ЗиС-154 (1947-1950)

ЗиС-154 — советский автобус, ставшей первой послевоенной серией автобусов ЗИС. Городская 9,5-метровая модель ЗИС-154 (прототипом был американский автобус GMC TD-series с кузовом производства Yellow Coach) вместимостью 60 пассажиров (34 места для сидения), выпускалась в 1947—1950 годах.

Конструкция данного автобуса была передовой для советского автопрома: первый советский серийный цельнометаллический несущий кузов вагонного типа с пассажирской дверью в переднем свесе и двигателем в задней части кузова, пневмопривод дверей, регулируемое по трем направлениям водительское сиденье, дизель и электротрансмиссия с электрогенератором и электромотором. Форсированный дизель ЯАЗ-204Д мощностью 112 л.с. позволял автобусу полной массой 12,34 т разгоняться до 65 км/ч.

Для решения проблемы пассажирских перевозок в крупных городах в 1946г. была создана триада городских транспортных средств, унифицированных по кузову: троллейбус МТБ-82Д, трамвай МТВ-82, автобус ЗИС-154. Их кузова набирались из унифицированных секций на каркасе, который обшивался панелями из 2-мм дюралюминия. В конструкциях широко использовались алюминиевые профили, одинаковых размеров стекла, арматура, сиденья. двери. Первые две машины небольшими партиями начало изготовлять в 1946г. одно из московских предприятий авиационной промышленности - ТМЗ. Автобус же освоил в 1947 году ЗИС. Следует отметить, что унификация не дошла до своего логического конца: автобус имел несущий кузов в то время как у троллейбуса и трамвайного вагона несущим элементом служила сваренная из стандартных швеллеров рама.

Шасси автобуса имело индекс ЗИС-122, кузов - ЗИС-190. Первый автобус собрали 8 декабря 1946 года, в 1947 году собрали 80 автобусов. На первых 75 машинах из-за ненадёжности дизеля ЯАЗ-204Д (автобусная модификация мощностью 112л.с.) ставился дизель GMC-4-71. В 1948 году собрали 404 автобуса, в 1949 году 472 автобуса. Остальные 207 в 1950 году. Подбирая наилучший двигатель, ЗИЛ проводил опыты со спаркой двигателей ЗИС-120 (оппозитный 12 цилиндровый ЗИС-122Б 180 л.с.). А дефорсированный вариант ЗИС-110 (105 л.с.) был установлен на последние 50 автобусов ЗИС-154А - (шасси ЗИС-122А). Всего выпущен 1165 автобус всех модификаций.

Автобус ЗИС-154 во всех отношениях необычная конструкция: заднее расположение двигателя, несущий кузов, входная дверь перед передним колесом, сиденье водителя с регулировкой по высоте, расстоянию до руля и углу наклона спинки, а главное - электрическая трансмиссия.

В отличие от всех ранее серийно выпущенных отечественной промышленностью автобусов они вместо капотной имели вагонную компановку кузова с помещением для перевозки дальних пассажиров и силовым агрегатом, расположенным в его задней части. Ранее аналогичная компоновка кузова применялась на опытном отечественном автобусе НАТИ-А, изготовленном еще в 1938 году.

