Первый гибридный автобус от Volvo. Первый гибридный автобус от Volvo Гибриды с возможностью подключения к электросети

Расход топлива снижается более чем на 80%, а общее потребление энергии более чем на 60%. Таковы потрясающие результаты полевых испытаний, гибридного автобуса Volvo , проходящих в Гетеборге.

«Наши результаты даже лучше, чем мы ожидали. Гибрид потребляет менее 11 литров топлива на каждые 100 километров. Это на 81% меньше, чем потребляет эквивалентный дизельный автобус», - говорит руководитель испытаний Йохан Хельсинг (Johan Hellsing). Кроме того, выше планируемых оказалась и данные по общей экономии энергии. Заряжаемый гибридный автобус расходует энергии на 61% меньше, чем требуют для дизельных автобусов.

Полевые испытания в Гетеборге, в которых приняли участие три гибридных автобуса , начались в июне 2013 года. Двигаясь по установленным городским маршрутам, автобусы периодически подзаряжали свои аккумуляторные батареи на остановках, используя подключение к зарядным шинам.

Размещенные на крыше зарядные штанги чем-то напоминают токоприемники троллейбусов или трамваев. Для заряда они автоматически поднимаются и входят в соприкосновение с электродами зарядного устройства, пока пассажиры осуществляют посадку и высадку.

Схема с периодической подзарядкой батарей позволила гибридным автобусам большую часть маршрута проезжать на электрической тяге. Кроме того, что она обеспечила столь значительную экономию, такая методика наносит меньше ущерба окружающей среде, предоставляет пассажирам и водителю больше комфорта за счет снижения выбросов и шума.

Водители, эксплуатирующие машины во время испытаний, отмечают тихую и комфортную езду без вибрации. Дизельный двигатель включался в работу очень редко, несмотря на то, что маршруты изобилуют подъемами. Общая продолжительность работы на электричестве составила около 85% от всего времени, проведенного автобусами на маршрутах.

Испытательный проект в Гетеборге еще не завершен. Его программа включает 10 тысяч часов работы и будет продолжаться большую часть следующего года. Еще один аналогичный проект начнется в Стокгольме, где на маршруты выедет 8 гибридных автобусов.

Ряд европейских городов проявляет живую заинтересованность во внедрении гибридов в схему пассажирских перевозок. Контракты на поставку гибридных автобусов в 2014 и 2015 годах подписали власти Гамбурга и Люксембурга. В 2015 году Volvo планирует начать коммерческое серийное производство подобных машин.

Привод гибридного автобуса Volvo состоит из небольшого дизельного двигателя и электромотора, питающегося от литиевой аккумуляторной батареи. Исключительно на электроэнергии без шума и выбросов автобус может проехать около 7 километров. Подзарядка аккумуляторов занимает 5-6 минут.

1

Статья посвящена вопросам формирования парков экологически чистого и экономичного транспорта, что особенно актуально в условиях интенсивного роста уровня автомобилизации. С целью обеспечения устойчивого развития транспортной системы и городов рассмотрены возможности применения альтернативных видов топлива на автомобильном транспорте, в том числе гибридных приводов. Показана значимость внедрения инновационных решений для повышения экологичности общественного транспорта городов. Приведены стандарты мобильности и ограничения использования неэкологичных автомобилей в мегаполисах, а также показаны перспективы развития общественного транспорта в России и за рубежом. Выполнена качественная оценка ситуации на рынке с целью реализации возможностей расширения парка автобусов с гибридными силовыми установками. Выделены стратегические мероприятия, способствующие выходу гибридных автобусов на рынок.

экологичность транспорта

экономичность

гибридные автобусы

перспективы развития

«зеленая» экономика

1. Карасев А.В. Водород хорошо, но дизель дешевле // Автотрак – 2014. – № 4 – С. 56–57.

3. Alicia A. Reich. Transportation Efficiency. Strategic Planning for Energy and the Environment. – 2012. – Vol. 32, Issue 2. – P. 32–43.

4. Eurostat 2013. Energy, transport and environment indicator. Luxembourg: Publications Office of the European Union. 2013. – URL: http://epp.eurostat.ec.europa.eu/cache/ ITY_OFFPUB/KS-DK-13-001/EN/KS-DK-13-001-EN.PDF (дата обращения – 06.06.2014).

5. Global status report on road safety 2013: supporting a decade of action. 318 р. www.who.int/violence_injury_prevention.

6. Green and healthy jobs in transport: launching a new Partnership under THE PEP. World Health Organization 2011. P. 12.

7. Preparation of the Fourth High-level Meeting on Transport, Health and Environment (April 2014) Concept note prepared by Transport, Health and Environment Pan-European Programme secretariat. ECE/AC.21/SC/2012/3 – EUDCE1206040/1.9/SC10/3. – 10 p.

8. Ribeiro S.K. & D’agosto, M.D.A. Аssessment of hybrid-drive bus fuel savings for brazilian urban transit // Transportation Planning and Technology. – 2004. – Vol. 27, Iss. 6. – P. 483–509.

9. Romm J. The car and fuel of the future. Energy Policy. – 2006. – Vol. 34, Iss. 17. – P. 2609–2614.

«Зеленая» экономика - направление в экономической науке, в рамках которого считается, что экономика является зависимым компонентом природной среды, в пределах которой она существует, и является ее частью. «Зеленая» экономика определяется как экономика, повышающая благосостояние людей и обеспечивающая социальную справедливость и при этом существенно снижающая риски для окружающей среды и перспективы ее деградации. Важные черты такой экономики - эффективное использование природных ресурсов, сохранение и увеличение природного капитала, уменьшение загрязнения, низкие углеродные выбросы, предотвращение утраты экосистемных услуг и биоразнообразия, рост доходов и занятости.

