Od października ubiegłego roku w krajach UE obowiązuje norma czystości spalin Euro 4. Jest ona czterokrotnie bardziej rygorystyczna niż poprzednio obowiązująca Euro 3. Już w 2009 r. wejdzie w życie jeszcze bardziej surowa norma dotycząca wytwarzania spalin przez pojazdy – Euro 5. Ograniczy ona w jeszcze większym stopniu emisję trujących tlenków azotu w spalinach. Dla producentów samochodów i autobusów oznacza to konieczność prowadzenia daleko posuniętych w przyszłość prac badawczych nad poprawą ekologiczności swoich pojazdów.
Drugim aspektem nowoczesności, nie mniej ważnym a nawet nieco powiązanym z ekologią, jest dążenie do tego, aby pojazdy stawały się coraz mniej paliwożerne. W dobie ciągle rosnących cen paliw ważne jest obniżanie kosztów eksploatacji.
Takie właśnie są pojazdy z napędem hybrydowym. Pozwalają zmniejszyć emisję spalin,
a także obniżyć koszty paliwa. Rys. 1
Badania firmy Allison Transmission (w Seattle w USA) potwierdzają tę tezę i udowadniają, że autobus hybrydowy w porównaniu z analogicznym autobusem wyposażonym w identyczny silnik Diesla pozwala oszczędzić 20–43% paliwa, emituje 10–39% mniej NOx oraz 51–97% cząstek stałych.
Napęd hybrydowy to także przedłużenie żywotności niektórych podzespołów, np. silnika pojazdu. Praca w optymalnych warunkach, bez przeciążeń i maksymalnych obrotów ogranicza jego awaryjność lub zbyt szybkie zużycie.
W przeciwieństwie do typowych konstrukcji pojazdów, z faktu poruszania się w ruchu miejskim – częstego hamowania, wolnej jazdy – wynikają same korzyści. Hamowanie tzw. hamulcem górskim powoduje mniejsze zużycie okładzin ciernych, i - co ważne - ładowanie akumulatorów, czyli szybki odzysk energii.
Premiera autobusu hybrydowego Solaris odbyła się w tym roku, podczas kieleckich targów Transexpo oraz na tegorocznej wystawie IAA w Hanowerze.
Solaris Urbino 18 Hybrid jest owocem kilkumiesięcznej pracy konstruktorów z Bolechowa przy współudziale inżynierów z Allison Transmission i Cumminsa.

Zaglądamy do środka
Pojazd powstał na bazie szkieletu ze stali nierdzewnej, stosowanego dotychczas w budowie niskopodłogowych autobusów miejskich – Urbino. Zdj. 2
Konstrukcja napędu hybrydowego Solarisa wykorzystuje połączenie dwóch napędów: wysokoprężnego silnika spalinowego oraz silników elektrycznych.
Układ napędowy został umieszczony w pierwszym wagonie autobusu przegubowego, tuż za przednim nadkolem, po lewej stronie. Napęd przenoszony jest na drugą (środkową) oś pojazdu. Takie umiejscowienie zespołu silników pozwoliło uzyskać aż 53+1 miejsc siedzących. Łączna maksymalna liczba miejsc siedzących i stojących w Urbino 18 wynosi 161.
Pierwszą część napędu stanowi 340-konny diesel firmy Cummins ISLe4 o pojemności 8,9 l i maksymalnym momencie obrotowym wynoszącym 1500 Nm przy 1200 obr./min. Silnik ten, od sierpnia br. jest montowany m.in. do autobusów Urbino 18. Spełnia on normę czystości spalin Euro 4 w technologii SCR. W porównaniu ze standardową wersją, montowaną do pojazdów z napędem konwencjonalnym, silnik ten różni się m.in. oprogramowaniem elektronicznym i brakiem rozrusznika. Rys. 2
Serce napędu hybrydowego, czyli jego część elektryczną, stanowi system Allison Ep50. Napęd Ev, w którego skład wchodzą: dwa silniki elektryczne, dwa sprzęgła synchroniczne i trzy przekładnie planetarne, odpowiada za sumowanie (blending) momentów silnika spalinowego i silników elektrycznych. Element ten waży 417 kg i wygląda jak tradycyjna skrzynia biegów.
Odpowiednio przetworzona energia, odzyskiwana z generatorów w czasie hamowania, jest gromadzona w specjalnych akumulatorach niklowo-metalowo-wodorowych, które są zamontowane na dachu autobusu. Przewidywany okres eksploatacji baterii NiMH (o wadze 437 kg) wynosi około 6 lat.
Dual Power Inverter Module integruje pracę silnika spalinowego i napędu elektrycznego zapewniając ich współdziałanie dla osiągnięcia maksymalnej wydajności. DPIM to jeden z ważniejszych elementów układu elektrycznego Allison. Składa się on z dwóch modułów przetwornic AC/DC – DC/AC chłodzonych olejowo.
Całością steruje układ złożony z dwóch modułów, również firmy Allison ,serii 1000/2000. Pierwszy moduł kontroluje i zarządza pracą napędu, drugi zaś odpowiada za współpracę z innymi układami pojazdu.

