6. října 2010
Pro užitkové automobily se zvláštními jednoúčelovými pracovními nástavbami, které jsou určeny ke svozu domovního odpadu, údržbě veřejného osvětlení v obcích, letní i zimní údržbě vozovek a podobně, se obecně používá označení komunální vozidla. Tento zcela specifický a přesně vymezený segment trhu se i při poměrně malých nárocích na objem výroby vyznačuje stabilitou poptávky. Náklady na jeho vývoj a výrobu jsou však vysoké, a tak je pochopitelná snaha výrobců používat jako základ komunálního „speciálu“ běžné podvozky.
Vozidla konstruovaná od počátku jako jednoúčelová jsou výjimkou, kterou si mohou dovolit jen největší výrobci užitkových automobilů. Technicky zvláště náročná jsou různá vozidla pro hasičské sbory, od cisteren až k výškovým žebříkům.
Další specifickou vlastností tohoto segmentu jsou vysoké nároky na ochranu životního prostředí, tedy emise hluku a emise škodlivých látek, protože většina těchto vozidel se používá v hustě osídlených aglomeracích. Roční kilometrový proběh je poměrně malý s ohledem na použití těchto vozidel pouze na krátké vzdálenosti. Samozřejmě existují také výjimky – více se využívají automobily pro údržbu vozovek mimo obce, a naopak méně vozidla hasičských sborů, která jsou navíc obvykle pečlivě udržována a garážována. Proto také lze v celé řadě sbírek automobilů nalézt výborně zachovalý hasičský speciál postavený na podvozku osobního či nákladního automobilu s poznámkou, že je již jediným představitelem automobilu daného typu.
Není nijak překvapivé, že právě v tomto segmentu se často jako první prosazují a uplatňují progresivní technická řešení, alternativními palivy počínaje a hybridními pohony konče.
Palivo není pro komunály problém
Za paliva alternativní k palivům ropným (benzin, nafta, propan-butan) se považují především zemní plyn a paliva vyrobená z obnovitelných zdrojů: metylester řepkového oleje MEŘO (bionafta) a etanol (etylalkohol – líh). Směsná paliva nevyžadují zásadní konstrukční změny motorů a jejich používání je zcela bezpečné. Ostatně nejsou ničím novým pod sluncem. Ve dvacátých letech minulého století se propagovala a běžně používala směsná paliva pro zážehové motory i u nás, takzvaná dvojsměs (benzin – líh) a trojsměs BiBoLi (benzin, benzol a líh). Důvodem ovšem tenkrát nebyla ekologie, ale přebytek lihu páleného z nadúrody brambor.
Kapitola sama pro sebe je logistika manipulace a distribuce plynných paliv. Na rozdíl od omezených zásob ropy (zhruba na padesát let) jsou celosvětové zásoby zemního plynu roz-sáhlejší (asi na 90 let) a také jeho distribuce dálkovými plynovody je již dobře technicky i ekonomicky zvládnuta. Prioritním využitím zemního plynu však zůstávají energetika a průmyslová výroba. Dnes sodhaduje, že k vyčerpání zásob ropy do-jde někdy v polovině tohoto století, což bude nutně znamenat přechod k používání syntetických paliv a paliv z obnovitelných zdrojů (bio). Podíl zemního plynu v dopravě zůstane zřejmě stabilní.
V případě použití zemního plynu musí být základní zážehový motor poměrně značně upraven. Pokud se provede přestavba na zemní plyn (CNG – Compresed Natural Gas), je výkon motoru nižší, ale provoz tišší a škodlivé exhalace lze snadněji omezit dodatečným opatřením. Jistou nevýhodu představuje omezený dojezd vozidla, protože nádrže na stlačený plyn jsou rozměrné a těžké. U komunálních vozidel však tento problém není zásadní, protože operují jen na omezeném prostoru a jejich jízda je často jen přesunem z jednoho pracoviště na druhé. U některých pracovních nástaveb není překážkou ani vyšší vlastní hmotnost podvozku s nádržemi na plyn a tím snížená užitečná hmotnost.
Obecně platí, že vozidla s motory na alternativní paliva jsou ekologičtější, ale také dražší a návratnost investice je delší, přestože vlastní provozní náklady mohou být i nižší. Tzv. zelená užitková vozidla nabízí již většina výrobců užitkových automobilů. Vozidla s motory na etanol vyráběný z biohmoty jsou zatím méně obvyklá. Průkopníkem je švédská Scania, která tyto motory nabízí u městských autobusů.
Dvě koncepce hybridního pohonu
Použití hybridního pohonu vozidla je oproti alternativním palivům řešení zásadnější a daleko perspektivnější. Ovšem je také nákladnější. Hybridní pohony využívají dvou základních koncepcí, které kombinují spalovací motor a elektromotor – paralelní a sériový pohon.
