Szemügyre vesszük a Budapesten közlekedő hibrid meghajtású Volvo csuklós buszokat. Vajon mennyire cool a főváros high-tech hibrid buszán utazni?

A körülmények

Budapesten az új buszüzemeltetési modell segítségével nyílt meg az út hibrid buszok forgalomba állítása előtt. Végre Budapesten is megjelentek kiemelten környezetbarát járművek. A 28 darabos tenderen a nyertes ajánlattevő a T & J Buszprojekt Kft. lett, ez a cég üzemelteti most a buszokat kilométerdíj ellenében. A hibrid buszok magas beszerzési ára miatt a kilométerdíj az eddigi legmagasabb, 959 forint kilométerenként. Optimális esetben egy EU-s finanszírozású kísérleti projekttel, kisebb darabszámban ki lehetett volna tapasztalni a gyengéket. A korábbi egyhetes teszt erre nem volt alkalmas.

A környezetbarát, innovatív hajtást használó autóbuszok világában nem új, de mindenképp szokatlan a szabad piac bevonása az üzemeltetésbe. A technológia új, nem elterjedt, érdemes tapasztalatszerzésre belső szolgáltatóval kipróbáltatni, a tapasztalatokat összegyűjteni. A másik ok pénzügyi, amiért a belső szolgáltatós üzemeltetési modell az elterjedtebb. Ugyanis ezekre a drága járművekre könnyű jelentős összegű támogatást szerezni, ahogy hazánkban is volt már példa erre, nem kell piaci körülmények között, szinte kísérleti járművekre szerződést kötni, a kockázatot pedig fizetni.

A felépítmény

Hiányzik a szélvédőt optikailag megnagyobbító alsó feketítés.

A T&J Buszprojekt a Volvo csuklós, 7900A típusával lett befutó. A busz alumíniumból készült felépítménye a Volánbusz által közlekedtetett dízel elődökből már ismerős. A tetőn kapott helyet az akkumulátor, a légsűrítő, az akkumulátor hűtése és az újfajta elektromos légkondicionálók is. Az ajtókiosztása nagy forgalmú városi vonalakra ideális, legalább három üléssor található az egyes ajtók között. A buszonként 44 ülés az importőr Rába móri gyárából származik. A fellépőre szerelt ülések száma a Volánbusz buszaihoz képest kettővel csökkent.

Túl sok az ülés, ez a budapesti megrendelők sara.

Az ülések teljes száma viszont sajnos nem csökkent, ami az agglomerációs vonalakon használt hagyományos társaiktól eltérően komoly hátrány. A belvárosi vonalakra beosztott hibrid buszok utastere így túlságosan szűkös lett, a Hamburg által rendelt kivitelekben látható, hogy az utastér tekintetében sokszor etalonként emlegetett Euro III-as BKV-s Volvo 7700A buszokat idéző üléskiosztást is lehetett volna kérni. Ez az első két ajtó között dupla-szimpla (2+1) ülésezést jelentene a mostani mindkét oldalra dupla (2+2) helyett, illetve a harmadik ajtóval szembeni peron is nagyobb lehetett volna. A busz utastere így elég rossz lett, a hamburgi elrendezéssel viszont kenterbe vert volna minden egyéb bilikék jövevényt. A budapesti igényeket tehát ismét rosszul mérte fel akár az operátor, akár a végső áment kimondó BKK. A kapaszkodók kiosztása viszont ideális, tanítani kellene. Említése méltó, hogy a járművezető fülkéje sajnos nem zárt, viszont az utastéri kamerák képét mutató kijelző nagyon jó helyre került, a kormánytól jobbra. Az utastér fűtése télen kiváló, az energiát gázolajos kályha biztosítja.
Küllemre a Volvo ötletes és látványos hibrid dizájnját a BKK elképzelései sajnos felülírták mind a homlokfalon, mind az ablaköv felett, ami elég szomorú.

A hajtás

Zöld a dízelmotor és az I-Shift váltó oldalára szerelt inverter, a kettő között foglal helyet a szinkronmotor. (Kép: Volvo)

A busz különlegessége a hibrid hajtáslánc, így a megszokottnál nagyobb figyelmet érdemel. A busz mozgatását az eddig egyik legjobban bevált hibrid rendszer végzi. A Volvo ennek megfelelően bátor, már csak dízel-elektromos hibrid hajtással kínálja a komplett városi busz családját. A bátorságát nagymértékben elősegítette, hogy a piaci részesedése komplett városi autóbuszok terén, Európai szinten elhanyagolható volt korábban.