Стоящая перед человечеством задача поддержания экологического равновесия инициирует разработки по снижению выбросов в таких отраслях как строительство, транспорт и энергетика. Стремительное истощение природных энергоносителей выводит на первый план задачу поиска принципиально новых способов получения энергии. Одним из основных направлений в автомобилестроении в существующих тенденциях защиты природы, направленных на решение задачи по снижению потребления углеводородов, является совершенствование и расширение применения гибридных автомобилей.

Автомобильный транспорт является крупнейшим загрязнителем окружающей среды и в первую очередь атмосферного воздуха. По данным агентства Евростат, наиболее значительные объемы выбросов парниковых газов в странах ЕС-28 (рисунок) отмечены вследствие сжигания топлива в таких отраслях, как энергетическая, строительная и транспортная .

В исследованиях зарубежных и российских ученых рассматриваются возможные варианты повышения экологичности и экономичности транспортных средств путем использования альтернативных источников топлива. В работе приведены возможности применения альтернативных источников топлива для общественного транспорта. Статья посвящена анализу перспектив применения альтернативных источников энергии, в том числе гибридных приводов на автомобильном транспорте. Показаны перспективы применения автомобилей на водородном топливе. В статье рассматриваются результаты пилотного проекта «Whistler hydrogen fuel cell bus», рассчитанного на 5 лет, предназначенного для демонстрации эксплуатационных показателей автобусов, работающих на водороде. Результаты реализации проекта свидетельствуют о том, что эксплуатация водородных автобусов с учетом стоимости обслуживания и топлива обходится в три раза дороже, чем эксплуатация автобуса Nova с дизельным двигателем. Несмотря на то, что с экономической точки зрения такой вид транспорта является неоптимальным, исследование в рамках реализации проекта было признано успешным. В первую очередь, такая оценка обусловлена тем, что общие выбросы в атмосферу сократились примерно на 65 % (по сравнению с дизельными автобусами), что соответствует выбросам 4400 т парникового газа.

Выбросы парниковых газов (разбивка по секторам), EU-28, %

Испытания гибридного общественного транспорта, проводимые в Гетеборге, показали, что расход топлива автобуса Volvo менее 11 литров на каждые 100 км. Это на 81 % меньше, чем потребляет эквивалентный дизельный автобус. Гибриды (в проекте было задействовано 3 автобуса) курсировали по установленным маршрутам общественного транспорта, периодически подзаряжая аккумулятор на остановках. Подзарядка происходила посредством подключения к зарядным шинам.

Рассматривая возможности применения альтернативных видов топлива на автомобильном транспорте, в том числе гибридных приводов, следует учитывать такой фактор, как перспективный спрос у потребителей. Поскольку потребитель не всегда готов отказаться от привычных транспортных средств, следует применять перспективные двигатели в тех сегментах рынка, где государство наиболее эффективно может сформировать спрос, используя различные методы стимулирования.

Автор статьи для оценки эффективности транспорта выделяет два основных направления: топливная экономичность и эффективность парка. При этом топливная экономичность - форма тепловой эффективности, зависящая от уникальных параметров двигателя, аэродинамического сопротивления, веса и сопротивления качению транспортного средства, в то время как эффективность парка описывает использование топлива группой транспортных средств, что можно повысить как улучшением характеристик отдельного автомобиля, так и оптимизацией маршрута или модификацией поведения.

В качестве потенциальных владельцев транспорта на альтернативном топливе авторы выделяют следующие группы: города и школы (школьные автобусы; полицейские управления и отделы пожарной охраны; общественный транспорт); компании по прокату автомобилей; федеральные и государственные агентства; коммерческие юридические лица; фирмы-грузоперевозки; почта и службы доставки. Актуальность такого выбора авторы мотивируют тем, что согласно статистическим данным воздействие на окружающую среду крупных парков выше, чем личных транспортных средств из-за большого ежегодного пробега. Пробег личного автомобиля составляет в среднем 12 000 миль/лет, тогда как средний автомобиль в парке проходит 23 000 миль/лет. Кроме того, доля новых автомобилей в парке значительна, поскольку их обновление происходит чаще, чем у индивидуальных владельцев.

В России были опробованы лишь точечные меры поддержки гибридного и электротранспорта. Среди них отмена ввозной пошлины на новые электромобили, предоставление бесплатных парковок для электромобилей в Москве, развитие электротакси в Ставрополе, внедрение программы по строительству инфраструктуры для электротранспорта компанией МОЭСК, ввод «Евро-5» на импортные автомобили, а также предложение Минприроды маркировать автомобили с высоким уровнем загрязнения, запретив им въезд в центр столицы.

Обеспечение доступа к товарам, рабочим местам, услугам, образованию и досугу посредством экологически чистой, здоровьесберегающей, экономически и социально жизнеспособной транспортной системы является ключевым фактором улучшения окружающей среды и качества жизни, фактором экономического и социального роста. По итогам состоявшегося в 2009 г. в Амстердаме Совещания в рамках Общеевропейской программы по транспорту, окружающей среде и охране здоровья (ОПТОСОЗ), а также по итогам Симпозиума ОПТОСОЗ 2010 года, посвященного экологичным и здоровьесберегающим инвестициям и рабочим местам в транспортной отрасли, было создано Партнерство для координации усилий стран-участников и разработки совместных проектов по переходу к «зеленому» транспорту . При этом указывается, что переход к низкоуглеродной транспортной системе может быть осуществлен путем сочетания следующих направлений:

• системного перехода к низкоуглеродным видам транспорта, включая возобновляемые источники энергии и альтернативные транспортные средства и виды топлива;
• сокращения выбросов при данном виде передвижения, в том числе путем управления мобильностью, содействующего менее загрязняющему и более экономически эффективному транспорту;
• изменения модели мобильности в сторону уменьшения количества поездок и сокращения расстояний

В ходе дебатов по вопросам устойчивого развития участниками Конференции Организации Объединенных Наций по устойчивому развитию (Конференция «Rio+20») отмечалось, что транспорт и мобильность имеют крайне важное значение для устойчивого развития в качестве одного из факторов повышения уровня социальной справедливости, улучшения здоровья людей, обеспечения устойчивости городов, налаживания связей между городскими и сельскими районами и повышения производительности в сельских районах. Была отмечена необходимость содействия применению комплексного подхода к выработке на национальном, региональном и местном уровнях политики в отношении транспортных услуг и систем в целях поощрения устойчивого развития.

В документах ОПТОСОЗ отмечается, что внушают оптимизм позитивные примеры принятых мер по улучшению качества городской окружающей среды и поддержки процесса перераспределения способов передвижения за счет увеличения доли пешеходного и велосипедного движения в сочетании с использованием городского транспорта. Это совершенствование велосипедной инфраструктуры и городского движения с помощью велосипедов в Париже и Барселоне, взимание платы за въезд в перегруженные районы Лондона, Стокгольма и других городов и меры, принятые в Нью-Йорке с целью «запрещения движения автотранспорта» в сильно перегруженных районах и их превращения в парки . Помимо этого отмечается, что электромобильность становится все более доступной и широко распространенной. Многие корпоративные автомобильные парки и схемы совместного пользования прокатным автомобилем в масштабах всего общеевропейского региона опираются на электрические и/или гибридные транспортные средства, а внедрение электровелосипедов позволило использовать велосипедное движение не только для оздоровления и отдыха, но и в качестве жизнеспособного средства передвижения.

Сдерживающим фактором развития альтернативных способов передвижения является тот факт, что только 68 стран приняли на национальном и субнациональном уровнях меры политики, способствующие развитию ходьбы и езды на велосипеде, и только 79 стран приняли меры по защите пешеходов и велосипедистов, изолировав их от других моторизованных высокоскоростных средств транспорта. Этот показатель значительно выше в странах с высоким уровнем доходов (69 %), чем в странах с низким и средним уровнями доходов (34 %) .

Безопасные системы общественного транспорта все больше рассматриваются как важное средство безопасного повышения мобильности населения, особенно в городских районах, страдающих от растущих транспортных заторов. Во многих городах с высокими доходами особо акцентируется политика сокращения использования личного автомобильного транспорта с помощью инвестиций в развитие сетей общественного транспорта. Инвестиции в безопасный общественный транспорт рассматриваются также как механизм, стимулирующий рост физической активности и, следовательно, способствующий укреплению здоровья населения.

Более 100 стран приняли на национальном или субнациональном уровнях меры политики, предусматривающие инвестиции в общественный транспорт. В большинстве стран с высоким уровнем доходов общественный транспорт регулируется надлежащим образом и в силу этого существенно более безопасен, чем частный автотранспорт: однако во многих странах с низким и средним уровнями дохода, чья экономика стремительно развивается, рост не регулируется, что ведет к повышению дорожно-транспортного травматизма среди его пользователей. Правительствам следует обеспечить безопасность, доступность и ценовую приемлемость систем общественного транспорта.

Так, в таких городах как Лондон, Париж, Нью-Йорк, Мехико, Сингапур, Сеул, Гонгконг и др. введены ограничения на использование автомобилей и активно внедряются новые стандарты мобильности. В Лондоне с 2003 г. взимается плата с автомобилистов за въезд в центр города, пошлина направлена на уменьшение заторов. Помимо этого, транспортная администрация Лондона продемонстрировала приверженность гибридным технологиям: чиновники оформили производственный заказ на 600 новых гибридных автобусов. В Мехико используется программа «Hoy no» - ограничение индивидуального вождения. Политика ограничений на регистрацию новых автомобилей введена в Пекине. В Париже можно воспользоваться системой проката велосипедов (Velib), либо системой Autolib (прокат электромобилей). Кроме того, по прогнозам к 2016 году на улицах французской столицы будут ездить автобусы, оснащенные гибридным двигателем .

Воздействие на окружающую среду крупных парков выше, чем личных транспортных средств, из-за большого ежегодного пробега, поэтому самым значимым для внедрения новых инновационных решений в части совершенствования экологичности транспортных средств являются парки грузовых автомобилей, работающих в городах (коммунальная техника, развозные автомобили) и городских автобусов. Автомобильные выбросы наиболее интенсивны в пробках, что делает дороги и состояние дорожного движения главным источником загрязнения воздуха в городах. Развитие гибридной технологии на общественном транспорте улучшит экологическую обстановку городов. Применение же аккумуляторных батарей гораздо меньшей емкости, чем в электромобилях, снижает остроту проблемы утилизации использованных аккумуляторов.

На совещании по вопросам расширения использования природного газа в качестве моторного топлива в регионах Приволжского федерального округа глава Минпромторга Денис Мантуров сообщил, что на рассмотрении в Госдуме находится заявка министерства на выделение 3,7 млрд рублей в 2014 году из федерального бюджета на субсидии при закупке регионами автомобильной техники на газомоторном топливе, прежде всего автобусов и грузовых автомобилей. По его словам, субсидии будут предоставляться в первую очередь тем регионам, где будет формироваться партионность заказов, при этом объемы закупок должны соответствовать инфраструктуре для заправки техники на газомоторном топливе, которая будет либо обеспечена, либо уже существует.