Кузов автобуса ЗИС-154 был цельнометаллический, несущей конструкции, выполненной заедино со своей рамой, т. е. по типу самолетного фюзеляжа. Основание каркаса кузова изготовлялось из профилей алюминиевого сплава (АВТ-1). Передняя и задняя его части были образованы клепаными поперечными фермами, соединенными в продольном направлении передними и задними лонжеронами (крылья в кузове для расположения колес). Они представляли клепаную конструкцию. Эти части основания имели 16 литых кронштейнов для крепления передних и задних подвесок. Средняя часть основания состояла из трех отдельных поперечных ферм, две из которых были связаны в продольном направлении двумя коробчатыми балками для подвески тягового электродвигателя. Отдельные части основания соединялись боковинами в единую совместно работающую конструкцию. Боковины левая и правая состояли их стальных П-образного сечения вертикальных стоек, шпангоутов, алюминиевого продольного пояса и внешней алюминиевой облицовки. Вертикальные стойки боковин были связаны между собой продольным поясом и облицовкой. Крепление этих стоек с бортовыми косынками на всех поперечных фермах основания производилось тремя болтами. Шпангоуты крыши, соединенные со шпангоутами левой и правой боковин, образовывали ряд поперечных силовых поясов в каркасе кузова, которые скреплялись между собой по всей длине кузова алюминиевыми стрингерами (продольными поясами) и облицовкой. Передняя часть кузова состояла из угловых стоек, наружной обшивки и продольных дуг, соединяющих ее с крышей. Наружная облицовка в верхней части была штампованной из листовой стали, а в нижней, в основном, выполнена из листового алюминия. Задняя часть кузова состояла их машинного отделения, каркаса задней части (жесткие связи с основанием и крышей), стальной листовой обшивки и люков для этого отделения. Передний и задний буфера рессорного типа устанавливались так, что нагрузки при ударах воспринимались основанием кузова.

Материалом для пола в кузове служила фанера толщиной 15 мм, пропитанная смолистым веществом для обеспечения водоустойчивости. Сверху фанера оклеивалась резиновым ковром. В качестве материалов для внутренней облицовки кузова являлась листовая сталь, листовой алюминий и картон.

Дизайн нового послевоенного автобуса, как у троллейбусов и трамваев Тушинского машиностроительного завода, был взят от довоенных американских автобусов «GMC». Так внешняя облицовка боковин и крыши кузова состояла из набора унифицированных секций, обшитых по каркасу панелями 2 мм дюралюминия. К стойкам и шпангоутам каркаса каждая такая панель крепилась заклепочными соединениями. Каждая секция в свою очередь имела два рядом расположенных, открывающихся вверх окна с овальными глухими световыми иллюминаторами над ними. Окна переднего и заднего вида, маршрутного указателя, расположенного над первыми их них, а так же боковые, находящиеся в задней части кузова, были глухими. Боковое окно водителя раздвигалось.

Кузов автобуса ЗИС-154 имел три двери: две рабочие — передняя и задняя с правого борта, и одну запасную с левого борта. Передняя и задняя рабочие двери располагались справа по ходу автобуса, и были ширмовыми четырехстворчатыми. Высота их дверных проемов составляла 1925 мм; ширина передней и задней дверей соответственно равнялась 735 и 845 мм. Наружные створки передних дверей имели верхнее и нижнее остекление для удобства наблюдения за подъездом к месту остановки, а задние — только верхнее остекление. Смежные створки одной половины двери соединялись шарнирно петлями по всей высоте створки. Крайние створки дверей были снабжены стальными трубчатыми осями, вокруг которых они совершали поворот при работе. Нижние концы этих створок опирались на шариковую опору, а верхние вращались в шарикоподшипнике. Направляющей при перемещении створок во время их работы служил желоб, по которому скользили ролики двери, укрепленные на внутренних створках сверху. При открывании створки передних дверей складывались, а задняя дверь открывалась наружу. Сходные устройства (ступеньки) всех рабочих дверных проемов были помещены во внутрь кузова. Открытие и закрытие рабочих дверей осуществлялось пневматическим дверным механизмом поршневого типа, расположенным над дверями под внутренней облицовкой. Его поршень включался в тормозную воздушную сеть. В действие этот механизм приводился вручную от крана управления дверями. Положение задней двери при этом контролировалось световым сигналом на панели у водителя. Запасная, служащая в случаях возникновения аварийных ситуаций дверь была одностворчатой с окном в верхней части. Она располагалась с левой стороны по ходу автобуса напротив задней рабочей двери. Она имела ширину и высоту соответственно равные 845x1250 мм. Она открывалась наружу, вручную, имела специальные запоры.

Для спокойной работы водителя, левый по ходу движения автобуса угол был отгорожен перегородкой, образующей изолированную от общего пассажирского помещения кабиной с входной дверью из пассажирского салона. Пассажирский салон состоял из десяти двухместных, трех трехместных и одного пятиместного мягких сидений. Всего 34 посадочных мест при общей вместимости 60 человек. Двухместные и пятиместные сидения были расположены в основном поперек, а трехместные — продольно вдоль пассажирского салона.

