzej już na pewno nie będzie – może być tylko lepiej. Pojechali przetestować samochód, a ja nagrywałem telefonem jak podjeżdżają pod wydmę. Podjechali raz, podjechali drugi raz, podjechali trzeci raz i zniknęli. Poszedłem zobaczyć co się stało z ciężarówką – dlaczego nie wracają. Nikogo nie było widać.
Dopiero jak wszedłem na wydmę, to zobaczyłem stojące auto i zadowoloną ekipę, która nagle krzyknęła – Dziękujemy! To była wspaniała niespodzianka. Oprogramowanie działało, samochód jechał jak należy, team był zadowolony z mojej pracy.
Generalnie taki rajd jak Dakar weryfikuje wszystko. Niezależnie od tego jak dobrze się przygotowuje samochód, to zawsze coś się wydarzy niespodziewanego. Obok nas była drużyna, która co noc rozkręcała praktycznie całe auto, wymieniali jakieś części, ciągle coś im się psuło. A nie wierzę, że startowali bez przygotowania. To nie ten kaliber imprezy.
Wbrew pozorom jest to dość poważne zagadnienie. Starałem się nie być słabym ogniwem zespołu, a ponadto zawsze daję z siebie wszystko, więc nauczyłem się czeskiego, żeby nie mieć problemów z komunikacją. Poszedłem na kurs i teraz mogę przyznać, że płynnie mówię po czesku. Na takiej imprezie jak Dakar nie ma mowy o niedopowiedzeniach czy umykaniu informacji. Co prawda można mówić po angielsku, ale ciężko wymagać od każdego członka teamu takiej znajomości obcego języka, która pozwoliłaby na swobodne komunikowanie się.
Nie. W naszym teamie FESH FESH mamy jedną załogę mieszaną – czesko-polską, jedną hiszpańską i jedną litewską. Niedawno właśnie stroiliśmy samochód załodze litewskiej i prowadziliśmy próby naszego oprogramowania.
Te samochody po drogach poruszają się przede wszystkim na lawetach. Jeśli mówimy o odcinku dojazdowym w czasie rajdu, to na okoliczność takiego przejazdu wydawane jest specjalne pozwolenie. Nie są one tak standardowo zarejestrowane, ponieważ nie spełniają wszystkich norm, jakie powinny spełniać samochody ciężarowe – choćby normy hałasu.
Tak samo jest na pozostałych imprezach. Samochody te nie mają stałych dopuszczeń do ruchu.
Od pewnego czasu organizatorzy takich imprez jak Dakar zwracają na to uwagę. Oczywiście nie ma tam ściśle określonych norm czystości spalin, jednak programiści i tuningowcy mają pewien „smog limiter”. To oznacza, że samochód, który widocznie dymi na czarno zostanie wycofany z rajdu. Oczywiście są sytuacje, kiedy na niskich obrotach ciężarówka „puści dymek”, jednak niedopuszczalne jest, aby samochód dymił na czarno w czasie imprezy. Na tym polu widać wyraźną ewolucję w kwestii sterowania silnikiem.
Poza tym w czasie rajdu walczymy o obniżenie zużycia paliwa. Może nie są to spektakularne wartości, ale przy najdłuższych odcinkach specjalnych musimy zwracać na to uwagę. To są ciężkie samochody palące mnóstwo paliwa, więc jeśli weźmie się pod uwagę długość odcinka specjalnego na poziomie 600 km i ukształtowanie terenu, to warto o tym pomyśleć.
Dzień przed odcinkiem dostajemy dokładną charakterystykę danego etapu. Jest tam zawarta informacja między innymi o przewyższeniach – procentowe zróżnicowanie terenu. To nam pozwala na wgranie oprogramowania dopasowanego do charakterystyki konkretnego odcinka specjalnego.
Organizator montuje w samochodach tak zwane restryktory, czyli zwężki na dolocie nie pozwalające na przekroczenie pewnego maksymalnego przekroju przewodu doprowadzającego powietrze. Tego ruszać nie wolno. Ale pozostałe części – oczywiście w miarę możliwości – można wymieniać. Także oprogramowanie.
Ta możliwość pomogła nam przy ostatnim rajdzie Dakar, który był dość szczególny. W trakcie rajdu spadły obfite opady deszczu i wiele odcinków dróg było zalanych. Samochody brnęły w lepkiej mazi, która utworzyła się z pustynnego pyłu.
W takich warunkach konieczne było zmodyfikowanie oprogramowania, aby moment obrotowy nie narastał szybko „od dołu”, ponieważ nawet doświadczony kierowca doprowadzałby do nadmiernego uślizgu kół. Na takie warunki mamy przygotowane oprogramowanie, które pozwala silnikowi na powolne budowanie momentu obrotowego wraz ze wzrostem prędkości obrotowej silnika.
Oczywiście mamy również wersje pośrednie, które pozwalają nam dopasować przebieg momentu obrotowego do konkretnych warunków terenowych. Oprogramowaniem także sterujemy zdolność do hamowania silnikiem, co bardzo przydaje się na długich zjazdach.