Проблемы снижения негативного воздействия автотранспорта на окружающую среду могут быть решены путем использования транспортных средств на альтернативных источниках топлива. При сходных экологических показателях гибридные автобусы в сравнении с газовыми, электрическими имеют существенные преимущества в эксплуатации, поскольку не требуют дополнительной инфраструктуры по обслуживанию. Однако на долгосрочную перспективу пока для новых видов транспорта, таких как электромобили и гибридные автомобили, не найдены решения по снижению стоимости их эксплуатации, актуальным было бы расширение использования газомоторного топлива как альтернативы бензину.

Работа выполнена за счет средств субсидии, выделяемой Казанскому федеральному университету для выполнения проектной части задания в сфере научной деятельности.

Рецензенты:

Кулаков А.Т., д.т.н., заведующий кафедрой эксплуатации автомобильного транспорта Набережночелнинского института (филиала), ФГАОУ ВПО «Казанский (Приволжский) федеральный университет», г. Казань;

Ахметзянова Г.Н., д.п.н., заведующая кафедрой «Информационные технологии» Набережночелнинского филиала Института экономики, управления и права, г. Казань.

Работа поступила в редакцию 01.10.2014.

Библиографическая ссылка

Макарова И.В., Хабибуллин Р.Г., Габсалихова Л.М., Мухаметдинов Э.М. ГИБРИДНЫЕ АВТОБУСЫ – РЕШЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ПРОБЛЕМЫ ГОРОДОВ // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 11-1. – С. 28-32;
URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=35472 (дата обращения: 15.06.2019). Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»

9 сентября 2008 г. в рамках Международного автотранспортного форума 2008 «Русские автобусы» (автобусный дивизион «Группы ГАЗ») представил низкопольный городской автобус ЛИАЗ 5292 с гибридным приводом - оригинальную разработку Ликинского автобусного завода. Это первый российский автобус с гибридным приводом, аналогов которого нет ни у одного отечественного производителя.

Автобус ЛИАЗ 5292 с гибридным приводом предназначен для работы в городах – мегаполисах. Сертификационные испытания новой модификации будут проводиться уже в этом году. На рынке первая опытно–промышленная партия появится в 2009.

Автобус унифицирован с существующими низкопольными автобусами марки ЛИАЗ по кузову, по типам агрегатов, что дополнит продуктовую линейку «Группы ГАЗ», работающую на альтернативных видах топлива (дизель-газ-электричество).

Одновременно это позволит крупным пассажироперевозчикам сформировать наиболее эффективную городскую маршрутную сеть, объединив на одной базе разные виды общественного транспорта, и тем самым снизить эксплуатационные расходы.

Автобус ЛИАЗ 5292 комплектуется дизельным четырехрядным двигателем Cummins экологического стандарта Евро - 4 и комплектом тягового оборудования, состоящего из тягового асинхронного мотор-генератора ТАГ 225-280, тягового асинхронного обратимого двигателя ТАД 225-380, системы нейтрализаторов и суперконденсаторов. Применение гибридного силового привода на городском автобусе позволяет:
- снизить в несколько раз уровень вредных выбросов при движении в городском цикле;
- снизить расход топлива на 25-30%;
- применить двигатель внутреннего сгорания мощностью на 25-30% ниже при сохранении момента на ведущих колесах;
- повысить комфортность автобуса (снижение уровня шума, вибрации и т.д.);

По словам Директора Дивизиона «Автобусы» «Группы ГАЗ» Николая Борисовича Одинцова «концепция автобуса с гибридным приводом формирует лучшее предложение по городским программам для наших клиентов. Гибридные приводы идеально подходят для городских автобусов, которым часто приходится тормозить и ускоряться на маршрутах с интенсивным пассажиропотоком, например, на остановочных пунктах и светофорах. А использование данной технологии позволит уменьшить выбросы CO2 в окружающую среду».

Кроме того, на выставке представлена новая модификация автобуса КАВЗ 4239, серийное производство которого было запущено в июле 2008 г. Отличием новой модификации от базовой модели является применение двухдверного кузова, что позволило значительно увеличить размеры задней площадки для пассажиров и расширить на 120 мм проход на заднюю площадку. После испытания прототипа КАВЗ 4239 в автопробеге «России – Русские автобусы» в конструкцию автобуса был внесен ряд улучшений. В серийное производство автобус пошел с улучшенной эргономикой водительского места, новой панелью приборов, сплошной перегородкой места водителя.

На выставке компания презентовала также совместную разработку «Группы ГАЗ» и «Marcopolo» - малый автобус городского типа «Real». Базовая модификация автобуса претерпела некоторые изменения: укреплена боковая стойка кузова, изменены зеркала заднего вида, окно водителя, водительская дверь.

REAL
Автобус предназначен для работы на городских маршрутах. Эта модель малого класса на шасси Hyundai рассчитана на 22 посадочных места (общая вместимость - 29) и предназначена для работы на городских и пригородных маршрутах. Габариты автобуса - 7890/2040/2680 мм.
Салон автобуса оборудован травмобезопасными поручнями, антивандальными сидениями, багажными полками водителя, центральным освещением, индивидуальным освещением рабочего места водителя и переднего пассажира. Компоновка салона позволяет разместиться пассажирам стоя. В салоне предусмотрено место для хранения инструмента водителя. Боковые окна вставлены в резиновые профили, что снизило их стоимость, форточки на окнах раздвигаются в разные стороны.

