«Сочлененники» готовятся в рейс

В августе 1997 г. автобусное отделение МАЗ пополнило выпускаемое семейство новой моделью – сочлененной особо большой вместимости, получившей обозначение 105. На городской маршрут первый такой автобус вышел весной 1999 г. Автобус спроектирован по «тянущей» схеме – с ведущим средним мостом. Конструкция имеет заметную отличительную особенность: двигатель, расположенный в «тягаче» (первой секции), установлен вертикально слева. Помимо того, что нет необходимости в сложном и дорогостоящем узле сочленения (противоскладывания), увеличилась сцепная масса, т. е. улучшилась проходимость и устойчивость, а сцепное устройство на основе сферического шарнира обеспечивает секциям три степени свободы. Принятая компоновка позволила понизить уровень пола салона до 600 мм по всей длине, а дверные проемы имеют одну ступеньку. В 2002 г. на московском Мотор-шоу Ликинский автобусный завод представил сочлененный автобус ЛиАЗ-6212 с расположением двигателя в базе (горизонтально). В настоящее время автобус выпускают серийно. Механизм его противоскладывания разработан конструкторами ЛиАЗа самостоятельно. Следует заметить, что собственные разработки таких узлов есть всего лишь у нескольких компаний в мире. В 2005 г. собрана опытная низкопольная «гармошка» мод. 6213 (с покупным узлом противоскладывания), и в настоящее время опытные образцы автобуса проходят эксплуатационные испытания.
Достоин одобрения сегодняшний шарнирно-сочлененный автобус Львовского автобусного завода «Сити» ЛАЗ-20 который поставляется и в варианте троллейбуса. Удачными являются самостоятельно разработанный кузов и схема его окраски. Длина машины, превышающая «стандартные» 18 м, ставит ее в ряд новейших «гармошек» всемирно известных изготовителей – EvoBus (мод. CapaCity) и NeoMAN (GXL).
В 1993 г. завод из г. Ликино-Дулёво представил городской сочлененный автобус большой вместимости ЛиАЗ-6220. Заводские конструкторы самостоятельно разработали ранее не выпускавшийся в СНГ типоразмер автобуса (сочлененный), причем новой, заднемоторной компоновки по так называемой «толкающей» схеме. Изучение условий обеспечения устойчивости и управляемости принципиально новой машины и разработку соответствующих механизмов конструкторы ЛиАЗа вели совместно со специалистами Московского автомеханического института (МГТУ МАМИ). Их выводы не противоречили опыту коллег из промышленно развитых стран (там сочлененные автобусы появились раньше), особенно учитывая, что для автобусов такого типоразмера эти задачи и на Западе не решены окончательно.
Узел сочленения секций при «толкающей» схеме имеет только две степени свободы (т. е. не позволяет им закручиваться друг относительно друга при движении по неровным дорогам или повреждении элементов пневмоподвески одного борта), что приводит к возникновению дополнительных нагрузок на кузов и сочленение, снижающих их ресурс. Было установлено: для предотвращения «складывания» секций автобуса в поворотах (и при движении на скользкой дороге) в конструкции заднемоторных «сочлененников» требуется применять специальное устройство. Возможностей АБС тормозов, помогающей избежать складывания при торможении, для сочлененного автобуса с приводом на третий мост недостаточно. Установка в узле сочленения гидравлического (нерегулируемого) демпфера в целом обеспечивает устойчивость движения автобуса, гася поперечные колебания секций и предотвращая их раскачку. Вместе с тем опасность складывания сохранялась. Для ее предотвращения или снижения до безопасной величины использовали демпфер с золотниковым клапаном переменного диаметра. Забегая вперед, скажем, что задачей максимум являлась увязка работы демпфера с угловой скоростью, величиной поворота (и буксования) управляемых колес, учет коэффициента сцепления с дорогой. Кроме этого, был необходим концевой датчик, при угле складывания секций 45º (максимально допустимом для различных конструкций узла) подающий команду в систему противоскладывания и тем самым предотвращающий дальнейшее увеличение угла поворота. Основу устройства противоскладывания составляют гидроцилиндры двойного действия, еще называемые гидравлическими амортизаторами с изменяющимся сопротивлением. Однако для регулирования величины их сопротивления требовался специальный электронный блок.
Остается сказать, что стоимость системы противоскладывания или обеспечения устойчивости заднеприводного автобуса, представляющей собой сложное электронно-гидравлическое устройство, сопоставима со стоимостью современного двигателя и гидромеханической коробки передач!
В сочлененных автобусах промышленно развитых стран, имеющих «толкающую» схему, использован более сложный механизм противоскладывания секций. В упоминавшейся мод. О305G устройство состояло из двух датчиков угла поворота, встроенных в рулевой механизм, и дросселей с электромагнитными клапанами, встроенных в трубопроводы, связывающие гидроцилиндры (по два на каждую секцию автобуса). При увеличении угла складывания дроссели усиливали сопротивление потоку жидкости между гидроцилиндрами. Если угол складывания превышал 45º, электромагнитные клапаны блокировали перетекание жидкости, запирая гидроцилиндры. Бортовая электронная система сравнивала частоту вращения колес средней и задней осей, отключая подачу топлива при превышении допустимых значений соотношения между ними. Все колеса комплектовали датчиками бокового скольжения, сигнал которых вызывал соответствующие управляющие воздействия на механизм противоскладывания. Как бы то ни было, отечественная разработка узла противоскладывания и системы его управления стала настоящим успехом ЛиАЗа.
