Scania - Hybridní autobus v provozu

Švédská automobilka Scania zahájila rozsáhlý program provozních zkoušek hybridních hnacích řetězců instalovaných v městských autobusech.

Nový hybridní agregát Scania je výsledkem pětiletého intenzivního vývojového programu rozvíjeného v Technickém centru automobilky v Södertälje a reálnost studie potvrzuje, že hybridní hnací ústrojí je v intenzivním městském provozu se stále se opakujícími rozjezdy a zastaveními, ale také vysokým stupněm regenerace energie vznikající při zpomalování doslova ideální.

Schéma hnací soustavy začíná spalovacím motorem, v tomto případě vznětovým agregátem spalujícím etanol. Výkonný generátor elektrického proudu (alternátor) je uložen na výstupu ze spalovacího motoru. Stejná jednotka na hnací nápravě zdvojuje funkci hnací a generátorovou. Prototyp přináší provozní parametry skutečně výjimečné – spotřebu paliva o čtvrtinu nižší a emise o více než 90 % menší ve srovnání se současným standardním hnacím ústrojím.Šestice hybridních agregátů je nasazena do provozních zkoušek v třínápravových městských autobusech Scania OmniLink o délce 13 700 mm v nízkopodlažním provedení, které jezdí na linkách vedených centrem Stockholmu. Hybridní řetězec je vestavěn do stejného prostoru, jaký v konvenčních konstrukcích zaujímá běžný „diesel“ s převodovkou. Kapacitní akumulátory elektrické energie jsou ukotveny na střeše vozidla.

Hybridní soustrojí se sériovou vazbou charakterizuje klíčová skutečnost – absence mechanického spojení mezi spalovacím a elektrickým motorem. To poskytuje konstruktérům značnou volnost pro uspořádání stavby vozidel nových koncepcí. Jednotlivé prky hnacího řetězce mohou být situovány odděleně, nezávisle na sobě a v různých prostorách vozidel. Například ve prospěch rozložení hmotnosti i tvaru a uspořádání prostoru pro cestující.

Studie hybridního autobusu Scania, představená v roce 2007, stále ještě slouží jako pohyblivá laboratoř. Její zajímavostí je uložení součástí hnacího řetězce v zádi nad sebou a pracoviště řidiče v samostatném bloku nad přední nápravou, což umožnilo vytvoření kubického, prostorného a ničím neomezovaného interiéru. Podvozek s koly umístěnými doslova v rozích karoserie bez převisů, která jsou všechna řízena ve velkém rejdu i poháněna, poskytuje naprosto ojedinělou obratnost i v nejsložitějších prostorech s čistými průjezdy ve stopě bez nabíhání přesahů karoserie. Modulární stavba s využitím unifikovaných montážních bloků vytváří ojedinělou možnost výroby vozidel různých formátů, zejména výrazně nízkopodlažních s širokými dveřmi. Například letištních velkokapacitních speciálů, nebo „doubledeckerů“, ale také zcela nově pojatých užitkových vozidel, především pro svoz komunálního odpadu, nebo rozvážku nákladů na krátké vzdálenosti v městských centrech.

Při pohledu na aplikaci hybridního pohonu nelze přehlédnout následující významné přínosy:
redukce spotřeby paliva o 25 % při velmi obtížném městském provozu typu „Stop & Go“,
podstatné zvýšení komfortu cestujících zásluhou naprosto plynulého „bezestupňového“ rozjezdu a zpomalení,
použití sériově vyráběného vznětového motoru s nepříliš náročnou úpravou pro spalování etanolu přinášející podstatně větší účinnost,
radikální redukce emisí CO2 o nejméně 90 %,
vysoký výkon a točivý moment výrazně překračující potřeby provozu,
kapacitní akumulátory, větrací a ventilační soustava, elektrická klimatizace umístěná na střeše vozidla,
hnací soustavu lze velmi snadno upravit pro spalování biopaliv, LPG nebo CNG s umístěním plynojemů na střeše vozidla, ale také pro vestavbu systémů s palivovými články či moderními akumulátory,
životaschopnost a kvalita jsou zajištěny použitím montážních prvků konstruovaných pro velmi těžký provoz,
koncepce hnacího řetězce je komerčně velmi výhodná jak pro výrobce vozidla, tak pro jeho uživatele.

Pro dosažení co nejlepší dynamiky a provozních parametrů hybridních autobusů zvolili konstruktéři jak velmi výkonný spalovací motor, tak také špičkový elektrický motorgenerátor. Vynikající hodnotou je především točivý moment elektromotoru, který činí 2750 Nm a roste při rozjezdu od nuly po maximum naprosto plynule bez stupňů a rázů. Také kapacitní akumulátory energie jsou koncipovány pro velký výkon a rychlé dobíjení i vybíjení v opakovaných cyklech.

Vedlejším efektem je možnost vypuštění sestupného převodu mezi elektromotorem a koly poháněné nápravy, protože rozsah využitelných otáček zahrnuje rozpětí 0–2400 min-1 s plným točivým momentem od rozběhu. Zrychlení vozidla tedy závisí pouze na výkonu elektromotoru a nijak nesouvisí s aktivací motoru spalovacího. Provoz hnacího elektromotoru je optimalizován pro co největší účinnost, co nejmenší hlučnost, minimální emise, místo hledání kompromisů mezi různými parametry. Účinnost generátoru činí více než 90 % (vrcholí na více než 94 %), zatímco motor pracující na vznětovém principu dosahuje účinnosti mezi 40 a 45 %. Také účinnost hnacího elektromotoru je prakticky shodná s efektivitou generátoru. Jen nepatrně menší je ve velmi nízkých otáčkách. Pro splnění představ a očekávání zákazníků Scanie, s ohledem na vysoký kvalitativní standard značky, všechny nové komponenty jsou konstruovány s proponovanou životností více než 10, ale až 15 let. Stejně tak je redukována servisní náročnost na úplné minimum. Převážně elektrický pohon pomocných zařízení je pak dalším příspěvkem celkové provozní efektivnosti. Lze předpokládat, že robustní elektrické systémy klimatizace, posilovače řízení nebo například také kompresoru, se velmi brzy stanou předmětem velkosériové výroby a uplatnění.


Zdroj: Doprava a silnice 03/10
Autor: Ondřej Horský

Fotogalerie