Autobusy s alternativním pohonem MAN: Ultrakapacitory

Zkušenosti MAN s autobusy na CNG můžeme měřit na miliony kilometrů a desítky let. Proto se nemůžeme divit tomu, že díky individuálním úpravám se snaží uplatňovat i na trzích, kde je zemního plynu téměř více než vzduchu. Tím myslíme například Rusko, které celkovou energetickou spotřebu zajišťuje více než z poloviny z CNG, a země Středního východu bohaté na ropu i zemní plyn.

Dlouhá tradice

MAN Truck & Bus se může odkázat na letité zkušenosti s autobusy na zemní plyn. Již v roce 1972 byli atleti i návštěvníci olympijských her přepravováni vozidly CNG. O dvacet let později přišla premiéra MAN SL 202 CNG, v roce 2003 dodal MAN zákazníkovi první autobus na zemní plyn v provedení EEV. Hlavními odbytišti pro autobusy či motory na zemní plyn jsou Nizozemsko, Turecko, Německo, Švédsko, Austrálie, Rakousko, Portugalsko, Irán a dříve také Španělsko.

Dva motory

Pro použití v autobusech a podvozcích jsou k dispozici dvě konstrukční řady motorů (E08 a E28), které uspokojují požadavky na výkon v pěti stupních od 162 kW (220) až do 228 kW (310).

Menší motor MAN E0836 LOH 01 se zdvihovým objemem 6,9 litru je k dispozici ve verzích 162 kW (220), 184 kW (250) a 206 kW (280). Agregát bez náplní vážící jen 650 kg je vhodný pro trasy bez znatelnějšího stoupání, případě v (midi) autobusech. V současné době nabízí MAN motor na zemní plyn E08 výhradně externím výrobcům autobusů.

Standardně se však v autobusech MAN CNG uplatňuje šestiválec MAN E2876 LUH o objemu 12,8 l a výkonu 220 a 228 kW (272 a 310). Motor na zemní plyn je volitelnou alternativou pro téměř všechny typy z moderní generace městských nízkopodlažních autobusů Lion’s City a rovněž pro odvozené varianty Low Entry.

Dojezd

Modulární systém zásobního zařízení na střeše vozidla dovoluje přizpůsobit velikost nádrží paliva dle jízdního dosahu požadovaného klientem. Na standardním hliníkovém rámu může být uspořádáno pod estetickým střešním krytem šest až deset nádob na zemní plyn. Pro plnění zemním plynem jsou k dispozici různé typy tlakových nádob a to tak, aby bylo možné splnit každé přání týkající se dojezdové vzdálenosti vozidla. Samozřejmě lze dostat i MAN podvozky městských autobusů s plynovým pohonem, na které se jednoduše dodatečně zhotoví nástavba.

Sériový hybrid

Náročný provoz ve městech je vhodný pro nasazení autobusů se sériovým hybridním pohonem. Až osmnáct tun těžká dvanáctimetrová vozidla provázejí extrémně častá zastavování a opětovná uvádění do pohybu. Běžné autobusy přeměňují tuto obrovskou kinetickou energii při brzdění pomocí intardéru či třecích segmentů na tepelnou.

Hybridní pohon dokáže kinetickou energii přeměňovat v elektrickou a využít ji během rozjezdu či ustálené rychlosti s vypnutým spalovacím motorem. Elektřina může také proudit do vedlejších agregátů - klimatizační zařízení, které tak chladí i poté, co je na zastávce vznětový motor vypnut. V průměru bývá vznětový motor hybridního vozidla během jízdy zhruba patnáct procent doby vypnutý.

Lion's City Hybrid používá pro ukládání energie mimořádně výkonné kondenzátory nazvané ultrakapacitory. Ty umějí téměř kompletně pohltit energii téměř každého jednotlivého zabrzdění, které trvá pouze několik sekund. S žádným jiným akumulačním systémem není možné v tak krátkém čase pojmout tolik energie. Jak vyšlo najevo po analýze výkonů autobusů nasazených po celé Evropě, Lion's City Hybrid rekuperuje pohybovou energii při devadesáti procentech všech brzdění.

Hybrid je poháněn dvěma elektromotory o výkonu každého 75 kW. Oba agregáty společně dosahují největšího točivého momentu 3000 N.m. Proto si Lion's City Hybrid vystačí bez stupňového převodu, takže vozidlo zrychluje z klidu na požadovanou rychlost svižně a bez přerušování tahu, což ocení zejména cestující.

Ultrakapacitory

Oba hnací motory fungují při brzdění jako generátory a přeměňují pohybovou energii na elektrickou. Ta je ukládána v šesti ultrakapacitorových jednotkách umístěných ve střeše vozu. Ultrakapacitory vykazují mnohé výhody proti klasickým akumulátorům: vysoká hustota výkonu, extrémně rychlé zachycování energie, mimořádná cyklická stabilita i účinnost.

K ní přispívá absence pohyblivých součástí a snadnost údržby. Paměťový efekt či ztráta výkonu způsobená stárnutím jsou u ultrakapacitoru v porovnání s Li-Ion či Ni-Mh bateriemi výrazně nižší. Ultrakapacitory mají mnohem delší životnost.

Pouze elektřina

Lion’s City může pomocí energie výhradně z ultrakapacitorů akcelerovat a v závislosti na podmínkách nasazení i ujet několik stovek metrů. Pokud je akumulátor energie prázdný, automaticky se spustí vznětový šestiválec EEV o výkonu 184 kW v zádi vozidla a pomoci generátoru vytváří elektřinu pro hnací elektromotory na palubě.

Za efektivní souhru elektromotorů a vznětového motoru, generátoru a akumulátoru i vedlejších agregátů odpovídá řídicí jednotka z dílny MAN. Stanovuje chod vznětového motoru, automatický systém Start-Stop, kontroluje stav nabití ultra kapacitorů a řídí pohon vedlejších agregátů, jako je čerpadlo posilovače řízení či klimatizační zařízení.

Přes dodatečné technické komponenty nabízí Lion's City Hybrid proti konvenčnímu vozidlu stejný počet míst k sezení. Klimatizační zařízení je poháněné elektricky, aby se při vypnutém vznětovém motoru nezvýšila teplota v interiéru. Hybrid dosahuje i v létě výrazné úspory paliva i při intenzivním používání všech komfortních funkcí.

EcoCity

V britském prostředí se MAN rok a půl uplatňuje s dvanáctimetrovými nízkopodlažními autobusy EcoCity s pravostranným řízením. Před rokem přibyla verze Low Entry. V pohonném řetězci přichází ke slovu motor E2876 EEV s objemem 12,8 litru a výkonem 220 kW. O dojezd vozidla se čtyřiceti sedadly se starají čtyři nádrže na zemní plyn s kapacitou 1176 litrů.

Do vedra

Zemní plyn, který vzniká při dobývání ropy, se v zemích Středního východu stále více používá jako palivo. MAN proto nabízí autobus Lion’s City CNG v takzvaném provedení pro horké klima. Interiér je ochlazován klimatizací v tropickém provedení s nejvyšším výkonem 44 kW na příjemnou teplotu. Vzduchové clony u dveří zabraňují pronikání horkého venkovního ovzduší dovnitř během nastupování a vystupování pasažérů. Tato verze je poháněna

šestiválcovým motorem o výkonu 228 kW. O spolehlivý provoz v prašném a horkém prostředí se starají aplikace pro horké klima, jako je například cyklónový odlučovač prachu v sání vzduchu.