По одному пятиместному и трехместному, а также двухместных сидений, расположенных за задней рабочей дверью образовывали помещение для проезда пассажиров на далекие расстояния. Место кондуктора теперь стало располагаться с правой стороны (по ходу движения) автобуса за передней рабочей дверью и первым трехместным сидением, вместо установки его у задней двери. Поэтому на автобусах ЗИС-154 передняя рабочая дверь служила для входа, а задняя для выхода пассажиров, в связи с чем совместная их эксплуатация с автобусами, имеющими обратное назначение рабочих дверей на одном маршруте или линии была нежелательна.

Вентиляция внутренних помещений кузова, естественная, прямоточная, работала только при движении автобуса. Всасывание воздуха происходило через три вентиляционных люка, расположенных в передней части кузова, ниже его подоконного пояса. Для вытяжки воздуха из кузова служило шесть вентиляционных люков, установленных на его крыше.

Если кузов автобуса ЗИС-154 коренным образом отличался от его довоенных пред-шественников, то принцип работы рессорного подвешивания, трансмиссии, рулевого механизма на нем сохранялся от этих автобусов. В основном, такие отличия носили характер конструктивного исполнения, выполняющих одни и те же функции деталей и механизмов. Так, на автобусе ЗИС-154 были применены карданный вал от бортового грузовика ЗИС-150 с крестовинами вместо шарниров Гука, как это делалось ранее. От этого грузовика на автобусе ЗИС-154 были также позаимствованы рулевой механизм, главная передача, хотя на автобусе ее передаточное число составляло 8,39, а на грузовике 7,63. На автобусе ЗИС-154 в его ходовой части имелись и специфические узлы: уширенные балки переднего и заднего мостов, в том числе и полуоси последнего из них были применены усиленные ступицы колес, за счет использования полуэлептических рессор с пластинами большего количества и размеров каждой из них. Рессорное подвешивание стало мягче.

ЗИС-154 был первым в стране дизель-электрическим автобусом.

В качестве силового агрегата на автобусе ЗИС-154 применялся двухтактный, с непосредственным впрыском топлива, четырехцилиндровый дизель ЯАЗ-204 с однорядным расположением цилиндров. Каждый их цилиндров имел поршни с диаметром 108 и ходом 127 мм (общий объем цилиндров 4,65 л). Порядок работы цилиндров был 1 — 3 — 4 — 2. Система зажигания — самовоспламенение рабочей смеси при сжатии. Степень сжатия его равнялась 16. Максимальная мощность дизеля — 110 л.с. при 2000 об/мин., крутящий момент его — 48 кгим при 1200 — 1450 об./мин. коленчатого вала. Контрольный, приходящийся на 100 км пробега, и удельный расходы топлива данного дизеля соответственно составляли 65,0 л и 205 г/э.л.с.ч.

Питание дизеля осуществлялось ГОСТ-овским дизельным топливом, запасы которого располагались в стальном штампованном баке емкостью 270 л. В систему его питания входили два фильтра и отстойник. Управление подачей топлива на автобусе ЗИС-154 обуществлялось педалью акселератора (газа) с помощью механических рычагов и регулятором оборотов коленчатого вала дизеля.

Глушение шума выхлопа газов являлось двухступенчатым: 1-я ступень — расширитель объемного типа; 2-я ступень — глушитель с 4-кратным проходом газов через перфорированные трубы.

Система охлаждения дизеля на автобусе ЗИС-154 — водяная с принудительной вентиляцией — была замкнутой. В отличие от своих предшественников и даже грузовика ЗИС-150 он имел большие запасы охлаждающей жидкости. Другой отличительной чертой этой системы от других автотранспортных средств являлось автоматическое управление жалюзи радиатора.