Wrażenia z jazdy
Solaris Urbino 18 to autobus przeznaczony konstrukcyjnie dla przedsiębiorstw komunikacji miejskiej. Ten osiemnastometrowy jamnik wzbudza respekt nawet u kierowców z długim stażem. Ogarnięci dużą ciekawością, czy poradzimy sobie z tej długości pojazdem i w dodatku z niekonwencjonalnym napędem, pośpiesznie zajmujemy miejsce za kierownicą i ruszamy.
Ku naszemu zaskoczeniu, napęd hybrydowy nie oznacza radykalnych zmian w obsłudze autobusu i technice jazdy. Deska rozdzielcza i panel sterujący są analogiczne do Zdj. 3 tradycyjnych autobusów. Urbino Hybrid wyposażono w sterownik DNR (Drive Neutral Reverse), który odpowiada za poszczególne tryby jazdy oraz umożliwia diagnozowanie usterek pojazdu (poprzez program DOC). Jak w typowej automatycznej skrzyni biegów, przycisk „D” służy do jazdy na wprost, „N” jest pozycją postojową, a „R” umożliwia cofanie.
W hybrydzie rzadko istnieje potrzeba używania pedału hamulca zasadniczego. Zdj. 4 Wyhamowanie pojazdu odbywa się poprzez zdjęcie nogi z pedału gazu, a siłę tego hamowania reguluje się za pomocą sterownika DNR. Kolejność włączania układów hamujących jest następująca: pierwszy etap to hamowanie silnikami elektrycznymi, które w tym momencie pełnią rolę generatorów prądu; następnie włącza się system E-Brake, będący hamulcem pomocniczym; na końcu, gdy jest potrzeba np. gwałtownego zatrzymania autobusu, uruchamia się układ pneumatyczny. W układzie hamulców ABS zawsze ma priorytet działania, co oznacza, że przy jego uruchomieniu wszystkie inne możliwości hamowanie są nieaktywne. Rys. 3

Podsumowanie
Doświadczenia z eksploatacji autobusów z napędem hybrydowym w USA wykazują mniejsze zużycie paliwa, silnika oraz okładzin hamulcowych. Niższy jest także poziom hałasu wewnątrz i na zewnątrz autobusu. Oryginalnym rozwiązaniem jest zamontowanie układu napędowego w pierwszym członie autobusu (za pierwszą osią).
Z pewnością wadą autobusów hybrydowych jest ich wyższa cena (o ok. 140 tys. euro) od zwykłego przegubowca. Jednak (producent przewiduje okres użytkowania autobusów na 15 lat) może się okazać, że hybrydy będą tańsze od tradycyjnych autobusów spalinowych.