Solaris Urbino z napędem hybrydowym i Solaris Urbino EEV – nowości z Bolechowa

Śledząc światowe trendy dotyczące poszukiwania alternatywnych źródeł energii, firma Solaris Bus&Coach S.A. podjęła decyzję o rozszerzeniu palety produktów o nowe pojazdy. Będzie nim autobus Urbino o napędzie hybrydowym i EEV. Zastosowanie tych napędów pozwoli na istotne ograniczenie zużycia paliwa oraz zmniejszy emisję spalin. 

 

    

Premiera pojazdu z napędem hybrydowym zaplanowana została na wrzesień tego roku podczas targów IAA w Hanowerze. Zaprezentowanie prototypu podczas targów w Niemczech będzie zwieńczeniem kilkumiesięcznej pracy biura konstrukcyjnego firmy Solaris Bus &Coach S.A. Tak szybkie opracowanie nowego produktu nie byłoby oczywiście możliwe bez współpracy z doświadczonymi partnerami – firmami Allison i Cummins.

Prototypowy Solaris Urbino 18 z napędem hybrydowym bazuje na dotychczasowej konstrukcji szkieletu ze stali nierdzewnej, stosowanego w całej rodzinie niskopodłogowych autobusów miejskich Urbino. Dieslowską część napędu stanowi 340-konny silnik firmy Cummins ISLe4 o pojemności 8,9 litra i maksymalnym momencie obrotowym 1500 Nm osiąganym przy 1200 obrotach na minutę. Drugim elementem napędu autobusu i zarazem jego główną częścią jest system EP DRIVE firmy Allison. Wspólnie z silnikiem Cummins elementy firmy Allison tworzą napęd hybrydowy łączący w sobie zalety układu równoległego i szeregowego. Umieszczenie napędu hybrydowego w pierwszym wagonie autobusu za nadkolem pozwala na uzyskanie 50+1 miejsc siedzących, z których 14 dostępnych jest z niskiej podłogi. Łączna liczba pasażerów, którzy jednocześnie będą mogli podróżować w prototypowym Solarisie Urbino 18 z napędem hybrydowym, to 131 osób. Oczywiście w przyszłości liczba ta może ulec zmianie w zależności od opcji, jaką wybierze klient. Hybrydowy system napędowy został umieszczony w pierwszym wagonie autobusu przegubowego, tuż za pierwszym nadkolem po lewej stronie. Napęd przenoszony będzie na drugą (środkową) oś autobusu. Całość hybrydowego systemu napędowego dopełniają umieszczone na dachu baterie oraz inverter.

 

    

 

Jest to element centralny napędu hybrydowego, w którym dokonywane jest sumowanie (blending) momentu silnika spalinowego oraz silnika elektrycznego. Składa się z 2 silników elektrycznych, 2 synchronicznych sprzęgieł oraz 3 przekładni planetarnych. Moduł E^V wygląda jak tradycyjna skrzynia biegów. Waga tego modułu to 464 kilogramy. 

Odpowiednio przetworzona energia, odzyskiwana w trakcie procesu hamowania, gromadzona jest w specjalnych bateriach zamontowanych na dachu autobusu. Dzięki temu wykorzystywane w systemie hybrydowym baterie nie wymagają doładowywania
z zewnętrznych źródeł energii. Okres eksploatacji kompletu baterii niklowo-wodorkowych NiMH o wadze 410 kg to około 6 lat w zależności od charakterystyki jazdy autobusem.

 

 

DPIM czyli Dual Power Inverter Module to jedna z istotniejszych części elektrycznego systemu Allison. DPIM składa się z dwóch modułów przetwornic AC/DC –DC/AC, które ważą w sumie 91 kg. Stała temperatura uzyskiwana jest dzięki chłodzeniu olejowemu.  Wspomaganie tradycyjnego silnika dieslowego przez silniki elektryczne w taki sposób, aby korzystać z silnika spalinowego w sposób optymalny, to najprostszy z możliwych sposobów do opisu działania napędu dual-mode. Specjalna jednostka sterująca, która integruje pracę silnika spalinowego i napędu E^v, zapewnia maksymalną synergię obu elementów składowych jednostki napędowej autobusu.

 

Przystosowany do współpracy z napędem hybrydowym silnik Cummins ISLe4 o pojemności 8,9 litra i maksymalnym momencie obrotowym 1500 Nm osiąganym przy 1200 obrotach na minutę to jednostka spełniająca normę Euro 4, oszczędna w zużyciu paliwa. W stosunku do standardowej wersji różni się m.in. programem elektroniki, brakiem rozrusznika i zestawem adaptacyjnym.