КАВЗ 4239
Данный автобус предназначен для работы на городских маршрутах. Большие окна водительской кабины обеспечивают хороший обзор. Вместительный и красивый салон, стильный и яркий дизайн.
Габариты автобуса - 10290/2550/3080 мм. Автобус комплектуется двигателем Deutz стандарта Евро- 3 и КПП EATON FAW. Общая пассажировместимость составляет 89 пассажиров, в том числе 23 посадочных места.

ЛиАЗ 5292 с гибридным приводом
Городской автобус большого класса с низким уровнем пола. Двигатель расположен продольно в заднем свесе. Автобус позволяет перевозить людей с ограниченными возможностями. В салоне, наряду со специальной аппарелью, предусмотрены места для крепления инвалидных колясок.

При работе дизельный двигатель передаёт часть энергии непосредственно на колеса, а оставшаяся часть идет на электрогенератор. От генератора часть тока идет на подзарядку ионно-литиевых батарей, которые расположены на крыше автобуса, а часть возвращается на четыре электромотора в колесной ступице, которые и вращают колеса. Когда автобус будет подходить, останавливаться и отъезжать от остановки он может работать полностью на электричестве, что не только снижает количество вредных выбросов, но и обеспечивает бесшумность хода.

Общая пассажировместимость ЛиАЗ-5292 – 100 человек, в том числе – 22 посадочных места. Габариты автобуса -11990/2500/2880 мм.

В. Чехута

Многие уже слышали о гибридных легковых машинах, грузовиках и автобусах, но троллейбус? Углубляясь в тему общественного транспорта, можно констатировать, что автобусы с гибридными силовыми установками давно перестали быть редкостью, их серийно производят и эксплуатируют в большинстве мегаполисов мира, остается сказать, что только ленивые автопроизводители не выпускают такую технику.

А гибридных троллейбусов, действительно, еще никто в мировом автопроме не выпускал, хотя раньше создавались образцы электрических пассажирских машин с дизель-генераторными установками или только с накопительными элементами. Однако скомбинировать в конструкции электропривод с возможностью использования рекуперативной энергии торможения, дизель-генератор и накопительные элементы впервые удалось Минскому государственному производственному унитарному предприятию «Белкоммунмаш». Летом 2006 г. на заводе создан первый в мире пассажирский троллейбус модели 33300А с гибридным приводом. То есть эта новая машина оснащена тяговым электродвигателем переменного тока и автономным источником энергии, состоящим из дизель-генератора и накопительных аккумуляторных электробатарей (АКБ).

Троллейбус «Белкоммунмаш-33300А» является низкопольной сочлененной четырехдверной пассажирской машиной с электронной системой управления на IGBT-модулях. Он может передвигаться в режиме троллейбуса, от тока контактной сети, или в автономном режиме, используя электроэнергию, вырабатываемую дизель-генератором или аккумулированную батареями. Причем динамические характеристики в обоих вариантах будут абсолютно одинаковыми. Эта двойственность привода позволяет модели «Белкоммунмаш-33300А» работать и на маршрутах, где есть контактная сеть, и там, где ее нет. Если сравнивать «Белкоммунмаш-33300А» с обычным троллейбусом без накопительных батарей, то можно сказать, что эксплуатация гибрида сэкономит 10% энергии от использования рекуперативного торможения, а в автономном режиме экономия дизельного топлива достигнет 40% в сравнении со стандартным автобусом. Но все по порядку.

Троллейбус «Белкоммунмаш-33300А» оборудован тяговым электродвигателем чешской фирмы Svkoda 8ML 3550 k/4 мощностью 185 кВт. Чешский агрегат очень надежен и имеет солидную репутацию, но по заказу потребителей завод может устанавливать двигатели других марок.

Автономный ход троллейбусу обеспечивает дизель-генератор фирмы Kirsch, в основе которого дизель IVECO APU 100 Dipme мощностью 110 кВт, соответствующий нормам Euro 3, а также «космические» накопительные батареи производства ЗАО «Завод экспериментального машиностроения» РКК «Энергия» им. С.П. Королёва.

Использование дизель-генератора дает транспортному средству несколько преимуществ:

Передвижение вне зависимости от наличия тока в контактной сети;

Возможность работы на любом маршруте, в том числе в режиме автобуса;

Весьма экономичный расход энергии при движении в уличных пробках;

Легкий объезд проблемного (ремонтируемого) участка дороги;

Абсолютно неограниченный автономный ход (пока хватает дизтоплива).

Конечно, два привода – это дороже, чем обычный автобус или обычный троллейбус, но новая пассажирская машина получается универсальной в работе и обладает качествами, которые недоступны ни тому, ни другому транспортному средству по отдельности.

Аккумуляторные батареи гибридного троллейбуса способны накапливать рекуперативную энергию торможения и заряжаться от дизель-генератора, а при движении троллейбуса вне контактной сети АКБ активно участвуют в режиме ускорения машины.

Тяговый асинхронный электропривод переменного тока разработан предприятием «Белкоммунмаш». Ранее аналогичное устройство импортировали из Германии. Отечественный двигатель мало в чем уступает немецкому по качеству, но в пять-шесть раз выигрывает по цене. Асинхронный привод технически самый передовой из того, что применяют на современном электрическом транспорте. Он экономичен, у него хорошие характеристики управляемости, он очень удобен в настройке и дешев в обслуживании. Расположено электрооборудование на крыше машины в герметичных отсеках.

Тяговый электродвигатель находится в передней половине салона, а ведущим мостом является второй по счету, т. е. конструкция этого троллейбуса не требует дорогой антискладывающейся «гармошки». Шарнирное сочленение 33300А – от немецкой фирмы Hуbner, портальные мосты – Raba (Венгрия).

