Az egészségügyi hatóságoknak már jó ideje igen komoly gondot okoz a nagyvárosok levegőjének szennyezettsége. Az ellene folytatott közdelem első lépéseként igyekeznek a sok füsttel járó széntüzelést kiküszöbölni a sűrűn lakott területeken. Ám a kőszénfüst helyébe, sajnos, egy sokkal alattomosabb ellenség lépett: a benzin- és Diesel-üzemű motorok égésterméke, a kipufogógáz.
A belsőégésű motorok munkahengereiben a tüzelőanyag elégése nem tökéletes, az égéstermékek sok szenet és hidrogént tartalmaznak. Újabb kutatások kimutatták, hogy a levegő szénmonoxid (széngáz)-, szénhidrogén- és széntartalma biológiailag káros az emberre. A kipufogógázban ezenkívül megtalálható benzinpirén éppenséggel rákkeltő hatású. A szürke, átlátszatlan nagyvárosi köd – a smog – keletkezésében éppen a felsorolt szénvegyületek játszanak jelentős szerepet.
A szénmonoxid veszélyességére jellemző, hogy a belélegzett levegőben levő 0,01% még nem veszélyes, de már 0,3% zárt helyiségben 30 perc alatt halált okozhat. A smog-veszély komolyságára csak egyetlen adattal akarunk rámutatni: 1968-ban az Egyesült Államokban 78 millió gépkocsi volt forgalomban, amelyek becslés szerint naponta 28 800 tonna szennyező anyagot juttattak a levegőbe.
Tokióban azzal a tervvel foglalkoznak, hogy gázálarccal látják el a közlekedési rendőröket, akiket már most is kétórai szolgálat után mindenképpen fel kell váltani, mert ennél hosszabb szolgálatnál mérgezési tünetek jelentkeznek rajtuk.
Különleges éghajlati viszonyok mellett – Los Angeles légtere évente mintegy 100 napig abszolút szélmentes – sürgős beavatkozás szüksége jelentkezik, és igen szigorú hatósági rendeletek írják elő a kipufogógázok összetételét a híres California Test alapján.
A levegőszennyezés csökkentésére különböző megoldások születtek, amelyek mind a kipufogógáz mérgező alkatrészeinek kiküszöbölésére törekednek. Az eljárások költségesek és amellett nem feltétlenül célravezetők.
A levegőszennyezés mellett a zajártalom is veszélyezteti a nagyváros emberét. A legtöbb belsőégésű motor üzeme több-kevesebb zajjal jár. Ennek kiküszöbölése a második front az egészségügy vonalán.
Érthető, hogy a járműszerkesztők olyan megoldást igyekeznek keresni, amely mindkét ártalom kikapcsolására törekszik. Kézenfekvő megoldásnak ígérkezett a villamos meghajtású gépjármű, mert égésterméke nincs, üzeme pedig nem okoz zajt. Kecsegtető előnyei mellett azonban elterjedésének igen nagy akadályt jelent a villamos energia tárolása a gépkocsin – a jelenleg ismert akkumulátorok formájában.
Az akkumulátorokból táplált gépjármű főbb hátrányai:
– kis mozgási távolság, a korlátozott energiatárolás miatt;
– az akkumulátorok nagy holtsúlya, az aránylag kis energiaszolgáltatáshoz viszonyítva;
– a telepek hosszadalmas töltése, mert gyakori gyorstöltés az akkumulátor élettartamát erősen csökkenti;
– kimerült akkumulátorok folytonos cseréje nagy befektetést jelent, mert sok akkumulátort kell üzemben tartani.
Két megoldás jelentkezett e hátrányok részbeni kiküszöbölésére. Svájcban üzembe állítottak olyan autóbuszt, amelynek energiatárolója nagy fordulaton pörgő, súlyos lendítőtárcsa. A tárcsát elektromotor pörgette nagy fordulatszámra, amely elektromotor a megállókban a városi hálózatból vett villamos energiával újból és újból felpörgette a lendítőtárcsát, miközben az utasok le- és fölszálltak. Az ilyen „girobus”-szal üzemelő vonalat azonban hamarosan leszerelték…
A másik megoldás az akkumulátor gyors cseréjére fektette a súlyt. Az energiatároló akkumulátorokat – Daimler-Benz és MAN közös kísérleti járműnél – vontatott utánfutó-kocsi hordozza. Az utánfutó-kocsi cseréje igen gyorsan lebonyolítható a végállomásokon. És bár egy-egy ilyen kocsi 50 km lefutására elegendő villamos energiát vihet magával, minden előnye mellett megmarad az üzemben tartandó akkumulátorok nagy tömege és az ezzel járó befektetés.
