Вначале, как всегда, немного теории.
В мире существует три основных кинематических схемы гибридных силовых установок: обратите внимание на публикуемые схемы...

■ С параллельными потоками мощности. В данном случае модуль мотор-генератора устанавливается между ДВС и коробкой передач. Он достаточно компактен (у решений Cummins, ZF или Allison Transmission его длина 350-400 мм). Причем коробка передач остается и работает как 9-, 12-, 16-ступенчатый редуктор. Как правило, это решение используется на грузовых автомобилях, в том числе на магистральных тягачах. Плюс с точки зрения экологии и экономии топлива: особенности характеристик крутящего момента электромотора и дизеля. В первом случае — максимум «с места», посему до максимума момента у ДВС (у разных моторов диапазон обычно 900-1400 мин^-1), где минимальный удельный расход топлива, разгон происходит практически без нагрузки. Причем при достижении пика у ДВС электромотор на гражданских версиях тягачей обычно отключается (или переводится в режим рекуперации). Это сделано для недопущения превышения расчетного входного крутящего момента для КП и главной пары ведущего моста (при наличии — также и ступичных редукторов).

К минусам этой схемы обычно относят малый запас хода на электроприводе (7-10 км), но, во-первых, здесь всегда только небольшие АКБ — так задумано. А во-вторых, чтобы с выключенным ДВС заехать на паром, под крышу грузового терминала, в некую зону с особым экологическим статусом или бесшумно в жилую зону для ночной разгрузки, этого вполне достаточно, не правда ли?

Более того, известно решение по автономному движению, которое не требует существенных инвестиций и не вызывает вопросов. Речь идет о движении как полностью автономном, так и под управлением удаленного диспетчерского центра на грузовых и контейнерных терминалах, в грузовых зонах морских и речных портов и т.п. Одним словом: на закрытых территориях, когда водитель автопоезда может оставить машину «на воротах» и идти отдыхать. Причем есть и нюансы — вроде управления автопоездом с планшета или смартфона при маневрировании в стесненных условиях, когда нет помощника и камер внешнего обзора, а зеркал «не хватает» - известная разработка ZF.

■ С последовательными потоками мощности. Здесь всё просто: ДВС «приводит» генератор, тот заряжает «батарейки», а те питают тяговый мотор-генератор привода. Последний в режиме рекуперации может их и подзарядить. ДВС при данной кинематической схеме работает не постоянно, а лишь по мере снижения запаса энергии в тяговых накопителях. При этом он работает по так называемой «генераторной характеристике»: на постоянных оборотах при оптимальном расходе топлива, а значит, уровень вредных выбросов здесь минимальный. Как правило, это автобусное решение, и фактически в итоге мы получаем электробус, но с зарядной станцией на борту.

Что это дает на практике? Рассмотрим, например, сочленный автобус Mercedes-Benz Citaro G BlueTec Hybrid, за рулем которого автору однажды довелось сидеть. На той машине полной массой 28 т, кстати, с колесной формулой 6х4 (два ZF AVE 130) и рассчитанной на перевозку 152 пассажиров, вместо 12-литрового OM 457 hLA использовался OM 924 LA (4,8 л — 215 л.с.), который в «чисто дизельной» версии её с места, разумеется, сдвинет, но... Поясню особо 6х4: второй мост для экономии электроэнергии подключается только при необходимости, например, при движении на подъём с заполненным салоном. Причем, по словам немецкого инструктора, запаса топлива в штатном 300-литровом баке сочлененному гибриду хватает примерно на... 2000 км пробега! Напомню: это городской автобус, причем сочлененный! С калькулятором получается расход порядка 15 л/100 км. Да, это больше, чем у MB Sprinter, хотя совсем неплохо для 18 метров длины и полной пассажировместимости в 152 человека. Тем более что упомянутый инструктор в частной беседе уверял, что в зависимости от профиля улиц и загруженности маршрутов у дизельной версии расход может достигать 35 л/100 км даже на выделенной полосе.

■ Комбинированная схема. По большому счету это не самые популярные решения, например, известен вариант установки мотор-генератора на вторичный вал КП (Mitsubishi Fuso Canter). Могу припомнить и установку мотор-генератора прямо на корпусе коробки передач, причем оба работают с карданным валом через планетарный редуктор...