Отопительная система кузова автобуса ЗИС-154 по сравнению со своими предшественниками по сути дела была создана заново. Кузова довоенных отечественных автобусов отапливались отработанными газами от улитки — выхлопного коллектора, причем только у рабочего места водителя. На автобусе ЗИС-154 такое отопление было водяное и производилось тремя отопителями радиаторного типа, соединенными между собой последовательно и получающими горячую воду от радиатора охлаждения дизеля. Первый отопитель был установлен спереди автобуса под арматурным щитом, второй и третий находились под пассажирскими сидениями с левой стороны (по ходу движения) в средней и задней частях кузова. Циркуляция теплого воздуха производилась четырехлопастными вентиляторами, работающими от электродвигателей, установленных на каждом отопителе. Для подогрева воздуха, обдувающего лобовое стекло водителя, использовалась часть площади радиатора переднего отопителя. Для этих целей применялись два обогревателя, представляющие собой центробежные вентиляторы, в свою очередь также имеющие электропривод. Воздух от них на стекла подавался с помощью четырех сопл. Интенсивность отопления регулировал клапан отопления.

Ножные тормоза автобуса ЗИС-154 колодочные на все четыре колеса, как и на автомобилях ЗИС-150, они имели пневматический привод от давления сжатого воздуха в тормозных камерах 7кг/с м². Источником сжатого воздуха являлся воздушный компрессор, двухцилиндровый с разгрузочными клапанами и водяным охлаждением головки от системы охлаждения дизеля. Общая у них с двигателем была и система смазки. Запас сжатого компрессором воздуха на автобусе создавался двумя стальными баллонами. Ограничение максимального давления в воздушных баллонах до установленной величины устанавливалось регулятором давления. Ручной тормоз, как и у большинства автотранспортных средств, был дисковым, двухколодочным.

Электрооборудование нового автобуса также в корне отличалось от подавляющего числа автотранспортных средств. Оно наряду с низковольтными электрическими цепями, работавшими от аккумуляторной батареи и служащими в основном для питания систем сигнализации, запуска силовой установки, а при ее карбюраторном исполнении и зажигания, дополнительно имело силовые цепи электрического тягового привода, обеспечивающего вместе с трансмиссией преобразование вращающего момента силовой установки в поступательное движение экипажа. Электрический привод состоял из силового генератора и тягового электродвигателя. Первый из них преобразовывал механическую энергию в электрическую, а второй, наоборот, эту энергию преобразовывал в механическую и в виде крутящего момента передавал ее трансмиссии (карданному валу). Силовой генератор ДК-505А — четырехполосная электрическая машина постоянного тока; имела компаундное (шунтовое со слабым самовозбуждением — один виток сериесной обмотки) возбуждением; самовентилируемая. Тяговый электродвигатель ДК-305А был постоянного тока, четырехполосным, с серпесным возбуждением, самовентилируемый.

Эти генератор и электродвигатель были созданы и изготовлены Московским заводом «Динамо» им. С.М.Кирова.

При передаче энергии от силовой установки (дизеля) к колесам электропривод создавал широкий диапазон автоматического регулирования крутящего момента, передаваемого на трансмиссию (карданный вал), в зависимости от изменения скорости его движения, профиля пути и др. факторов. Такой привод являлся своеобразной автоматической коробкой передач, очень необходимой для автобуса при работе его в условиях города с частыми остановками. Наряду с автоматическим регулированием он имел две ступени регулирования путем включения и отключения дополнительного резистора в цепи шунтовой обмотки силового генератора (соответственно «загородный» и «городской» режимы работы автобуса). При последнем из этих режимов регулирование данного генератора производилось под контролем реле тока Р-41А-2 с угольными контактами. Изменение направления вращения тягового электродвигателя, а следовательно, и автобуса, производилось путем изменения протекания тока в обмотке возбуждения первого из них с помощью переключателя хода. Управление этим переключателем осуществлялось рукояткой с тремя положениями «движение Вперед», «нейтральное» и «движение назад». Приведение автобуса ЗИС-154 в движение сопровождалось подпиткой обмотки возбуждения силового генератора от аккумуляторной батареи (замыкался включатель подпитки), что резко увеличивало тяговое усилие на его ведущих колесах. При достижении на якоре генератора 90В, его обмотка с помощью реле напряжения Р-41А-2 (было оборудовано вибрационными контактами) отключало генератор от указанной батареи. Оба реле, токовое и напряжения, были установлены на щитке ПР-ЗЗА-1. В качестве резисторов использовалось шесть трубчатых реостатов СР-223В и одно сопротивление СР-216В, расположенные на щитке типа ЩС-47А-1.