Новая модель оснащена пневмоподвеской и для удобства пассажиров может «приседать» на правую сторону, при этом высота ступеньки составит 25 см, т. е. почти вровень с бордюром остановки. Конструкция системы торможения оборудована АБС фирмы Knorr-Bremse, что безусловно повышает уровень безопасности движения транспортного средства. Для нормальной работы всех трущихся деталей машины применена система автоматической централизованной смазки фирмы Lincoln, срабатывающая от одного нажатия педали.

Хотелось бы отметить удобный механизм пневмоулавливателя штанг с управлением из кабины. При переходе на автономный режим движения водителю теперь не надо надевать оранжевый жилет, выбегать к кормовой части и тянуть канаты, чтобы опустить токоприемники. Требуется лишь нажать кнопку пуска пневмоуловителя и убедиться через зеркала заднего обзора, что штанги находятся в горизонтальном положении.

В новом троллейбусе применена компьютерная система диагностики, разработанная минскими специалистами. Ранее, в других машинах, использовали импортные аналоги, которые всегда оставались не до конца понятны нашим водителям.

Пассажировместимость 33300А – 165 чел., из них мест для сидения – 39. Снаряженная масса троллейбуса – 18,7 т, полная масса – 28 т. Максимальная скорость – 55 км/ч.

У нового гибридного троллейбуса вполне современный дизайн. Внешне он напоминает предшествующую модификацию 333, которая выпущена в 1998 г. По сравнению с предыдущей моделью в модели 33300А изменились светотехника, бамперы, пластиковая задняя панель и лестница, появились полностью электрорегулируемые немецкие зеркала заднего обзора, а также подверглась переделке задняя площадка из-за размещения дизельного двигателя.

Оснащение полностью оцинкованным кузовом и алюминиевыми вентиляционными люками наверняка позитивно скажется на долговечности троллейбуса в целом. Тонированные и термоизолированные стекла вклеены по современной технологии. Первая ступень салона находится на высоте 380 мм от земли. Низкий уровень пола сделан по всей длине салона, такого в электрических пассажирских машинах, созданных на территории СНГ, еще не было. Площадка у третьей двери оборудована пандусом для пассажиров с ограниченной подвижностью. Такие устройства сейчас применяют во всех современных пассажирских транспортных средствах, что, конечно, не могли игнорировать минские конструкторы.

Пассажировместимость салона гибридного троллейбуса стала немного меньше, так как дополнительный привод сократил внутреннее пространство. Однако по сравнению с предыдущей моделью интерьер стал более продуманным и комфортабельным, да и стиль европейский. В цветовой гамме преобладают светло-серые тона: они, по отзывам пассажиров, подобраны весьма удачно. Покрытие пола – износостойкий нескользкий линолеум грабиол. Кресла для сидения сербского производства. Внутри салона смонтирована развитая система поручней с таким расчетом, чтобы человек, находящийся в троллейбусе, мог легко дотянуться до трех разных точек опоры, не меняя положения. На стенке за водителем размещен ЖКИ-монитор, а DVD-проигрыватель установлен в кабине, это оборудование предназначено для демонстрации полезной информации и рекламы. В холодное время года пассажиров согреют обогреватели, их в салоне шесть мощностью по 4 кВт каждый. Возможно, что из известных опций в новинке отсутствует только кондиционер, но конструкторы предусмотрели крышные вентиляторы внутри салона.

В 1999 г. в Ригу было отправлено 10 машин 333-й модели. Позднее несколько троллейбусов поставили в Сербию и Молдавию. Две машины работают в Минске. Латвийские специалисты назвали эту машину самой теплой из тех, что сегодня ходят по улицам городов Латвии, и самой нежаркой в летний период даже в сравнении с новым Solarisoм, который оборудован кондиционером. Как видим, в модели 33300А достигнутые на предшественнике результаты минчане менять не стали.

Продолжая тему, скажу, что в Риге минские машины работают на самых сложных маршрутах, там, где иностранные конкуренты на узких улочках вообще не могут вписаться в поворот. То есть троллейбус 333 является одним из лучших по маневренности. Такой результат стал возможен благодаря большому вывороту передних колес и использованию шарнирного сочленения с большим углом складывания. Радиус поворота машины всего 12,5 м при габаритной длине 17 м. У новой машины 33300А такая же отличная маневренность.

Появление гибридного троллейбуса позволит городским властям разом решить многие транспортные задачи. Не побоюсь сказать, что такая машина составит серьезную конкуренцию автобусу как традиционному транспортному средству городов. С приобретением этих пассажирских машин отпадет необходимость покупать два различных транспортных средства.

Первоначально идея организации принципа «электрической коробки передач », то есть замены механической коробки передач на электрические провода, была воплощена в железнодорожном транспорте и большегрузных карьерных самосвалах . Причина применения такой схемы обусловлена огромными сложностями механической передачи управляемого крутящего момента на колеса мощного транспортного средства. Это обусловлено тем, что ДВС обладает определённой нагрузочной характеристикой (зависимостью отдаваемой мощности от частоты вращения вала), которая имеет оптимальные показатели только в узком интервале, как правило, смещённом в сторону высоких оборотов. Частично этот недостаток компенсируется за счёт применения коробки передач, однако она ухудшает общий КПД за счёт собственных потерь. Кроме того, ДВС не может изменить направление вращения, чтобы обеспечить задний ход. Электродвигатель свободен от этих недостатков, обеспечивает мгновенный запуск и остановку, и не имеет нужды в холостом ходе, что позволяет исключить из конструкции сцепление . Электродвигатель не требует никакой трансмиссии, и может быть размещён непосредственно в колесе (мотор-колесо).