Ниже мы публикуем схему экзотического решения с питанием электромоторов заднего моста от генератора, установленного на вторичном валу КП, а передний мост подключается через коробку отбора мощности. Понятно, что это вариант не для постоянного движения с полным приводом. Кроме того, по имеющейся отрывочной информации, MAN Truck & Bus ещё в прошлом году заявил о разработке кинематической схемы для тягачей 4х2 и 6х4 c передним мостом, оснащенным ступичными мотор-генераторами. Понятно, что при их включении машина превращается в полноприводную. Отмечу: как и при последовательной схеме, здесь тяговые накопители чаще всего небольшой ёмкости, посему запас хода только на электроприводе незначительный. Ибо его основная цель — снять нагрузку с ДВС или увеличить проходимость без его перегрузки.

■ Кроме основных, перечисленных выше, есть решения, видимо, не поддающиеся классификации. Вы, без сомнения, знаете, что такое «активный» полуприцеп. Так вот, ZF Friedrichshafen в свое время продемонстрировало такое решение, но с использованием возможностей ГСУ тягача. В этом случае приводная (с электромоторами) ось самосвального полуприцепа используется лишь для движения по карьеру, при въезде на крутой подъем или при отсыпке «по первому слою». Разумеется, нужен тягач с мотор-генератором в силовой линии, но, в принципе, 4х2 или 6х2 чаше всего оказывается достаточно там, где, по идее, нужно 6х6. Тем более что 4х2 (или 6х2) может быть «бэушкой-миллиоником», которую «списали с асфальта». И разве полный привод тягача нужен всегда? Уточню для понимания: на полуприцепе тяговых накопителей нет, и питание его осевого привода от накопителей тягача не предусмотрено. К слову, на том берегу реки известно решение с гидроприводом ведущей оси активного полуприцепа. Но практика эксплуатации уже показала, что оно более сложное по подключению, менее надежное и, более того, в отличие от электропривода, в гидроприводе требуется определенное время для достижения максимума крутящего момента, а это в числе прочего время на выполнение маневра и повышенный расход топлива у тягача.

Ещё один пример уже из 2025 года: Scania EREV (EREV — от англ. Extended Range Electric Vehicle = электромобиль с увеличенным радиусом действия»). Конструкция его очень проста. У обычного грузовика с электроприводом при необходимости демонтируется один из блоков тяговых накопителей. На его место устанавливается генератор с приводом от бензинового ДВС с теми же габаритами. Выбор именно бензинового варианта объясняется тем, что это решение позволяет избежать необходимости подогрева топлива в холодное время года. При некоторой оптимизации конструкции и технологии и установке модуля с ДВС из обычной «электрички» в любой момент времени, даже усилиями слесарей ремзоны обычного АТП, можно получить машину с ГСУ и практически неограниченным запасом хода (лишь бы была АЗС на маршруте возки)...

Но хватит теории, перейдем к автобусам...

И так 10,5-метровый городской автобус Yutong ZK 6116 CHEVG (он на фотографии), хотя, судя по проспекту с выставки, потенциальным покупателям можно присмотреться ещё и к 9-метровой машине. Их технические характеристики из «выставочного проспекта» приведены в публикуемой таблице ниже. К сожалению, документ не упоминает о возможности зарядки накопителей от внешнего источника энергии, хотя, судя по описанию с официального сайта производителя, такая возможность есть в списке опций. Иными словами, это подключаемый гибрид...

Остановлюсь на силовой линии. Её принципиальную схему мы публикуем ниже. Принцип работы: начало движения и его продолжение до скорости 20 км/ч происходит только на электроприводе. Как только скорость превысит эту цифру, система управления включает дизельный двигатель. Но здесь надо четко понять: в силовой линии нет коробки передач, однако если бы она была (условно), то на первый взгляд можно предположить, что после 20 км/ч мы якобы начинаем двигаться на прямой передаче. Имея 80 пассажиров в салоне, или, по международным стандартам, примерно 6,0 тонн загрузки к снаряженной массе! На самом деле вся хитрость в том, что после 20 км/ч благодаря эффективной системе управления ДВС фактически лишь «подкручивает» тяговый мотор-генератор, увеличивая момент и мощность на ведущих колесах. Посему, кроме всего прочего, такая трансмиссия дает еще и до 30% экономии топлива.