Paralelní hybridní pohon zachovává mechanické spojení spalovacího motoru s koly vozidla, tedy celé převodné ústrojí, které tvoří spojka, převodovka, spojovací hřídel a poháněná náprava s rozvodovkou. Do tohoto řetězce je vřazen motorgenerátor, který je schopen pracovat nejen jako generátor elektrického proudu poháněný spalovacím motorem nebo koly vozidla (rekuperace energie při brzdění), ale také jako hnací (trakční) elektromotor. Vozidlo tak může být poháněno jen spalovacím motorem, jen elektromotorem, případně i kombinací obou, třeba ve stoupání nebo při akceleraci. Příkladem může být třeba komunální vozidlo se zdvihací plošinou používané pro údržbu osvětlení. Dojezd do pracovní oblasti je s pohonem spalovacím motorem a postupné popojíždění s elektromotorem, který pohání i čerpadlo hydrauliky potřebné pro ovládání pracovní nástavby.
V případě sériového pohonu používaného v zahraničí převážně u městských autobusů pohání obvykle běžný naftový motor generátor elektrického proudu. Kola vozidla jsou poháněna jen elektromotorem a případný přebytek elektrické energie se využívá k dobíjení akumulátorů. Podle kapacity použitých akumulátorů může vůz jet po určitou dobu i s vypnutým spalovacím motorem, tedy s nulovými emisemi. Výhoda tohoto technického řešení spočívá také v reálné možnosti budoucí náhrady spalovacího motoru palivovými články, které přímo přeměňují chemickou energii paliva na elektrickou energii. Perspektivním palivem je však jen vodík, jehož výroba je ovšem zatím energeticky velmi náročná.
Větší „komunály“ se vyvíjejí i samostatně
V kategorii N2 a N3 většina automobilek nabízí nástavbářům k dostavbě mírně přizpůsobené podvozky středních až těžkých nákladních automobilů, ale někteří jdou svou vlastní cestou. Příkladem je německý Mercedes-Benz Unimog a Econic společnosti Daimler nebo české vozy Golden a Grand bohužel již zaniklé společnosti Praga.
Největší Grand 4 × 4 (celková hmotnost 18 tisíc kilogramů) se základní nebo prodlouženou budkou a valníkovou nástavbou našel uplatnění především při zimní údržbě vozovek jako sypač a pluh, ale s příslušnou nástavbou také jako komunální vozidlo pro svoz odpadu. Pragovka jím pružně zaplnila mezeru v nabídce domácích výrobců, která vznikla zánikem automobilky Škoda/LIAZ a tím také prototypu Škoda Fox. O jeho oživení se snaží nová a úspěšná česká značka Tedom. Grand nahradil dosluhující „matesy“ (Škoda MTS). Střediska údržby silnic a dálnic v České republice mají v průměru poměr pragovek a mercedesů vyrovnaný.
Fenoménem se za dobu své existence stala značka Unimog. Zkratka počátečních písmen slov UNIversal MOtor Gerät naznačuje, že jde o více než jen vozidlo. Univerzální samohybný pracovní stroj a nosič nářadí byl původně určen především pro zemědělce. První unimog se představil na první poválečné zemědělské výstavě v roce 1948, již tehdy s pohonem všech kol, portálovými nápravami s uzávěrkami diferenciálů a motorem o výkonu pouhých 18,5 kW (25 k).
Od té doby prošlo vozidlo průběž-ným vývojem a dosáhlo rozšíření po celém světě. V současné době opouštějí výrobní linku vozidla několika typových řad, z nichž ta nejtěžší již pat-ří do kategorie N3. Není bez zajímavosti, že výroba „speciálů“ s trojcípou hvězdou (Unimog, Zetros a Econic) s vysokým podílem kvalifikované ruční práce je soustředěna do jedné výrobní haly v německém Wörthu. Původně se unimog vyráběl v Gaggenau a econic ve švýcarském Arbonu (někdejší Saurer).
V souvislosti s legislativou Evropské unie, která nedovoluje obsluze „popelářských“ vozidel stát při pojíždění na vnějších stupačkách, se projevil problém dostatečně pohodlného a hlavně rychlého přístupu do kabiny, vybavené sedadly pro celou pracovní osádku. Mercedes-Benz nabízí originální econic, podvozek pro účelové nástavby s nejvyšším možným využitím skupin a dílů řad Atego a Actros. Z hlediska technologie výroby je zajímavý přechodem od kusové výroby speciálů k ekonomicky výhodnější výrobě malosériové.