C чем связана популярность особо больших городских автобусов с толкающей задней секцией? Раньше – с возможностью их унификации с одиночными городскими автобусами и снижением уровня шума двигателя в салоне, сейчас – со снижением высоты пола, поскольку под полом салона нет силовой установки. Иначе говоря, главный недостаток сочлененных автобусов с горизонтальным расположением двигателя в базе и средней ведущей осью (схемы, до недавних пор считавшейся классической) на сегодняшний день связан со сравнительно высокими полом и шумом в салоне при такой компоновке. В целом современные шарнирно-сочлененные автобусы различаются приводом на колеса и расположением двигателя (горизонтальное или вертикальное).
Также известны сочлененные автобусы с двигателем, расположенным в задней части и средней ведущей осью (мод. SG24OH MAN, мод. 260-SH170 Magirus-Deutz, некоторые другие), а в ряде случаев с ведущими задним и средним мостами (либо передним и средним при установке одноосной секции перед двухосным заднемоторным автобусом). При этом крутящий момент от двигателя передается многосекционным карданным валом через узел сочленения на ведущую ось передней секции. Как отмечали специалисты МГТУ МАМИ, передача крутящего момента через место сочленения в данном случае, при ведущих задних колесах передней секции (среднем мосте), значительно усложняет конструкцию автобуса. Конструкторам требовалось тщательнейшим образом проработать место прохода карданного вала через узел сочленения. Такому автобусу еще необходима более полная нагрузка средней (ведущей) оси, для чего в ряде случаев приходилось отделять коробку передач от двигателя, устанавливая ее в передней части автобуса. К тому же применение такой конструкции вело к разунификации с базовой (одиночной) моделью.
Преимущество автобусов со средней ведущей осью и «задним» двигателем – отсутствие механизма управления складыванием.
Компании EvoBus и NeoMAN в 2007 г. практически одновременно представили новейшие сочлененные автобусы. Их главной особенностью стала нестандартная для двухсекционной конструкции длина, в свою очередь обусловившая:
• изготовление автобусов по схеме «одиночный» + «прицеп» в виде ходовой части 15-метрового «трехосника»;
• необходимость использования во 2-й секции двух осей;
• возможность использовать оба (3-й и 4-й) ведущих моста «прицепа», поскольку 4-я ось является подруливающей.
Вместе с тем худшая компоновка «кормовой» части автобусов CapaCity – 2 ступеньки 4-й двери, думаю, заставит пассажиров вспомнить о пословице: «Не все то золото, что блестит». «Изюминкой» же GXL от NeoMAN является прозрачный гофр над узлом сочленения. Чем ответит IrisBus?
Что касается заокеанских автобусостроителей, то хотя и считается, что «гармошки» появились в США в 1930-е годы, сегодня на европейском континенте их парк и популярность значительно выше.
Уже отмечалось, что среди различных компоновочных схем сочлененных автобусов наибольшее распространение, несмотря на все сложности, получила заднемоторная схема как раз из-за возможности понизить высоту пола салона. К выполненным по «толкающей» схеме «сочлененникам» перешли, но добились ли при этом низкой высоты пола салона? И как это обеспечивается в рассмотренных моделях?
В МАЗ-105 удалось обеспечить одинаковую по всей длине салона высоту пола (600 мм) при наличии одной ступеньки на каждом входе.
Автобусы с бесступенчатыми входами называются низкопольными. Обеспечить отсутствие ступенек у всех дверей в «гармошках» оказывается значительно сложнее, чем в одиночных моделях. Так, в ЛиАЗ-6213 и «Сити» ЛАЗ-20 А292 нет ступенек только у первой и второй дверей (в передней секции). Почему? В зоне последней двери высота пола увеличена, для того чтобы разместить главную передачу и двигатель, а в зоне третьей двери высота пола зависит от расположения под полом механизмов устройства противоскладывания.
«Частичная низкопольность» характерна не только для техники СНГ. В новейшей «гармошке» CapaCity от EvoBus из задней двери в салон ведут… две ступеньки. Чтобы исключить такую «лестницу», четвертую дверь сочлененных автобусов европейских изготовителей (Neoplan, Setra, Volvo) ранее нередко «зашивали».
Чтобы обеспечить бесступенчатый вход во вторую секцию либо уменьшить число ступенек до одной, некоторые автобусостроители, в частности IrisBus, отдельные элементы механизма противоскладывания размещают над гофром узла сочленения (в этом случае возвышается часть крыши).
Остается добавить, что в сочлененных троллейбусах бесступенчатый вход можно обеспечить даже при расположении тягового двигателя в передней секции, поскольку габариты его небольшие, особенно если двигатель переменного тока. Так, в изготовленной заводом «Белкоммунмаш» (Белоруссия) еще весной 1998 г. «гармошке» мод. 333 в передней секции (напротив второй двери) был установлен не только электродвигатель, но и вспомогательная дизель-генераторная установка (для передвижений без питания «от проводов»). В этой модели ступеньки отсутствовали у всех четырех дверей, а напротив третьей была устроена накопительная площадка. Известны и троллейбусы с размещением тягового электродвигателя в задней секции и применением узла противоскладывания.

ЛиАЗ-6212 ЗИС-155+Аремкуз 2ПН-4 ЛАЗ A-291 ЛиАЗ-6213 ЛАЗ-6205 Ikarus C83 ЛиАЗ-6213 ЛАЗ A-292 ЛАЗ Сити-20 ГолАЗ АКА-6226 МАЗ-105 Mercedes-Benz CapaCity

Выпускаемые в настоящее время в СНГ автобусы особо большого класса (сочлененные)

Компоновочные схемы шарнирно-сочлененных автобусов

Параметры новейших шарнирно-сочлененных автобусов