Также надо понимать, что в сложных дорожных условиях (например, в «пробках»), к радости иных участников движения, машина может двигаться как обычный электробус: без шума и вредных выбросов. И в таком же режиме он будет подъезжать к остановке, осуществлять высадку-посадку и отъезжать от остановки.

Прошу обратить особое внимание на ТАБы — тяговые накопители. На обеих машинах в их конструкции используются суперконденсаторы! Понятно, что накопители энергии не наша тема, посему лишь небольшая таблица - приведена ниже.
Разве что добавлю: здесь к.п.д. цикла превышает 95%, суперконденсаторы не боятся разряда до нуля, а если вы обратите внимание на диапазон рабочих температур, то поймете, что для такого автобуса подогрев тяговых накопителей чаще всего (или никогда?) будет не нужен даже после ночного отстоя морозной зимней ночью где-нибудь в Якутии. И, пожалуй, возьму на себя смелость предположить, что жидкостной предпусковой подогреватель дизеля (разумеется, после климатических или эксплуатационных испытаний), пожалуй, можно будет заменить электрическим.

Позволю себе начать с недостатков. Если рассматривать обычный грузовик, например седельный тягач, то по прайс-листу «гибрид» с параллельными потоками мощности всегда будет дороже, чем обычная дизельная машина. И у него выше стоимость владения, даже чем у пока экзотического грузовика с полным электроприводом, не говоря уже о дизельной «классической» версии. Причина проста: на машине мы имеем два силовых агрегата, к топливной системе добавляются тяговые накопители, а система управления более сложная и дорогая. Последняя должная «уметь» эффективно сочетать силовые агрегаты не просто различного типа, но даже с различными характеристиками крутящего момента, причем работающие не постоянно, а в режиме «старт-стоп».

Отчасти это касается и техники с последовательной схемой (с последовательными потоками мощности). Здесь тоже есть ДВС со своей системой питания и электропривод с накопителями.

Однако вы, без сомнения, знаете, что кроме самосвалов 6х4 или 8х4 существуют ещё и 6х6 и 8х8! И мы не удивляемся тому, что по прайс-листу они явно дороже неполноприводных конкурентов и у них более высокая стоимость владения. Причем не только из-за повышенного расхода топлива, ведь, по опыту северной «пионерки», ведущий управляемый передний мост — это источник примерно до 70% отказов и неисправностей по трансмиссии. Другой пример — автобусы. Вспомним НефАЗ и его вахтовые автобусы. Мы же не считаем их недостатком повышенный расход из-за полного привода и не столь яркий дизайн, как у городских машин.

Все эти рассуждения к тому, что в случае с «гибридами» не стоит всё сводить только к ценам в прайс-листах и затратам на ТО и ремонт. Тем более в последнем случае — это ещё как считать.

Последнее поясню. Например, Volvo Trucks, которая имеет в продуктовой программе тягачи с параллельной схемой ГСУ, в ряде отчетов, опирающихся на отзывы реальных клиентов, упоминает, что на магистральных перевозках гибридная трансмиссия позволяет достичь экономии топлива в 10-12%, а на маршрутах с переменным профилем дороги — даже 20 и более процентов. Особо отмечено, что, судя по результатам лабораторного анализа отработанного моторного масла при его плановой замене при ТО, объёмная доля частиц износа ДВС в пробах меньше примерно на 20-25%, а в нескольких случаях даже на 30% по сравнению с чисто дизельными версиями. Разумеется, в Гетеборге пока никто не говорит о допустимости увеличения межсервисного интервала грузовиков с ГСУ, равно как и о заметном увеличении межремонтного пробега дизелей. Одним словом, цифры — результаты практической эксплуатации — наводят на определенные размышления о неоднозначности других — из прайс-листов.