Új ötlettel állt elő viszont a Daimler-Benz, Bosch és Varta együttes. Olyan autóbuszt szerkesztettek, amely villamos hajtású ugyan, de kívánság szerint vagy akkumulátor-árammal, vagy Diesel-villamos aggregátról vett árammal jár. Utóbbi esetben az akkumulátortelep is egyúttal töltődik. A jármű úgy működik, hogy a város sűrűn lakott területén, a centrumban villamos energiával közlekedik, a szellősebben lakott külvárosi területen pedig a Diesel-villamos aggregát által szolgáltatott energiát veszi igénybe a kocsi villamos motorja részére.
A Mercedes-Benz OE 302 kísérleti autóbusz 16 t összsúlyából 3,5 t esik az akkumulátorokra. Az áramfejlesztő generátort hajtó Diesel-motor meghatározott állandó fordulattal és állandó terheléssel jár. Ezért jó hatásfokkal működik, más Diesel-jármű motorjához viszonyítva kicsi a fogyasztása és kevesebb az égésterméke. Minthogy az egész aggregátot hangszigetelő veszi körül, alig kelt zajt.
Az autóbuszt 156 lóerős egyenáramú motor hajtja, fordulatszám-terjedelme 1600-4800 ford/perc között van. (Amikor 1300 percenkénti fordulatszámon működik, rövid ideig 204 lóerőt képes kifejteni.)
A motor fékezéskor mint generátor dolgozik és a fékezési energia felhasználásával töltőáramot szolgáltat az akkumulátoroknak.
A kocsi befogadóképessége 66 személy. Sík területen 70 km/óra maximális sebességgel közlekedhet. A 11%-os lejtőn minden nehézség nélkül halad, de rövid szakaszokon 16%-os lejtőn is fel tud menni.
A villamos hajtómotort a kocsi farába helyezték el. Kardántengely közbeiktatásával hajtja a hátsó kerekeket. A motor fordulatszámát és energiafelvételét elektronikus berendezés automatikusan szabályozza a gépkocsivezetőnél elhelyezett pedál vezérlése alapján. Sebességváltó nem kell, így a vezető csak a fékpedált és a fordulatszám-szabályzó pedált kezeli. Az elektronikus berendezést az akkumulátorok közé a kocsi padlója alá helyezték. A villamos hajtómotor forgásiránya gombnyomással megfordítható. A jármű hátramenete így egyszerűen van megoldva. Ugyancsak a kocsi farában talált helyet a 3,8 liter hengerűrtartalmú 65 lóerős Diesel-motor, amely percenként 2200 fordulattal hajtja az áramfejlesztő generátort. Padló alatti elhelyezésben 5 akkumulátortelep összesen 189 páncéllemezekkel szerelt cellát tartalmaz. A sorba kapcsolt akkumulátorok névleges feszültsége 380 V. Kapacitásuk 91 kWó – 5 órás kisütés mellett.
A Mercedes-Benz hibrid-berendezés előnyei:
– nincs mérgező égéstermék;
– zajtalan üzem;
– nincs sebességváltás, ezért folyamatos nyomatékot fejt ki a motor;
– egyszerű kezelés két pedállal;
– energiavisszanyerés a fékezés alatt a villamos motor generátoros üzeme útján.
Az üzemidő, az akkumulátorsúly, a Diesel-üzemű áramfejlesztő töltőteljesítménye egymáshoz úgy viszonylanak, hogy a pálya nehézségeit is számítva, az autóbusz egész nap akadálytalanul közlekedhet, mielőtt még olcsó éjszakai árammal az akkumulátorokat ismét teljesen fel kell tölteni.
Nyilvánvaló, hogy a hibrid-hajtású autóbusz ötlete új impulzust ad a villamos hajtású gépjárművek fejlesztésének, mert a nagy városok közlekedésében a jövő kétségtelenül a mérgező égéstermékektől és zajoktól mentes járműveké.
Tömösy M. Jenő