A hajtás párhuzamos hibrid, azaz az elektromos motor mellett a dízelmotor is részt vesz a busz mozgatásában. Felépítésében a hagyományos hidrodinamikus automata váltó helyettesítése robotizált váltóval az újdonság és egyben a válasz is a hajtásrendszer kiemelkedő teljesítményére. A hajtott tengelyhez a 12 sebességes automatizált váltó kapcsolódik. A váltóhoz egy motorként, indítómotorként és generátorként is használt állandómágneses, szinkron villamos gép kapcsolódik. A 150 kW csúcs- és 70 kW folyamatos teljesítményű villamos gép egy kuplungon keresztül kapcsolódik a négyhengeres dízelmotorhoz. Az apró villamos gép és a szintén pici, ötliteres, négyhengeres, 240 lóerős dízelmotor ereje úgy lesz elegendő egy csuklós busz mozgatásához, hogy a 12 fokozatú váltó első fokozata a hidrodinamikus váltókhoz képest feltűnően rövid, pontosabban szólva a 14,94:1-hez nyomatékmódosítási aránya szokatlanul nagy. A buszt legtöbbször az 1200/400 (maximum/tartós) newtonméteres nyomatékú villamos motor indítja el, akkor is, ha a dízel nincs leállítva. A dízel terheléstől és gázpedálállástól függően nagyobb sebességen, de legkésőbb 15-20 km/h környékén csatlakozik a villanymotor mellé.

A villamos gép hajtásszabályzása kifinomult, álló állapot közelében még egy picit sem rángat, ami az aszinkron motoros trolibuszok esetén gyakran érezhető. A fékezés oroszlánrészét szintén ez a villamos gép végzi, generátor üzemmódban. A ,,haladós” vezetési stílus a rövid fékutakkal nagy ellensége, ilyenkor a visszatáplálás csak korlátozott és a légfék működik. A dízelmotort folyamatos lassítás esetén lekapcsolja a hajtásláncról az előtte lévő kuplung, alapjáraton működik, csak a busz álló állapotában állhat le, főleg megállókban. Ez azért van így, mert ha esetleg újból gyorsítani kellene, akkor a villamos motornak egyedül kicsi lenne a teljesítménye. Ha a lassítás megszakad, a váltó az újbóli gyorsításra gondolván visszagangol és a dízel is belép. A dízel leállításának több feltétele is van, a kenőanyagok és a kipufogórendszer hőmérséklete a kettő legvalószínűbb, és természetesen az akkumulátorok megfelelő töltöttsége. Ha egyszer leállt, és a töltöttséggel minden rendben, akkor legközelebb befecskendezéssel fog újraindulni.

Ideális esetben így oszlik meg a nyomaték a fordulatszám függvényében a két motor között. A fordulatszámon a kerekekét, nem a főtengelyét kell érteni. (Forrás: Volvo)

Rángatás a kifinomult szabályzás ellenére a kamionokból érkező robotizált váltó és kuplungok megléte miatt mégis előfordulhat, akár egészen durva mértékű is, főleg araszolásnál. Az eredetileg országúti környezethez, kamionokhoz kitenyésztett I-Shift viselkedése az előd 7700-as hibrid típushoz képest meglepően sokat javult, de kérdés a beépített kuplung hogyan fogja bírni. Az I-Shift már nem zongorázza végig az összes fokozatot minden elinduláskor, 4-5 fokozat között váltogat ideális esetben.

Szokatlan még a segédüzemek, a légkompresszor, a kormányszervó és az ajtók villamosítása is, de mind nagyban hozzájárulnak a rendszer alacsony fogyasztásához és elismertségéhez.

Forgalmi dugóban araszolva derül fény a gyengékre. A hibrid rendszer Achilles-sarka pont a párhuzamossága. A hajtásért felelős 600 voltos akkumulátorokat ideális esetben csak a fékezés tölti. Az elindulás általában elektromos, lassú, araszoló haladás esetén ez gyorsan lemeríti a szintén kicsi, 9,6 kilowattórás kapacitású lítium-vasfoszfát akkumulátort, a dízelmotor nem kapcsol le. Ha az araszolás folytatódik, akkor a következő megálláskor a hajtásoldali kuplung bont, a dízelmotor felpörög és termel némi energiát. Ezt csak úgy tudja, ha sokáig áll a busz. Nem sokat termel, csak annyit, amennyi két-három további, gyalogtempóra gyorsításhoz elég. A környezetkímélő hajtás tehát pont az egyik leginkább károsanyagokban gazdag, pazarló szituációban nem remekel, hanem pöfög. Ezt tovább lehet súlyosbítani akár egy emelkedővel vagy akár egy hőhullámmal. Ilyenkor az elektromos hajtás már nem indul el, hanem az I-Shift váltó legrövidebb fokozatait használja az elektronika vérszegény gyorsulás kíséretében. A hajtásakkumulátort a segédüzemek lekapcsolásával is védi, az utastéri klíma az első áldozatok között van.

