Milyenek lesznek a buszok a közeljövőben, tíz, húsz, harminc év múlva? A kinézetre és dizájnra a formatervezők, iparművészek gyakran adnak választ, mi most megpróbáljuk műszaki szemszögből megközelíteni a kérdést. Sorozatunk első részében a hagyományos dízel buszokban rejlő lehetőségéket, fejlesztési utakat mutatjuk be kiindulva az eddig elért eredményekből.

A múlt évszázad utolsó évtizedeiben a feladat szerinti optimális szétválasztás jelentette a fő mozgatóerőt a buszok fejlesztésében. Az alacsonypadlós városi, alacsony belépésű elővárosi, magaspadlós helyközi és az emelt padlószintű turista buszok létrejötte után az új karosszéria méretek kipróbálása, kiterjesztése volt napirenden. Az így kialakult, jól használható járműkategóriákban az elmúlt két évtizedben a károsanyag-kibocsátást szabályozó előírások szigorodása bizonyult a fejlesztések alapvető mozgatórugójának. Mellékszálként az utasok által elvárt kényelmi szolgáltatások bővülése is említésre érdemes. A dízelmotorok csak egyre bonyolultabb segédberendezésekkel tudnak megfelelni az egyre szigorúbb előírásoknak, így ezek meghatározzák a járművek egyéb jellemzőit is.

A 2014-ben bevezetésre kerülő Euro VI-os norma minden eddiginél nagyobb feladat elé állította és állítja a buszokkal kapcsolatba kerülő műszaki szakembereket, legyenek azok motor- vagy váztervező mérnökök vagy az üzemeltetésben résztvevő szakemberek. A nagyságrendeket úgy érzékelhetjük a legjobban, ha az 1993-ban bevezetett Euro I-hez és az Euro V-höz viszonyítunk. Az Euro I-hez képest az Euro V norma 75 százalékkal csökkentette a kipufogógázban a nitrogén-oxidok, és 94 százalékkal a szilárd részecskék mennyiségét. Az Euro VI az Euro V-höz képest további 75 százalékkal csökkenti a nitrogén-oxidokat és további 50 százalékkal a szilárd részecskéket. A gyártók az előd motorokéval megegyező vagy alacsonyabb fogyasztást ígérnek, de ez az eredmény valószínűleg nem csak az új motorok érdeme lesz. Olyannyira, hogy a motorgyártással is rendelkező nagy gyártók új helyközi, távolsági buszai a korábbinál áramvonalasabb karosszériát kapnak, a városi buszoknál pedig a nagy fogyasztású, elavult segédüzemeket cserélik korszerűbbekre.

A motor

A Daimler Euro VI-os motorja

Az Euro VI felé vezető úton az első komolyabb bökkenő az Euro IV emisszós norma bevezetésekor jelentkezett. A normát már nem lehetett a motorból kiáramló kipufogógázok utólagos kezelése nélkül teljesíteni. A gyártók nagyobb része az SCR rendszer mellett tette le a voksát, de volt, aki az EGR-t választotta. Az Euro VI normát a motorgyártók egy kivétellel csak a két rendszer együttes alkalmazásával tudják teljesíteni és kivétel nélkül rákényszerülnek a részecskeszűrő (DPF) beépítésére. Ez megnövekedett hely-, és hűtésigénnyel jár, továbbá nagyobb lesz a motorok tömege is. A csak SCR-t és részecskeszűrőt használó Iveco (FPT) kis motorjai is nehezebbek lesznek a korábbinál nagyobb lökettérfogatuk (5,9->6,7l) és a részecskeszűrő miatt. Az EGR-t is használó megoldásokban az előd motorokhoz képest csökken az AdBlue fogyasztás. Érdekesség, hogy a Daimler és a Scania két darab, párhuzamos SCR katalizátort használ egy nagy helyett, és a sűrített levegős AdBlue befecskendezést is elektromos váltja fel e két gyártónál. A motorok teljesítményétől függően találkozhatunk még egyéb dobokkal is a kipufogórendszerben, amikben lehet oxidációs katalizátor vagy akár ammónia katalizátor is. Az Euro VI szigorúsága nem csak az egyes károsanyagok alacsony szinten megállapított mértékéből adódik, hanem a teljesítés módjából is. A károsanyagok szintjének ellenőrzésére eddig alkalmazott európai mérési ciklust világszinten harmonizált mérési ciklus (WHTC) váltja. A legfontosabb eltérések, hogy a mérési ciklus során eltérő a motor fordulatszáma és terhelése (alacsonyabb), új a hidegindítási teszt és a meleg teszt előtti meleg üresjárás, ami lehűtheti a kipufogórendszert. Az új tesztben az azonos motor nagyobb károsanyag-kibocsátást produkál.