Суть нового принципа заключается в том, что двигатель, работающий на обычном топливе, приводит в движение электрогенератор, и через систему управления нужное количество электроэнергии передаётся на электродвигатели, приводя в движение транспортное средство. Это похоже на электростанцию на электромобиле , вырабатывающую энергию для собственного движения. Суть схемы работы гибридного автомобиля аналогична, но значительно модифицирована, в первую очередь добавлением аккумуляторной батареи, только в отличие от электромобиля имеющей меньшую ёмкость , а следовательно, и вес.

Гибридный автомобиль сочетает в себе преимущества электромобиля и автомобиля с двигателем внутреннего сгорания (ДВС) . Это больший коэффициент полезного действия электромобилей (80-90% у электромобиля против 35-50% у ДВС) и большой запас хода на одной заправке автомобиля с ДВС.

Типовые схемы

• По методу подключения двигателя и накопителя к приводу:
  • Параллельная. Двигатель и накопитель соединены дифференциалом , который соединен с приводом колес. Используется в автомобилях с Integrated Motor Assist (Honda). Характеризуется простотой (возможно применение вместе с механической коробкой передач) и низкой стоимостью.
  • Последовательная. Основной источник тока (самое распространённое решение +электрический генератор) соединен только с накопителем, который в свою очередь соединён с тяговым электродвигателем . В легковых автомобилях пока используется редко ( Ё-мобиль). Близкий принцип используется в электрической трансмиссии, которая применяется в случаях, когда необходимо передать большой момент с ДВС на колеса, например, в железнодорожном транспорте или карьерных самосвалах.
  • Последовательно-параллельная. Система может работать как последовательно, так и параллельно, в зависимости от режима работы. Реализовано в автомобилях с Hybrid Synergy Drive (Toyota), например, Toyota Prius .

• По типам накопителей:
  • Электрические:
    • На основе электрохимических аккумуляторов
    • На основе инерционных накопителей
  • Механические:
    • На основе пневматических аккумуляторов, гидроаккумуляторов с пневматическим накопителем.
    • На основе инерционных накопителей.

Наиболее используемая схема для реализации последовательного гибрида «двигатель внутреннего сгорания - накопитель электроэнергии (необязательно большой ёмкости) - электродвигатель». В случае накопителя большой ёмкости может питаться как горючим , так и зарядом электрического аккумулятора , (пример реализации - Chevrolet Volt) стоить отметить, что в качестве накопителя могу применяется другие вторичные источники тока например конденсаторы и ионисторы (суперконденсаторы). Главное преимущество гибридного автомобиля - снижение расхода топлива и вредных выхлопов . Это достигается полным автоматическим управлением режима работы системы двигателей с помощью бортового компьютера, начиная от своевременного отключения двигателя во время остановки в транспортном потоке, с возможностью продолжения движения без его запуска, исключительно на энергии аккумуляторной батареи, и заканчивая более сложным механизмом рекуперации - использования электродвигателя как генератора электрического тока для пополнения заряда аккумуляторов. Кроме того в случае использования связки ДВС-генератор в качестве первичного источника тока, режим работы ДВС выбирается оптимальным по тому или иному признаку. В некоторых случаях может применяется микротурбина (обусловлено соотношением габаритов веса и мощности) Газотурбовоз , также применяется на некоторых видах пассажирского транспорта -из-за лучшей экологичности и низкого уровня шума ЭКОбус

Причины начала разработок

Главной причиной начала производства легковых гибридов был рыночный спрос на подобные автомобили, вызванный высокими ценами на нефть и постоянным повышением требований к экологичности автомобилей. При этом совершенствование технологий и налоговые льготы производителям гибридов делает эти автомобили в некоторых случаях даже дешевле обычных. В некоторых странах владельцы гибридов освобождаются от уплаты дорожного налога и не платят за муниципальные парковки . Применение электромобилей , несмотря на многие преимущества, и даже налаженный их выпуск, имеет ряд недостатков:

• необходимость длительной зарядки аккумуляторов ;
• большая масса аккумуляторов;
• недостаточная дальность пробега;
• недоступность заправочных станций ;

Нужно было искать компромиссы и устранять недостатки. И таким компромиссом стала разработка гибридомобиля.

История разработок

Первым автомобилем с гибридным приводом считается Lohner-Porsche . Автомобиль был разработан конструктором Фердинандом Порше в - 1901 годах .

В США гибридные автомобили начал разрабатывать Виктор Воук в 60-е - 70-е годы.

В СССР

В Советском Союзе также велись работы по разработке гибридных автомобилей. Так, работы советского ученого Нурбея Гулиа привели к созданию прототипа гибридного автомобиля на базе автомобиля-грузовика УАЗ-450 , где накопителем энергии являлся маховик , трансмиссией - особый вариатор. Это был один из первых «гибридов». В 1966 году удалось достичь экономии топлива до 50 % .

В Курске в 1972-73 годах Н. В. Гулиа были проведены испытания городских автобусов с маховичными гибридными агрегатами и вариаторами. Кроме того были построены и испытаны гибридные силовые агрегаты для автобусов на основе гидропривода. В последних роль накопителя энергии играли баллоны со сжатым азотом и маслом. Несмотря на различные принципы действия этих «гибридов» эффективность их оказалась близкой друг к другу - расход топлива снижался примерно вдвое, а токсичность выхлопа - в несколько раз . Но данные технологии советская автомобильная промышленность не начала использовать .