Mennyi az annyi?

Hogy milyen messze van még a zöld színű, hibridbuszos Kánaán azt pár elektromos vagy hibrid autóval összevetve tudjuk szemléltetni. Egy ilyen hibridbusz jó 35-45 millió forinttal kerül többe egy hagyományos társánál. Ez azt jelenti, hogy kettő hagyományos csuklós mellé még egy hagyományos szólót vehetnénk, kettő hibrid helyett. A tetőn helyet foglaló, és az utastér belmagasságát csökkentő 9,6kWh-ás akkumulátor átmeneti időben és télen jól muzsikál, de pár hibrid autó akkumulátorának kapacitásával és az autó üres tömegével összevetve mindjárt megértjük a nyári gyengélkedését:

Volvo 7905LAH:              9,6  kWh / 18.300 kg
Toyota Prius II :               1,31 kWh / 1.365 kg
Toyota Prius III Plug-In :   4,4  kWh / 1.420 kg
Volkswagen Golf GTE:     8,8  kWh / 1.520 kg
Nissan Leaf :                 24    kWh / 1,493 kg

Cool a rendszer?

Akkuhűtés, utastérhűtés, hajtásakkumulátor, csukló, utastérhűtés, légsűrítő a sorrend a tetőn.

Külön pontot érdemel az utasteret hűtő klímaberendezés. A Spheros REVO-E típusú légkondicionáló a járműiparban a jövő küldötte. Az ipari hűtéstechnikában egyre elterjedtebben használt fordulatszám szabályozott villamos hajtások illetve a háztartásokban az inverteres klímák előnyeit tudtunkkal elsőként használja ki a buszos klímaberendezések közül. A hűtési igény, a külső és a belső hőmérséklet függvényében mindent szabályoz, amit csak tud. Szabályozza az elpárologtató és a kondenzátor ventilátorok illetve a kompresszor fordulatszámát is. Ezzel látszik, hogy szabályozott villamos hajtást kapott a kompresszor is. Ezen kívül a szokásos, külső hőmérséklet alapján vezérelttel szemben az utastér hőmérsékletét is igyekszik szabályozni. Az egész történetet a hajtásakkumulátor feszültsége viszont kíméletlenül felülírhatja. A klímától a hajtásfelügyelet felé nincs felvett vagy igényelt teljesítmény visszacsatolójel, csak a klíma alkalmazkodik az akkumulátor feszültségéhez. Részterhelésen ezzel a megszokott, szimplán egy dízelmotor főtengelyről hajtott, ki/be kapcsolós vezérléssel szemben akár kétszámjegyű százalékos megtakarítást tud elérni. További fegyvertény, hogy a kompresszor a tetőegységben kapott helyet, amitől ugyan magasabbra kerül a busz tömegközéppontja, de kevesebb hűtőközeg kell, és jóval kisebb a veszélye a szivárgásnak is.

A próbáink alapján az első tetőegység kicsit alulméretezett, a hátsó, kompresszoros, kondenzátoros egység pedig túlhűtésre hajlamos. A légcsatorna kialakítása az első kocsitestben csapnivaló, az akkumulátorok alatt meleg van, előrébb jóval hűvösebb van. A csuklórészben meleg és levegőtlenség uralkodik. A hátsó kocsitestben a befúvók alatt jó idő van, de a tűzforró kipufogódob felé rakott, motortér melletti hármas ülések környékére már nem jutott befúvás, itt is meleg van. Egyébként a befúvók mérete és eloszlása hátul megfelelő, a befúvás erőssége gyenge.

A klímavezérlés szabályzása a fűtőventilátorokat is bevonhatja a helyzet fokozódása esetén, meleget nem fújnak, mivel nincs meleg víz a radiátorokban, ellenben kellemes huzattal segítenek csökkenteni a hőérzetet és az energiaigényes hűtőkompresszor fogyasztását. Kisebb hőterhelés esetén a rendszer szépen visszaszabályoz.