Euro VI-os motor, Mercedes Citaro buszba építve

A motorgyártóknak 7 évig vagy 700 ezer kilométerig kell garantálniuk, hogy a motorjaik teljesítik a normát. A részecskeszűrőt a motorvezérlők a beépített nyomáskülönbség-távadó jele alapján automatikusan fogják regenerálni. Ez a regeneráció azonban nem minden, motorgyártótól függően 2-300 ezer kilométerenként (városi üzemben a felénél) ki kell szerelni a részecskeszűrőt, és ki kell tisztítani. Az AdBlue befecskendezését több hőmérséklet érzékelő szenzor jele alapján szabályozzák, mivel a megfelelő reakciók végbemeneteléhez minimum 200 fokos hőmérsékletűnek kell lennie az SCR katalizátornak. A beépített nitrogén-oxid NOx érzékelők két lépcsőben tudják korlátozni a motor teljesítményét, ha a szűrőrendszer rossz működését mérik. Az első lépcsőben 25%-kal csökkentik a maximális nyomatékot, második lépcsőben nem engedik 20km/h fölé a jármű sebességét. A fogyasztás kordában tartására a különböző gyártók további, eddig ebben a tartományban szokatlan megoldásokat vetnek be a kétlépcsős feltöltéstől kezdve a folyamatosan változó geometriájú turbófeltöltőn át a változó szelepvezérlésig.

Az Euro VI-os motorok ára - a nagy, és bonyolult utánkezelő rendszerek miatt - magasabb lesz az Euro V-ös motorokénál. A nagy tömegű motor fogyasztását kompenzáló segédberendezések tovább drágíthatják a buszokat, de az élettartam költségekre jótékony a befolyásuk. Itthon a beszerzési árak nagy hangsúlyt kapnak, ami már most sem helyes, a jövőben előtérbe kell helyezni az élettartam költségeket, különben egyre kevesebb saját forrás fog jutni új járművek beszerzésére. A bonyolult műszaki megoldásoktól ódzkodók miatt várhatóan a használt járművek ára is emelkedni fog.

Mi jöhet az Euro VI után? Valószínűleg az üvegház hatású gázok kibocsátásának korlátozása felé fog fordulni a jogalkotók figyelme.

Az egyéb főegységek terén vegyes a kép. Az Euro VI-os motorok magasabb üzemi hőmérsékletére felkészített és optimalizált automata váltók már kaphatóak. Az elmúlt két évtized tapasztalatai alapján továbbfejlesztett, könnyebb portál futóművekre még várni kell.

Karosszéria

Los Angelest leszámítva nem örvend nagy népszerűségnek a NABI Compobus

A hajtáslánc növekvő tömege miatt senki sem szeretne kevesebb utast szállítani vagy többet fogyasztó járművekre költeni, ezért ahol lehet csökkenteni kell a jármű tömegét, ennek egyik legjobb eszköze a vázszerkezet tömegének lefaragása. A nyolcvanas években kifejlesztett kompozit karosszériák eddig nem bizonyultak sikeresnek, főleg a magas beszerzési áruk miatt. A hagyományos acél karosszériák újratervezésével, ha nem is könnyen, de lehet ellensúlyozni a motortérben jelentkező nagyobb terhelést. Elsősorban a teherviselő elemek optimalizálása, a tengelytávolságok és a túlnyúlások újragondolása a fő eszköz a tervezők kezében, noha ez utóbbi inkább a meglévő teher elosztásának megváltoztatása, nem pedig tömegcsökkentés. Tömeget csökkenteni a vázra kerülő burkolatok megváltoztatásával is lehet, például vékonyabb üvegek, szénszálas külső burkolatok használatával.

Segédüzemek

A buszok segédüzemei szörnyen pazarló berendezések, létjogosultságukat az egyszerű felépítésük, könnyű javíthatóságuk, és megszokott, ismert mivoltuk jelentette, de ennek vége. A legnagyobb pazarlók közt foglal helyet a buszok légrendszere. A pár kilowattos terhelést jelentő kompresszorok meglepően sok korszerű buszban folyamatosan működnek és a feleslegesen megtermelt sűrített levegőt lefúvató szelep vezeti el. Az energiatakarékos megoldást a nyomásadó jelére vagy a kuplunggal leválasztható kompresszor vagy a kompresszor egyes hengereit összenyitó szelepek jelentik, így a kompresszor nem jelent terhelést.

A kormányzás hidraulika szivattyúja is átalakítható szakaszos működésűre.

Irányított gerjesztésű generátor

Egyre több buszban jelenhet meg az irányított gerjesztésű generátor, de ennek csak kiegészítő energiatárolóval együtt van valódi haszna. A kiegészítő energiatároló az akkumulátorok mellett jól elhelyezhető, kisméretű, 1-2Ah kapacitású ultrakondenzátor telep lehet. Akár 2-5 % fogyasztáscsökkenést is el lehet érni a lehetőleg csak fékezéskor, lassításkor vagy kifutáskor emelt gerjesztéssel működő generátorokkal.