 

Ostatnim elementem układu są ulokowane na płytach elektronik 2 moduły sterujące firmy Allison serii 1000/2000, ważące jedynie 2,3 kg. Rolą pierwszej jednostki jest kontrolowanie i zarządzanie pracą napędu hybrydowego, podczas gdy druga jednostka odpowiada za współpracę z innymi układami pojazdu. Dla kierowcy prowadzenie autobusu z napędem hybrydowym nie oznacza radykalnych zmian w technice jazdy i obsłudze pojazdu. Klawiatura sterująca na desce rozdzielczej jest analogiczna do tradycyjnych autobusów. Do obsługi napędu zastosowano sterownik DNR (Drive, Neutral, Reverse). W autobusie z napędem hybrydowym niemal w ogóle nie używa się hamulców. Wyhamowywanie przebiega bowiem poprzez zdjęcie nogi z pedału gazu. Siłę hamowania ustawia się za pomocą sterowników DNR. Dodatkowo sterownik DNR umożliwia podstawową diagnozę układu napędowego. 

 

 

Wyniki testów przeprowadzonych w Seattle w Stanach Zjednoczonych, polegających na porównaniu parametrów osiąganych przez takie same autobusy z napędem hybrydowym
i z napędem tradycyjnym, zdecydowanie przemawiają na korzyść tego pierwszego.

 

Wyniki uzyskane w czasie testu przedstawiają się w sposób następujący:

–zmniejszenie zużycia paliwa od 20-43 %

–zmniejszenie zawartości NOx w spalinach od 10-39%

–zmniejszenie ilości cząstek stałych PM w spalinach o 51-97%

 

Dla przewoźników autobusów argumentem przemawiającym za atrakcyjnością napędu hybrydowego jest szczególnie mniejsze zużycie paliwa.

Solaris Bus &Coach będzie prowadził własne badania efektywności autobusu z napędem hybrydowym, w sposób analogiczny do amerykańskiego. Będą to pierwsze porównawcze badania autobusu hybrydowego i pojazdu z napędem tradycyjnym w warunkach europejskich.

 

    

1. oś przednia ZF RL 75 EC (oś niezależna)

2. oś napędowa AV 132 80/5

3. oś tylna AVN 132

4. centralne smarowanie KFBS1 z autodiagnozą

5. zawieszenie –ECAS II

6. przegub –Hemscheidt typu puller

 

 

 

Targi IAA w Hanowerze będą także miejscem premiery dla autobusu Solaris Urbino 18
z silnikiem spełniającym normę emisji spalin EEV. Autobus ten będzie dostarczony do firmy BSAG z Bremy w Niemczech. Osiągnięcie tej najbardziej restrykcyjnej w chwili obecnej i nie wymaganej prawnie normy możliwe będzie dzięki zastosowaniu silnika firmy DAF serii PR, spełniającego normę Euro 5, doposażonego w specjalny filtr cząstek stałych. Pierwszy egzemplarz autobusu spełniający normę EEV zostanie wyposażony w silnik DAF PR 228 z filtrem DPF (Diesel Partikel Filter). Filtr DPF, zamontowany w tym autobusie, będzie bezobsługowym filtrem otwartym dostarczanym przez firmę DAF. Wyprowadzenie spalin w autobusie spełniającym normę EEV umieszczone będzie na dachu pojazdu.

 

W procesie oczyszczania spalin powstających w silniku Diesla cząstki stałe oddzielane są
w trakcie przepływu spalin przez kanaliki filtra, których grubość jest rzędu nanometra. Krążenie spalin wywołane w filtrze powoduje uwolnienie cząstek z materii filtra. Następnie cząstki węgla dopalane są za pomocą dwutlenku azotu pochodzącego z systemu SCR. Efektem reakcji jest dwutlenek węgla i tlenek azotu, a sama reakcja zachodzi samoczynnie.

Nieskomplikowana zasada działania powoduje, że filtr DPF nie posiada żadnych ruchomych elementów, nie zachodzi konieczność montowania żadnych czujników ani okresowego oczyszczania filtra, co w zasadniczy sposób odróżnia ten filtr od filtra CRT. Sprawność samego filtra cząstek stałych wynosi ponad 50%, jednak przy zastosowaniu reakcji katalitycznej jego sprawność wzrasta do ponad 90%. Dzięki zastosowaniu takiego rozwiązania osiągnięty zostanie niezwykle wysoki poziom czystości spalin,

 

 

Już od sierpnia bieżącego roku oprócz dotychczas oferowanych silników marki DAF i Iveco, klienci firmy Solaris Bus &Coach będą mieli możliwość wyboru nowych jednostek napędowych firmy Cummins.

 

W ofercie znajdą się silniki:

–ISBe4 o mocy 221 KM

–ISBe4 o mocy 250 KM

–ISLe4 o mocy 320 KM

–ISLe4 o mocy 340 KM

 

 

Wszystkie z tych silników spełniają normę Euro 4 dzięki zastosowaniu technologii SCR
z wykorzystaniem środka AdBlue. Pierwszymi autobusami z silnikiem Cummins, jakie zostaną dostarczone do klienta, będzie pięć sztuk Solaris Urbino 10 dla firmy Norgesbus z Oslo (Norwegia). Autobusy te zostaną wyposażone w silnik ISBe4 o mocy 250 KM. Wprowadzenie nowych silników firmy Cummins oznaczać będzie dla klienta większe możliwości wyboru. Od sierpnia 2006 kompletna oferta silników dostępnych w autobusach Solaris Urbino będzie się składać z silników marek:

–       DAF

–       IVECO

–       CUMMINS.