A spórolás az energiával a befúvás erősségén is lemérhető, ez sokszor kevés a teljes utastér hűtésére, az ablakok felett szivárog némi hűvös. A klímaberendezés csak ideális menetdiagram befutása esetén, felkészült járművezetővel, olyan 32 fokig hatékony. Ha a busz dugóba kerül, a történetnek vége. A 38kW-os folyamatos teljesítmény biztosításához egyszerűen túl kicsi a hajtásakkumulátor kapacitása és a 24 voltos generátorok teljesítménye is. A 24 voltos generátorok azért jutnak szerephez, mert a dízelmotor csak álló állapot esetén tudja hajtani a 600 voltos motor-generátor (I-SAM) egységet, de erre csak nagyon ritkán hajlandó. Menet közben sincs értelme terhelni a dízelmotort, az 5 literes egység egyedül is kevés a busz mozgatásához, nemhogy még a klíma tápellátását is biztosítsa. Alacsony töltöttség miatt az elektromos segédüzemeknek kell az energia. Melegben a villamos hajtáscsomag hűtése a fő fogyasztó. Ezeket három, 24 voltos, egyenként 110 amperes generátor táplálhatja. Ez összesen 8 kilowattnyi teljesítmény. A fedélzeti 24 voltos és a 600 voltos hajtási rendszer között létezik átjárás, a DC/DC átalakító teljesítménye legjobb tudomásunk szerint 7,5 kilowatt.

Hűtési szempontból az akksik merülése esetén a következő a történet: A kompresszor jól hallhatóan kikapcsol, a befúvás magasabb fokozatra vált. A belső hőmérséklet további emelkedése esetén a tetőszellőzők automatikusan kinyílnak. Ha elő tud fordulni elnyújtott fékezés, akkor a tetőszellőzők visszazáródnak, a kompresszor pedig beindul. Ez szép és jó, csak a dízelmotor a klíma újraindulása előtt is hajlamos leállni.

Ez rávilágít a hajtás gyengéjére. Kiadott klímaparancs esetén a hajtásvezérlés ugyanúgy nincs tekintettel semmi másra, csak az akkumulátor feszültségszintjére, mint különben. Ez nem bölcs dolog. A korszerű akkumulátorok rákfenéje a mélykisütés, ezt vélhetően mindig elkerüli, de a túlzott merítés és a szokásosnál nagyobb ciklusszám is árt, csökkenti a telep élettartamát, ami a Volvo szerint egyébként is csak 4 és fél év lesz. A kelleténél jóval gyakoribb alacsony töltöttség a villamos motor kiesése miatt megnöveli a menetidőt is, ami nem jó sem az utasoknak, sem az üzemeltetőknek és a járművezetőt sem a ráérős stílusra ösztönzi, pedig pont azzal tudná feltölteni az akkumulátorokat, azaz klasszikus róka fogta csuka a helyzet.

Tehát klímázás parancs esetén, célszerű lenne minden megálláskor a dízelmotorral töltést megkezdeni, de leginkább az akkumulátor alsó feszültségszintjét jóval megemelni. Ezzel ugyan önmaga paródiájává válna, mivel megállások esetén kellene leállnia és némán elindulnia, de legalább nem főnének meg az utasok a méregdrága csodamasinán. A klíma valódi tudásáról így nem kapunk képet, csak egy trolibusz felsővezeték alatt lehetne igazán kipróbálni. Az Európa-szerte próbálgatott pontszerű indukciós töltők az ilyen energiafaló kiegészítőknek is jól jönnének.

Nincsen rózsa tövis nélkül

Korlátok között működik az összes hibridbusz, ez a jobbak közül való, csak ezt a nagy melegben nehéz elhinni.

Nincsen hibridbusz hátrány nélkül. Az eddigi hibridbuszok többsége általában kiforratlanságával, túlfogyasztással sült fel, majd párolgott el a kínálatból. A kettőezernél is több példányban eladott Volvo hibrid hajtás a saját karosszériával az utastér kialakításának szempontjából lehetett volna etalon. A hibrid hajtása egy relatíve jól átgondolt, de ugyanakkor jelentős hátrányokkal is küzdő, már bizonyított rendszer. Sík utakra, gyér forgalomban, buszsávokban csapatásra ideális. A motorok kicsi tartós teljesítménye hegyvidéki üzemre nem teszi alkalmassá, még a sík 7-es és 9-es vonalakon is küzdelmes a nagyvárosi menetrend tartása, márpedig a választott üzemeltetési konstrukcióban ennek az elmulasztása kötbérrel járhat. A kényszerűen haladós stílus nem aknázza ki a hibrid rendszerrel elérhető megtakarítást, rövidebbé teszi az akkumulátorok élettartamát, melegben pedig gyakrabban kapcsol ki a klíma. Az elért fogyasztás azonban így is meggyőző klíma nélkül 40 liter alatti értékek sem ritkák, klímával 42 liter körül alakul a fogyasztás, ami egy korszerű csuklóstól igen jó érték. De a fennhangon hirdetett, méregdrága költséggel futtatott, klimatizált, hibrid buszokban nem kellemes élmény megfőni.

(fotók: Buga Bence)