To oprogramowanie, które było na poprzednim Dakarze nie wystartuje w tegorocznym. Zostało ono dość poważnie zmodyfikowane, ponieważ jest ono ściśle dopasowane do strony mechanicznej samochodu. A od strony mechanicznej zaszły pewne zmiany. Mieliśmy problem z kolektorem wydechowym – w czasie rajdu przegrzewał się do takiego stopnia, że pękał i dodatkowo wyciągał śruby z bloku silnika. Mieliśmy pięć zapasowych kolektorów i rajd ukończyliśmy nie mając już żadnego zapasu. Zdecydowanie był to słaby punkt. Po powrocie zaprojektowaliśmy nowy kolektor. Został on zamodelowany w oprogramowaniu symulującym 3D, przeliczony pod względem przepływu gazów, wykonany model 3D, sprawdzony wymiarowo i na końcu wykonany konkretny kolektor do silnika.
Wykonanie nowego kolektora z charakterystyką przepływu gazów powoduje, że musieliśmy dość gruntownie zmodyfikować oprogramowanie sterujące silnikiem.
Dodatkowo w tym roku chcemy przetestować zupełnie nowy, a nawet powiedziałbym przełomowy, sposób sterowania turbosprężarką. Prawdopodobnie jeszcze nikt tego nie robił, więc może być to pionierskie rozwiązanie.
Do tej pory silnik w dakarowej ciężarówce, przy której pracujemy miał między 950 a 1050 KM mocy, a teraz dzięki modyfikacjom pracujemy na poziomie 1200 KM mocy. Jednak najważniejsze w sterowaniu silnikiem w takim samochodzie jest umiejętne sterowanie momentem obrotowym a nie mocą, ponieważ moment obrotowy odgrywa największą rolę w czasie jazdy w terenie. A mówimy tutaj o wartościach powyżej 5000 Nm.
Napęd elektryczny będzie wręcz wymarzony do tych spraw. Paradoksalnie – jest prostszy, ale równocześnie jest trudniejszy. W silniku elektrycznym mogącym napędzać ciężarówkę płyną przepotężne prądy generujące bardzo wysokie temperatury więc te zasilanie tego silnika przez przetwornice i falowniki jest skomplikowane. Duże prądy, duże impulsy sprawiają, że konieczne jest stosowanie ogromnych tranzystorów, które pracują na granicy swoich możliwości. Systemy sterowania muszą być bardzo rozbudowane i konieczne jest używanie wyspecjalizowanych tranzystorów polowych, które będą miały równą charakterystykę przełączania nawet przy dużych obciążeniach termicznych – aby nie było spadków napięcia.
Z drugiej strony dochodzi bagaż bateryjny który przy tych mocach i wymaganych zasięgach jest po prostu duży i ciężki.
Organizator Dakaru zagwarantował, że jeżeli pojawi się zgłoszenie pojazdu elektrycznego, to taka kategoria zostanie utworzona. Mamy pewne plany i budujemy ciężarówkę z napędem elektrycznym, ale na razie zbyt wcześnie, żeby mówić o jej starcie w Dakarze.
Ciężko mi sobie to wyobrazić patrząc w tej chwili przez pryzmat mojej podstawowej działalności, czyli modyfikacji oprogramowania w ciężarówkach jeżdżących w długich trasach. Są to samochody robiące 10, 12, a przy podwójnej obsadzie nawet 16 000 km miesięcznie. Przy tych przebiegach nie wyobrażam sobie przejścia branży na napęd bateryjny. Prędzej będzie to możliwe w przypadku napędy ogniwami paliwowymi. A patrząc realnie, to norma Euro 7 wymusi prawdopodobnie zastosowanie dodatkowych filtrów w układzie wydechowym. Przypuszczam, że będą to elektrofiltry zamontowane dodatkowo przy układach SCR i filtrach DPF. Ogólnie będzie walka o te pozostałości cząstek stałych, które nie są wyłapywane przez filtry cząstek stałych.
Rozwiązanie elektryczne na pewno lepiej sprawdzą w samochodach osobowych.
Na razie nie, natomiast jest ono szyfrowane i zabezpieczane. Procedura patentowa jest tak długotrwała, że w naszym przypadku chyba nie ma sensu tego robić. Poza tym, są to tak niszowe rzeczy, że także prawdopodobnie byłoby to bezcelowe. Poza tym auto nie jest moją własnością, tylko właściciela teamu. Wszędzie, gdzie w grę wchodzi prąd lub oprogramowanie – ta „działka” należy do nas. My przy niej pracujemy.
Tak. Na pewno tak. Jest to wielki prestiż i zaszczyt brać udział w tej imprezie. Jak spojrzy się wstecz, to polskie załogi startujące samochodami ciężarowymi należą od dawna do przeszłości w tym rajdzie. Nasze usługi okazały się konkurencyjne. Czesi podczas naszych początków ze sterownikiem do samochodu rajdowego powiedzieli nam wprost – 6 lat szukaliśmy takiej firmy, która nam opanuje elektronikę i sterowanie w samochodzie. Kontaktowaliśmy się z kilkudziesięcioma firmami, ale tylko Wam się to udało zrobić.
Jest wiele spotkań w których chętnie uczestniczymy. Wspieramy ogólnopolski konkurs na Mechaników i staramy się zarażać wiedzą młodych ludzi, którzy jeszcze nie do końca mają sprecyzowany cel w życiu. Dołączyliśmy do SDCM, wspieramy szkoły, prowadzimy wykłady.
Ja wychodzę z założenia, że tej wiedzy do grobu ze sobą nie zabiorę, więc warto pracować nad tym, aby to zaszczepić wśród młodych ludzi, dodać im zapału i motywacji.
A trzeba pamiętać, że jako naród jesteśmy bardzo zaradni. Nie jesteśmy nauczeni wymieniać, tylko naprawiać.
Dziękuję za rozmowę.