Силовая установка и генератор располагались в машинном отделении, а тяговый электродвигатель под полом кузова автобуса. Все они крепились к кузову с помощью резиновых амортизаторов. Соединение коленчатого вала силовой установки с якорем силового генератора производилось муфтой, состоящей из шести тонких стальных термообработанных дисков, которые крепились к фланцу второго и маховику первого из них.

Внедрение различных удобств для пассажиров и водителя на новых автобусах, в основном в части отопления, освещения, сигнализации и др., потребовало, по сравнению с другими автотранспортными средствами, коренных изменений в их низковольтных электрических цепях. Значительные увеличения рабочих параметров теперь приобрели источники питания (генератор и аккумуляторная батарея).

Генератор Г-52А работал параллельно с аккумуляторной батареей и был предназначен для питания всех потребителей низковольтной цепи. Данный генератор постоянного тока имел шунтовую обмотку возбуждения, был двухполюсным и самовентилируемым. Его номинальные: напряжение и мощность соответственно составляли 12В и мощность 1000 Вт. Привод генератора был ремённый, от вала силового генератора; передаточное число его привода составляло 1,4. Устанавливался генератор Г-52А на двух кронштейнах на корпусе силового генератора. Работал он в комплекте с реле-регулятором. При напряжении 12,5В у генератора при холостом ходе в холодном (при температуре окружающей среды -20°С) и горячем состояниях обороты якоря генератора в минуту соответственно составляли 625 и 700, а при полной нагрузке (80А) — 850 и 950. При работе его, как электродвигателя, потребляемый им ток холостого хода должен был быть не более ПА при 15В. Максимально допустимые обороты генератора Г-52А при кратковременной работе и при нагрузке 20А составляли 3200 об/мин. Реле-регулятор состоял из реле обратного тока и двух регуляторов напряжения. Реле обратного тока служило для автоматического включения и отключения генератора Г-52А от сети. Регуляторы напряжения предназначались для поддержания постоянного его напряжения при различных оборотах тягового электродвигателя и меняющейся нагрузке силового генератора.

На автобусе ЗИС-154 устанавливалась аккумуляторная батарея (4 х ЗСТЭА-150), имевшая 12В, ЗООА-ч. Эта батарея состояла из четырех шестивольтных аккумуляторов типа ЗСТЭА-150 емкостью 150Ач каждый. Аккумуляторы были соединены в две параллельные цепи, каждая из которых имела два последовательно включенных аккумулятора. Аккумуляторная батарея на автобусе являлась единственным источником тока низковольтных цепей на стоянках и основным источником тока на малых оборотах силовой установки. На других режимах она автоматически подзаряжалась низковольтным генератором Г-52А.

Для пуска силового агрегата на автобусе ЗИС-154 использовался стартер, представляющий собой электродвигатель постоянного тока с четырьмя полюсными и серпесным (последовательным) возбуждением магнитного поля. При температуре 20°С: его мощность составляла 4л.с, а напряжение — 12В; при холостом ходу: потребляемый ток был не более 100А, напряжение — 12В, а частота вращения якоря не менее 4000 об/мин.; при полном торможении: тормозной момент составлял не менее 2-х кг-м, а потребляемый ток — не более 500 А, напряжение — 3,5В.

Внутреннее освещение в пассажирском салоне автобуса ЗИС-154 состояло из 16 потолочных плафонов с лампами 12В х 21 Вт. В кабине водителя и машинном отделении соответственно устанавливались один и два плафона по 12В х 6Вт. К наружному его освещению относились две лобовые белые фары, передние и задние габаритные фонари, маршрутный указатель, задние красные фонари.