В предыдущем абзаце, ссылаясь на информацию упомянутого источника, мы вели речь о магистральных тягачах (а это в основном шоссе и постоянная скорость). Не следует забывать и о квалификации водителей на междугородных, а тем более — международных перевозках, а это тоже фактор, влияющий на расход топлива и величину межремонтного пробега. Сказанное к тому, что в ритейле, строительстве или на коммунальной технике режимы движения несколько иные, как и проблемы с квалификацией водителей, особенно в условиях их дефицита. Посему там экономический эффект от использования гибридной трансмиссии может быть больше!

Вернемся к Yutong ZK 6116 CHEVG. По данным официального дилера, у этой машины расход топлива примерно на 30% меньше, чем у дизельного аналога при сопоставимых условиях эксплуатации. Посчитаем? Имеем городской автобус с мотором 7,5 литра мощностью 240 л.с. пассажировместимостью 75 человек. Портал «Консультант плюс» для такой городской машины указывает транспортную норму расхода топлива в 39,8 л/100 км и средний пробег в 50 тыс. км в год. Примем цену 1 литра ДТ равной 57 руб. (средняя цифра: Москва, последняя неделя марта 2025 года). Итого за год нормативные (но не фактические!) расходы на топливо составят 1,134 млн руб. Если согласиться с упомянутой выше цифрой экономии топлива в 30%, то это минус 340,3 тыс. рублей за год и 3,4 млн за 10 лет эксплуатации...

Есть ещё три момента, которые пока прямому расчету не поддаются. По пунктам:

■ 10 лет и расчетные 500 тысяч км пробега. Согласитесь: даже при квалифицированных эксплуатации и техническом обслуживании эта цифра уже повод задуматься как минимум об углубленной диагностике дизеля, тем более что машина работала в «городском цикле». То же можно сказать о системе нейтрализации отработавших газов. Однако! Здесь нюанс в том, что 500 тысяч пробега машины это совсем не 500 тысяч «пробега» дизеля: он мало того включается после 20 км/ч, так ещё и лишь увеличивает момент тягового электродвигателя! Иными словами, нагрузки и износ мотора в принципе не сопоставимы с обычной дизельной машиной! И что это, если не фактор увеличения межремонтного интервала?

■ Дилер особо подчеркивает в числе достоинств гибридной машины отсутствие у неё коробки передач. Судя по официальному сайту производителя, на Yutong ZK 6116 HG используется МКП ZF или АКП ZF Ecolife производства СП в Китае. Так получилось, что автор этих срок теоретически и даже немного практически знаком с агрегатами ZF, в том числе Ecolife, посему ни при каких обстоятельствах не могу считать её проблемной. Однако, вспоминая студенческую скамью и первую лекцию по курсу теории надежности, не могу забыть вступительные слова профессора: «Только полное отсутствие в конструкции детали, узла или агрегата является единственной гарантией их 100-процентной надежности!»

■ 10 лет — это предельный (если не сказать запредельный) срок эксплуатации твердотельных тяговых накопителей электробусов. Но обратите внимание на вторую таблицу: у этой машины по циклам заряд-разряд ресурс примерно в 142 раза больше, чем у литий-ионной «классики». Конечно, это расчетные показатели, но...

Словом, кроме снижения расхода топлива есть ещё и иные эксплуатационные показатели, «работающие» в пользу гибридной силовой линии...

***
Возможно, это оценочное суждение автора, но считаю, что в практической эксплуатации городских автобусов, не говоря уже о грузовых автомобилях, мы почему-то (или поддавшись влиянию «зеленых») решили сразу «перепрыгнуть» через несколько ступенек. И от проверенной временем силовой линии с ДВС сразу зачем-то пытаемся перейти на полный электропривод. Хотя по нему вопросов больше, чем ответов.

Так что не стоит недооценивать гибридную силовую линию. Кстати, автобусам, упомянутым в настоящей публикации, она, без сомнения, позволит обеспечить пассажиропотоки с минимальным уровнем вредных выбросов в районах новой застройки и пригородах, но без острой необходимости развертывания сети зарядных станций. То же можно сказать о ритейле и коммунальной технике.

Вернуться на главную страницу сайта