Экзамен для электробуса начинается на заводе

Фото: Shutterstock

Утром электробус подъезжает к остановке. Двери открываются, пассажиры входят в салон, водитель отправляется дальше по маршруту. За этой привычной поездкой стоят проверки, которые прошла машина ещё до встречи с пассажирами. На заводе её электронные системы настраивают, обкатывают на неровной дороге, обливают водой и испытывают тормоза. Каждая проверка отвечает на свой вопрос: правильно ли собран электробус и как его узлы работают вместе.

Такой путь проходит и КАМАЗ-52222 поколения А5, который собирают на заводе «НЕФАЗ» в Нефтекамске. Главный технолог предприятия Мария Нуриева называет калибровку электронных систем одним из важнейших этапов подготовки машины. Почему готовому электробусу недостаточно просто завестись и выехать из цеха, рассказываем в рамках проекта «Как это работает?», реализуемого при поддержке Минобрнауки России в рамках Десятилетия науки и технологий.

Как электрический автобус пришёл на городской маршрут

Идея перевозить пассажиров с помощью электричества появилась задолго до современных электробусов. В городах работали трамваи и троллейбусы: они получали энергию от проводов вдоль пути и не выпускали выхлопные газы на улицу во время движения. Но маршрут такого транспорта зависел от контактной сети. Аккумуляторный автобус обещал другое: он мог бы пользоваться обычной дорогой и получать энергию от батареи, установленной на самой машине. Вместе со свободой движения возник вопрос, где и как пополнять заряд в течение рабочего дня.

Для автобуса батарея означает больше, чем замену дизельного двигателя электрическим. Энергия нужна тяговому приводу, отоплению и вентиляции салона, электронике и другим системам. Машина должна двигаться с пассажирами, останавливаться у платформы, открывать двери и сохранять комфортную температуру в мороз или жару. Поэтому при разработке электробуса рассчитывают не только расстояние, которое он проедет после зарядки, но и весь распорядок маршрута: длительность рейса, время на конечной остановке и условия, в которых предстоит работать.

Первые попытки создать автобус с электрическим питанием предпринимали и в СССР. В 1958 году для московского аэропорта Внуково изготовили опытный электробус на основе троллейбуса. Позднее развитие аккумуляторов и силовой электроники дало инженерам больше возможностей для таких машин. Российские опытные электробусы нового поколения появились в начале 2010-х годов. Им ещё предстояло доказать, что они способны работать в обычном городском движении, в том числе зимой.

Одним из этапов этой работы стали испытания КАМАЗ-6282, предшественника нынешней модели. Машину проверяли без нагрузки, затем с балластом, имитирующим вес пассажиров, и после этого — в пассажирской эксплуатации. Такая последовательность позволяла сначала изучить поведение электробуса в контролируемых условиях, а затем увидеть, что меняется на маршруте. По словам Николая Пронина, который занимался пассажирским транспортом в «КАМАЗе», специалисты фиксировали особенности эксплуатации буквально по каждому дню. После поездок конструкторы получали новые задачи, а завод приспосабливал технологический процесс к установке электрического оборудования и обучал работников.

В сентябре 2018 года электробусы начали регулярно перевозить пассажиров в Москве. Опыт первых машин использовали при дальнейшей разработке. Представленный в 2025 году КАМАЗ-52222 поколения А5 получил более ёмкую батарею и больший запас хода по сравнению с КАМАЗ-6282, изменённые двери и усовершенствованную климатическую систему. Для части поступающих машин предусмотрена зарядка от станций с пантографами инвертированного типа. Каждое изменение нужно проверить в работе: новая батарея должна согласованно взаимодействовать с приводом и зарядным оборудованием, двери — открываться и закрываться в нужном режиме, а отопление — поддерживать температуру в салоне во время зимнего рейса.

Фото: Shutterstock

Испытания начинаются с деталей

Работа над электробусом начинается с изготовления частей кузова. На «НЕФАЗе» детали вырезают на лазерных установках и обрабатывают на станках с числовым программным управлением — оборудовании, которое выполняет операции по заданной программе. Затем из деталей сваривают боковины, переднюю и заднюю части каркаса, элементы рамы шасси. Размеры каждой части проверяют до соединения с соседними: неточно собранный каркас повлияет на установку облицовки, дверей и остекления.

Каркасу предстоит годами ездить по мокрым улицам и дорогам, обработанным противогололёдными реагентами. Поэтому сварные соединения и поверхность защищают покрытиями и герметиком. Лакокрасочные материалы испытывают в камере соляного тумана: так проверяют, как покрытие переносит воздействие агрессивной среды. После формирования каркаса на него также наносят защитные составы, а днище получает антикоррозионную обработку. Эти меры защищают металл; отдельно предстоит выяснить, не попадает ли вода внутрь уже собранного кузова.

Далее устанавливают силовое электрооборудование, климатическую систему, рулевое управление, подвеску и пневматику, прокладывают электрические жгуты. На этом этапе заполняют систему охлаждения, регулируют углы установки колёс и выставляют транспортное положение кузова. Проверка начинается до появления готового салона: пока узлы доступны, легче найти и устранить ошибку в соединении или настройке. По словам Марии Нуриевой, в конструкции электробуса применяется электропортальный мост с приводами колёс — одна из особенностей шасси электрической машины.