Преимущества

Экономная эксплуатация

Главным преимуществом является экономная эксплуатация . Чтобы достичь её, необходимо было искать баланс , то есть уравновесить все технические показатели машины, но при этом сохранить все полезные параметры обычного автомобиля: его мощность, скорость, способность к быстрому разгону, и множество других, весьма важных характеристик, заложенных в современных автомобилях. Мало того, способность накапливать энергию, в том числе и не терять понапрасну кинетическую энергию движения во время торможения, а заряжать аккумуляторные батареи, помимо основных явных преимуществ, привнесло автолюбителям некоторые побочные «мелкие радости», например, меньший износ тормозных колодок.

Как была достигнута экономия:

• снижением объёма и мощности двигателя;
• работа двигателя в оптимальном и равномерном режиме, в гораздо меньшей зависимости от условий езды;
• полная остановка работы двигателя, когда это необходимо;
• возможность движения только на электродвигателях;
• рекуперативное торможение с зарядкой аккумулятора.

Вся эта система до такой степени сложна, что стала возможна в полной мере только в современных условиях, с применением достаточно непростых алгоритмов работы бортового компьютера . Даже правильное и эффективное (с точки зрения безопасности) торможение управляется бортовым компьютером.

Экологическая чистота

Недостатки

Высокая сложность

Гибридные автомобили имеют относительно больший вес, они сложнее и дороже традиционных автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. Аккумуляторные батареи имеют небольшой диапазон рабочих температур, подвержены саморазряду. Кроме того, они дороже в ремонте. Опыт США говорит, что автомеханики берутся за ремонт гибридных автомобилей с большой неохотой. США пытаются решить проблему дороговизны налоговыми льготами.

Компания Porsche отказалась от попыток самостоятельного производства гибридного автомобиля. Компания Mitsubishi изначально не пыталась создать гибридный автомобиль, а сконцентрировала все свои усилия на разработке электромобилей . Наиболее удачная на сегодня (2008) серийная разработка - Hybrid Synergy Drive (произносится [ха́йбрид си́неджи драйв ]) компании Toyota .

Отсутствие трансмиссий

Наиболее перспективные, механические, гибриды не могут на данном этапе составить конкуренцию электрическим гибридам. Основной проблемой является невозможность создания адаптивных трансмиссий, способных работать в широком диапазоне передаточных отношений (более 20).

Утилизация аккумуляторов

Хоть и в меньшей степени, чем электромобили, гибридные автомобили подвержены проблеме утилизации аккумуляторов. Влияние выбрасываемых аккумуляторов на окружающую среду, по-видимому, никто не исследовал. В некоторых гибридных автомобилях аккумуляторы не предусмотрены (например, в ё-мобиле).

Подогрев салона

Высокий КПД определяет малую побочную генерацию бросового тепла. В обычных автомобилях в зимнее время это тепло используют для обогрева салона . В гибридных автомобилях ДВС не глохнет, пока не нагреет салон до требуемой температуры, что, естественно, увеличивает расход топлива. В американских моделях Тойота Приус также используются электрические ТЭНы, которые питаются от высоковольтной батареи. Они не только обеспечивают тепло без излишней работы ДВС, но и позволяют нагревать салон сразу после холодного старта автомобиля.

Опасность для пешеходов

Американский институт по оценке ущерба на дорогах (англ. Highway Loss Data Institute ) опубликовал исследование, согласно которому гибриды опаснее для пешеходов, чем автомобили с двигателем внутреннего сгорания . Причиной повышенной опасности гибридов для пешеходов является их бесшумность в режиме работы от электродвигателя. Согласно опубликованной статистике аварийности, наезды гибридных автомобилей на пешеходов происходят на 20 % чаще, а степень урона выше . Для решения этой проблемы предлагается оснащать гибридные автомобили генератором звукового сигнала, который на небольших скоростях (до 30 км/ч) будет имитировать звук работающего двигателя внутреннего сгорания. Подобный генератор ставится с 2010 года на Toyota Prius . Сейчас требования к наличию звукового генератора у гибридных и электрических машин узаконены только в Японии . В конце 2011 года президент США Барак Обама дал указание Национальной администрации безопасности дорожного движения решить эту проблему в США в течение ближайших трёх лет .

Стоимость автомобиля, внешний вид и обустройство салона

Гибридный автомобиль ничем внешне не отличается от своих «бензиновых» собратьев. Выпускаются различные виды, начиная от обычных городских автомобилей и заканчивая джипами-внедорожниками и спортивными моделями. А своеобразная начинка только добавляет особую гордость владельцу. При этом цена остаётся практически на том же уровне. Дисплей, отображающий работу системы и направление потоков энергии, некоторые владельцы уже окрестили термином «тамагочи для больших мальчиков». Но всё же производители не рекомендуют джипы-внедорожники использовать в сложных геоклиматических условиях.

Гибриды с возможностью подключения к электросети

Такой автомобиль, так же называемый англ. plug-in hybrid electric vehicle или PHEV, включать в розетку не обязательно - но у владельца есть и такая возможность. В результате водитель получает все преимущества электромобиля без самого большого его недостатка - ограничения по пробегу за один заряд. Машину можно использовать как электромобиль большую часть пути, а как только заряд падает ниже определённого уровня, включается небольшой бензиновый или дизельный двигатель и ваша машина едет дальше как последовательный гибрид приводя в действие ТЭДы и заряжая накопители, ппосле их зарядки двигатель выключается и цикл повторяется. Зарядка будет происходить в основном ночью, в часы, когда электроэнергия стоит дешевле.

Примером PHEV является, например, модель Chevrolet Volt , выпускаемая концерном General Motors с 2010 года.

← Вернуться