Econic s nízkým rámem, předsunutou nízko umístěnou budkou, vzduchovým odpružením, samočinnou převodovkou a řadou dalších detailů představuje komplexní technické řešení. Ústrojí pohonu tvoří řadový šestiválec Mercedes a samočinná převodovka s hydrodynamickým měničem momentu GM Allison. Ve výrobním programu je také provedení CNG na zemní plyn. Zajímavostí vozidla je kompozitní budka s povrchovými plastovými panely, při jejímž vývoji i výrobě byly využity zkušenosti s dlouholetou výrobou dnes již legendárních trabantů. Podlaha kabiny ve výšce 795 milimetrů je přístupná po stupni ve výši 445 milimetrů. Dveře na straně řidiče mají velký úhel otevření a dvoudílné dveře na opačné straně jsou skládací, takže při otvírání nevybočují z obrysu vozidla. Několik těchto vozidel s pohonem CNG již úspěšně provozují pražské technické služby.
Econic byl výzvou pro ostatní výrobce, kteří představili vlastní obdobné vozy jako funkční vzorky nebo prototypy pro malosériovou výrobu. Příkladem je například IVECO EuroMover, Scania Frontline a další vhodně upravené sériové podvozky, například DAF 6 × 2 řady CF. EuroMover má vznětový přeplňovaný šestiválec Cursor 8 o výkonu až 220 kW a samočinnou převodovku Allison. Předsunutá budka s vnitřní výškou 1900 milimetrů má podlahu ve výši 650 milimetrů. Dveře autobusového typu na straně spolujezdců jsou výkyvné. Scania Frontline P94 CB 6 × 4 s pravostranným řízením byla zamýšlena jen pro britský trh, ale u komunálních vozidel se velmi často používá právě řízení na straně chodníku. Ústrojí pohonu tvoří motor 9,0 l, 169 kW a osmistupňová převodovka se samočinným řazením Opticruise. Oproti ostatním konkurentům je však budka sestavena jen ze sériových dílů.
Je třeba zdůraznit, že u komunálních vozidel kategorie N3 jde vždy o konstrukci, která maximálně využívá přípustné celkové hmotnosti při co nejmenších vnějších rozměrech vozidla. Přípustná celková hmotnost dvounápravového vozidla s pohonem 4 × 2 je v Evropě 18 tun. Vozi-dlo, které se musí pohybovat ve stísněných podmínkách historických center měst, musí být nejen kompaktní konstrukce, ale i co nejlépe ovladatelné s minimálními poloměry otáčení.
Malá komunální technika
Do této kategorie patří malé samohybné pracovní stroje různých výrobců určené především pro údržbu chodníků a cest, svoz drobného odpadu, zavlažování zeleně a podobně. Často takové stroje ani nemohou mít registrační značku, a na pracoviště proto musí být převáženy vozidly, která jsou oprávněna k použití veřejných komunikací – automobily.
Nejmenší komunální automobily s celkovou hmotností do 3500 kilogramů, které u nás reprezentoval populární Multicar, patří do kategorie N1. Multicar je také jediným z výrobků automobilového průmyslu bývalé NDR, který přežil sjednocení Německa. V té době bylo v Československu v provozu téměř 90 tisíc multikár a z jejich stáří a životnosti bylo možno odhadnout naši roční potřebu asi na 2000 vozidel. O tento trh také usilovalo několik domácích výrobků (Desta, Magna, Terra a další), bohužel nepříliš úspěšně. V současném výrobním programu jsou vozidla Multicar s daleko výkonnějšími motory, mechanickými i hydrostatickými převody a novým příslušenstvím.
Komunální technika jezdí i na poli
Komunální automobily jsou konstrukčně zcela specifické a oblast jejich využití je nejen v komunálních službách, ale také v zemědělství. Důležité je, aby byly neustále využity, například v zimě při údržbě silnic a v ostatních ročních obdobích třeba právě v zemědělské výrobě. Protože v současné době, s výjimkou unikátních podvozků Tatra, nejsou v České republice domácí výrobci vhodných užitkových automobilů, otevírá se velký prostor pro dovoz speciálních podvozků a hlavně pro práci českých nástavbářů. Velmi perspektivní jsou speciální automobily pro požární sbory, vyráběné v úzké spolupráci výrobce podvozku a výrobce technicky velmi složité a náročné užitkové nástavby, cisternou s čerpadly počínaje a výškovými žebříky konče. To zvládá jen málo výrobců, mezi nimiž se k nejspěšnějším řadí IVECO, MAN, Mercedes-Benz, Renault, Scania a také česká Tatra. Tatra 815 s nástavbou THT Polička je v těžkém terénu nenahraditelná.
Ing. Branko Remek, CSc., FS – ČVUT v Praze