Затем монтируют пол, наружную облицовку и окна. В салоне появляются поручни, сиденья, освещение, камеры, валидаторы и информационные табло. Предусмотрены место для маломобильного пассажира и выдвижная аппарель, помогающая заехать в салон на коляске. Порядок сборки продуман с учётом доступа к рабочим местам: например, лобовое стекло устанавливают после крупных элементов салона, которые заносят через его проём. Так будущий электробус постепенно превращается из набора деталей в машину, чьи системы можно проверить вместе.

Настроить, а затем вывести на дорогу

После сборки электробус поступает на участок сдачи и доводки. Здесь специалисты с помощью программного оборудования проверяют электронные системы, регулируют положение дверей и подвески, оценивают работу тормозов и настраивают оборудование, передающее сведения о машине. Эту работу называют калибровкой: отдельные узлы должны действовать согласованно в составе конкретного электробуса. Например, важно убедиться, что дверь доходит до заданного положения, а подвеска удерживает нужную высоту кузова.

Компьютерная проверка не заменяет поездку. Специалист и контролёр обкатывают электробус на испытательной площадке, где есть участки с искусственными неровностями: «рябью», «волной» и покрытием из брусчатки. Машина также проходит подъём и спуск на эстакаде. Во время движения проверяют ходовую часть и измеряют шум. Такая дорога помогает обнаружить стук, вибрацию или особенности поведения узла, которые могли не проявиться при неподвижном осмотре.

Поездка связывает работу сборщиков, наладчиков и контролёров качества. Если на неровном участке появился необычный звук, специалистам нужно найти его источник: осмотреть крепления, сопоставить наблюдение с показаниями приборов и проверить возможную причину. Сама по себе обкатка не «делает машину исправной». Она даёт возможность обнаружить отклонение, устранить его и оценить результат повторно.

Фото: Shutterstock

Ливень по расписанию и торможение на стенде

Плотность стыков кузова проверяют в камере дождевания. Электробус обливают водой со всех сторон, создавая условия сильного дождя. Вода может проникнуть через уплотнение, место установки окна или другой элемент, который при внешнем осмотре выглядит исправным. Если обнаруживается протечка, работники разбирают нужный участок, устраняют причину, собирают его и снова отправляют машину под воду. Испытание повторяют, пока кузов не проходит проверку.

Тормоза проверяют отдельно на стенде тормозных усилий. Там оценивают эффективность торможения собранной машины и её устойчивость при проверке. Исправность отдельного компонента ещё не говорит о том, как вся система сработает после монтажа и регулировки. Поэтому настройка электроники, обкатка, дождевание и проверка тормозов дополняют друг друга: на каждом этапе специалисты наблюдают электробус в новых условиях.

Последовательность окончательной сборки может различаться. Часть КАМАЗ-52222 перевозят из Нефтекамска в Москву в виде кузова с шасси, а завершают сборку на московской площадке предприятия. В этом случае завершающие операции и контроль проводят с учётом того, где и в каком состоянии находится конкретная машина. Для испытателя важно работать с фактически собранным электробусом: после установки оборудования и регулировки системы проверяют снова.

Кто готовит электробус к первому рейсу

За выпуск машины отвечают технологи, сборщики, специалисты по электрооборудованию, наладчики и контролёры. Технолог задаёт последовательность операций, сборщик устанавливает детали, наладчик регулирует системы, а контролёр сопоставляет полученный результат с требованиями. Если проверка выявляет неисправность, им вместе приходится искать её причину. Например, проблема с дверью может быть связана с монтажом, регулировкой механизма или работой электронной системы управления.

Для школьника путь в такую работу может начаться с изучения физики, математики и информатики, а затем продолжиться в колледже. «НЕФАЗ» сотрудничает с Нефтекамским машиностроительным и Нефтекамским многопрофильным колледжами, в том числе в рамках практической подготовки студентов. На предприятии работают наставники, а во время производственной практики учащиеся знакомятся с оборудованием и получают задания, связанные с работой завода. Это возможность увидеть, как чертежи, электрические схемы и измерения используются при сборке настоящей машины.

Освоить производственную профессию можно и после работы в другой области. Учебный центр «НЕФАЗа» готовит вновь принятых сотрудников и помогает действующим работникам повышать квалификацию. Там есть стенды для изучения пневматической тормозной и климатической систем, дверей и рабочего места водителя. Среди направлений обучения названы профессии слесаря механосборочных работ и маляра. На открытии обновлённого центра руководивший тогда предприятием Владимир Курганов сформулировал его задачу: научить людей собирать продукцию в соответствии с технологическим процессом.

Для тех, кому ближе разработка и испытания, важны знания электроники, программирования, устройства транспорта и методов измерений. Электробус показывает, зачем инженеру разбираться сразу в нескольких системах: изменение работы отопления влияет на расход энергии, настройка подвески — на положение кузова, а монтаж уплотнения — на герметичность салона. Пассажир замечает результат этой работы в обычной поездке: двери открываются на остановке, в салоне сухо, машина плавно идёт по дороге и предсказуемо тормозит.