Fűtés

A korszerű buszok motorjából már olyan kevés hulladékhő távozik, hogy a fűtést beépített fűtőkészülékkel kell biztosítani. Noha abszolút értékben a gázolajjal működő fűtőkészülékek nem fogyasztanak sokat, a jövőben érdemes megfontolni elektromos üzemű kiegészítésüket. A gyaníthatóan elterjedő elektromos csatlakozási pontok adnak erre lehetőséget. Cikksorozatunk következő részében ezzel bővebben foglalkozunk. Addig is az utastéri fűtés automatikus, hőmérsékletfüggő szabályzása a legkézenfekvőbb megtakarítási lehetőség, és ez utas komfort terén is pozitívan jelentkezik. Tizen kilowattokról van szó, átmeneti időben egy magas fokozatban felejtett fűtéskapcsoló értékes litereket jelenhet a gázolajkútnál. Bár tömegnövekedést okoz, és ezért komolyabb vizsgálatot igényel, de egyre több helyen, elsősorban elővárosi, kisebb városi vonalakon érdemes megfontolni a dupla üvegezést a fűtés és a légkondícionálás fogyasztásának kordában tartására.

Légkondicionálás

A motor fordulatszámától független, elektromos hajtású légkondicionáló kompresszorok már nem ismeretlenek, az újdonságot a hűtőközeg jelentheti. 2011.01.01.-étől a személyautókban nem lehet olyan hűtőközeget használni, aminek a globális felmelegedés potenciálja (GWP) 150-nél nagyobb.
A buszok légkondicionálóiban manapság használt flourozott szén-hidrogének az R134a, és R404a, R407c jelű hűtőközegeknek a GWP értéke rendre 1300, 3300 illetve 1610. 2008-ban Németországban körülbelül 100 tonna ilyen gáz szivárgott el a buszok légkondicionáló rendszeréből. A személyautókban az R1234yf gázt használják helyettük, ami gyúlékony, és nehezen kezelhető.
A haszonjárművek számára a hűtéstechnika egyéb területein (pl. nagyáruházak hűtői) már nagy sikerrel alkalmazott szén-dioxid (R744) a reális és fejlődést jelentő alternatíva. A szén-dioxid GWP értéke 1, könnyen és olcsón beszerezhető, a jelenlegi hűtőközegeknél jóval könnyebben kezelhető. A kísérleti szén-dioxid légkondicionálóval felszerelt buszok kevesebbet fogyasztanak és jóval egyszerűbb, olcsóbb a karbantartásuk. A szén-dioxidos rendszer kevésbé hajlamos a szivárgásra és az eddigi gázoktól eltérő tulajdonságai miatt egy esetleges szivárgás kevésbé befolyásolja a hűtőteljesítményt. A kedvező kísérleti tapasztalatok után a Konvekta idén kezdte a szén-dioxidos klímaberendezések sorozatgyártását. Ilyen berendezésekkel találkozhatunk például a Solaris elektromos buszai tetején is. A kezdeti esetlegesen magasabb beszerzési árat valószínűleg ellensúlyozza a könnyebben kezelhető és olcsóbb hűtőközeg, illetve az alacsonyabb fogyasztás. Az új buszok mellett az utólagos légkondicionáló beépítést igénylő járművekbe nagyon jó alternatíva az új hűtőközeget használó rendszer beépítése, a már meglévő, légkondicionált buszok felújításakor a légkondicionáló cseréje gazdaságossági vizsgálatot és használható tapasztalatokat igényel.

Világítás

Az utastérben a vonalas világítótestekbe integrált LED-es fényfüzérek már terjedőben vannak, a jövőt a nagy felületen, egyenletes fényt adó OLED panelek jelenthetik. Kívül, a hátsó világítótestekben a prémium márkák közt megjelentek az igen látványos, LED-ekkel megvilágított optikai szálas megoldások, a fényszórók LED-ekkel felszerelése egyelőre a magas beszerzési ár miatt a jövő zenéje. Az elérhető energia megtakarítás a hagyományos fényforrások diódásra cserélésével tizen wattokban mérhető, de sok kicsi sokra megy.

Utastér

Ebben a pontban kerültünk legközelebb a formatervezők álmaihoz, de még egy kis ideig maradjunk a földön. Az EBSF tesztbuszokon láthattuk, hogy az utasterek jövőbeni kialakítására is számos alternatív ötlet már ma is megvalósítható. Ezek közül kiemelnénk a Volvo tesztbuszon látható, sofőr alá kitolt első tengelyeket. Ezzel az elrendezéssel szokatlanul könnyen átjárható, és nagyméretű utasteret lehet kialakítani, de rossz hatással van a jármű fordulási tulajdonságaira. A városi buszok utasterében a jövő a tömegcsökkentésről fog szólni. A vékony anyagokból készült, könnyű ülések és alumínium kapaszkodó rudak már ma sem hatnak idegenül egy-két prototípus korszerű buszban.

A példátlanul szigorú Euro VI nagy kihívás elé állítja a motorgyártással nem rendelkező karosszálókat és később az üzemeltetőket is. Eddig ez a legnagyobb és leghatározottabb lépés, amit a null emisszió felé tettek a jogalkotók. Az Euro VI által kikényszerített változásnak számos pozitív hozadéka van, ami a későbbi, akár a dízelbuszoknál már egyszerűbb felépítésű elektromos buszok esetén is jól használható lesz a távolabbi jövőben.

Képek: Daimler, Konvekta, Volvo