Электробус
Многие десятилетия главным препятствием на пути развития транспорта на электротяге были аккумуляторы. Не удавалось создать батареи, которые занимали бы мало места, весили немного, держали заряд долго и не были бы очень дорогими. Прорыв был совершен лишь в последнее лет десять, когда начали активно совершенствоваться литий-ионные источники питания.
Наглядно это отразилось на мобильных телефонах. Первые трубки держали заряд не больше
Общественный транспорт не остался в аутсайдерах. Уже в 2012 году в Москве начнутся тестовые испытания первых электробусов. Принцип действия у них довольно прост. В корпусе установлены мощные аккумуляторы, питающие электродвигатель. По большому счету все то же, что в троллейбусе, только провода не нужны.
— Сейчас наш образец на полном заряде может проехать до 180 километров, — говорит технический директор завода «Тролза» Сергей Ключарев. — Элементы питания весят около двух тонн. Пассажировместимость по сравнению с дизельными аналогами из-за этого сократилась где-то на 25 человек. Зато вредных выбросов нет, плюс заряжать транспорт можно ночью, когда энергия стоит дешево.
Есть, конечно, у электробусов и свои недостатки. Во-первых, в Москве практически не развита инфраструктура зарядных станций. Их нет на улицах, их нет в автобусных парках. Соответственно, для внедрения нового транспорта все это придется создавать. Во-вторых, пока точно неизвестно, как себя будут вести аккумуляторы зимой. При низких температурах элементы питания быстрее разряжаются и запас хода может упасть. В-третьих, не разработаны до конца оптимальные алгоритмы разряжения и заряжания аккумуляторов. Последнее напрямую влияет на срок жизни батарей. Менять их слишком часто — непозволительная роскошь.
Троллейбус с длинным запасом хода
Батареи не обязательно должны быть единственным источником энергии. Их можно комбинировать с более традиционным двигателем. Так, к примеру, сделано в прототипах новых троллейбусов. Аккумулятор позволяет машине двигаться без контактной сети
— Москва разработала техзадание на создание троллейбуса с длинным запасом хода, — говорит г-н Ключарев. — Транспорт должен быть оснащен кондиционером, стеклопакетами, камерами наблюдения, спутниковой навигацией. Но главное отличие — это встроенные элементы питания. Большой автономный запас хода позволяет троллейбусам не только объезжать препятствия, но и долго ехать без контактной сети. Теперь для организации новых маршрутов не надо строить дополнительные подстанции, тянуть провода. При этом троллейбус экологичнее автобуса. Аккумулятор не надо подзаряжать отдельно, это происходит автоматически во время движения вдоль сети.
Из недостатков разработки можно назвать увеличившуюся стоимость. Сумму нам точно не назвали, но речь может идти о сотнях тысяч рублей. Сами батареи весят около 800 килограммов. Из-за увеличенной нагрузки пассажировместимость уменьшилась на 10 человек.
Гибридный автобус
Двигатель автобуса в крупном городе работает далеко не в оптимальном режиме. Из-за переменного характера нагрузок, частых остановок, многократного торможения значительная часть топлива сжигается впустую. Как следствие, растут выбросы в атмосферу угарного газа, двуокиси углерода, других вредных веществ и твердых частиц.
Но при этом существует альтернатива двигателю внутреннего сгорания. К примеру, есть разработки автобусов, которые движутся за счет работы газовой турбины. Топливом в данном случае служит сжиженный метан. В результате сгорания газа раскручивается турбина, которая, в свою очередь, вырабатывает электрический ток. Энергия ненадолго «запасается» в так называемых суперконденсаторах (устройствах, способных сначала быстро накапливать электричество, а потом его отдавать). А из них уже поступает к электромотору, который крутит колеса.
— У гибридного автобуса есть несколько преимуществ, — говорит Сергей Ключарев. — КПД газовой турбины выше, чем у двигателя внутреннего сгорания. Вредных выбросов практически нет. Их стараются использовать там, где нужно улучшить экологическую обстановку. Но есть у гибридов свои минусы. В Москве очень тяжело найти метановую заправку. Тем более их нет в автобусных парках. Соответственно, нужно с нуля создавать новую обслуживающую инфраструктуру. Раньше наблюдались проблемы и с отоплением салона. Этот вопрос, правда, удалось решить.
Увы, есть у газовой турбины и другой существенный недостаток. Если двигатель заглохнет, то пройдет еще минут десять, прежде чем автобус снова поедет. Сначала турбине нужно будет остановиться, а потом снова раскрутиться. В условиях города, когда общественный транспорт должен выдерживать график движения, значительные задержки неприемлемы.
Модернизированный троллейбус
Большая работа ведется с использованием дополнительных или альтернативных источников энергии. Но это не означает, что нельзя улучшить уже существующие конструкции. Как считают эксперты, наибольший успех ждет транспортников при использовании мотор-колес — это когда электрический двигатель находится в самом колесе.
Троллейбусы с подобным механизмом обладают рядом преимуществ. В первую очередь отсутствует множество сложных и тяжелых передаточных механизмов между двигателем и колесом: сцепления, трансмиссии, приводных валов. Соответственно, повышается КПД. Управляемое мотор-колесо делает транспорт маневренным — ведь колеса могут вращаться с разной скоростью и даже в разных направлениях. Система занимает меньше места, соответственно, в салоне можно расположить больше сидений. Ну и в конце концов, ничто не сможет сравниться с мотор-колесом в обеспечении безопасности движения. Все продвинутые электромеханические алгоритмы запросто прошиваются в управляющий софт.
Увы, вместе с бочкой меда мы получаем примерно такое же количество дегтя. Главный недостаток — механизмы, помещаемые внутрь обода, тяжелые. Массивные колеса резко снижают комфорт и управляемость, повышают износ подвески, передают на кузов вибрации. Высокооборотные электродвигатели мотор-колес нуждаются в понижающем редукторе. Последний должен быть компактным и герметичным. Вообще, чуть ли не главная беда технической разработки — защита от внешних воздействий. Ни вода, ни реагенты не должны попасть в силовую установку.
— Сейчас многие производители общественного транспорта экспериментируют с мотор-колесами, — говорит Сергей Ключарев. — Но до серийного выпуска такой техники дело еще не дошло. В начале октября на выставке в Москве будет представлен отечественный троллейбус с мотор-колесами. Это пробный образец, который после будет тестироваться в российских городах. Кроме этого, у троллейбуса спереди сделана независимая подвеска. Из-за этого увеличилась плавность хода, передний проход стал шире.
Согласно закону, к 2014 году весь общественный транспорт, выпускаемый в России, должен будет стать низкопольным. Данное требование обязывает всех производителей модернизировать свой модельный ряд. Мы рассмотрели четыре основных направления технического развития автобусов и троллейбусов. Впрочем, не исключено, что какой-нибудь производитель использует другое решение. Будущее покажет, и увидим мы это довольно скоро.