В качестве звукового сигнала на новом автобусе использовался двухтональный комплект звуковых сигналов типа С-8 с электромагнитной вибрационной системой воздействия на мембрану. Эти сигналы снабжались рупорами (резонаторами), выполненными в виде «улиток» различной длины. Они располагались под полом в передней части автобуса и закреплялись кронштейном на первой ферме каркаса основания его кузова.

Ввиду того, что в 1947 г. шло освоение Ярославским автомобильным заводом изготовления грузовиков ЯАЗ-200 с дизелем ЯАЗ-204 общим, как для них, так и для автобусов ЗИС-154, в первую очередь необходимых для грузовиков, чем для этих автобусов, поэтому на последних из них решено было применить другой равноценный по мощности силовой агрегат. Для данных целей был выбран восьмицилиндровый карбюраторный двигатель ЗИС-122А со степенью сжатия 6,2, карбюратором МКЗ-16А и работающим на бензине А-70. Подобный двигатель ЗИС-122 со степенью сжатия 6,85, карбюратором МКЗ-ЛЗ и в качестве основного топлива использующий специальный уфимский автомобильный бензин А-74, уже в качестве силового агрегата имел легковой автомобиль — лимузин ЗИС-110, который с 1946 г. начал выпускать завод им. И.В.Сталина. За основу обоих этих вариантов был взят восьмицилиндровый двигатель довоенных отечественных лимузинов с общим объемом цилиндров — 5,8 л. Двигатели ЗИС-122 имели диаметр цилиндров 90 мм, ход поршня 118 мм, общий объем цилиндров 6 л, порядок их работы — 1-6-2-5-8-3-7-4. Максимальная мощность двигателя ЗИС-122А составляла 195 л.с. при 2200 об/мин., а максимальный крутящий момент — 35 кг-м. Минимальный расход топлива у него составлял 270 г/э-л.с.я, что почти на 1/3 было больше, чем у дизельного двигателя ЗИС-122А. Новые автобусы с карбюраторным двигателем получили обозначение ЗИС-154А. Они в основном изготовлялись во второй половине 1947 года и первой половине 1948 года. Значительная их часть для эксплуатации попала в 1-й, а меньшее количество — в 3-й Московские автобусные парки.

В связи с установкой на автобусах ЗИС-154А карбюраторного двигателя в их конструкцию были внесены отдельные изменения. На них, как и у большинства автомобилей с такими двигателями, был применен акустический прямоточный глушитель; кроме того, соединение силового агрегата и тягового генератора производилось муфтой, имеющей незначительные различия от применяемой вместе с дизелями. В тяговом электрическом приводе самовозбуждение генератора происходило при 50В вместо 90В, как это делается у дизельных автобусов. При этом несколько изменились токовые нагрузки, а следовательно, и регулировка реле. В низковольтных электрических цепях вместо запала дизеля было применено зажигание силовой установки, выполненное по обычной схеме батарейного зажигания, основу которого составляли распределитель Р-22, катушка зажигания Б-15 и свечи с резьбой 10мм типа Т7-11А. Одновременно запуск двигателя ЗИС-122А осуществлялся стартером меньшей мощности 1,8 л.с. вместо 4,0 л.с, применяемого при дизеле ЯАЗ-204А.

Частые перегрузки двигателя ЗИС-122А, приводящие к разрушению его прокладок, установленных между блоком цилиндров и головкой, большая пожароопасность в машинном отделении, появляющаяся от совокупности скопления паров бензина и искрения, возникающего в машинном отделении при коммутации расположенных там же электрических машин и аппаратов, а также низкая экономичность по сравнению с дизелем ЯАЗ-204, послужили поводом для скорой замены на автобусах ЗИС-154А первых из них на последние. При этом, автобусы получили обозначение ЗИС-154.

В силу сложности конструкции, чрезмерно большого расхода топлива, а также повышенных шумности и дымности, производство ЗИС-154 было свернуто в 1950 году.

В конце 50-ых годов, когда дизель ЯАЗ-204Д довели до ума, начали разыскивать оставшиеся ЗИС-154. После установки ЯАЗ-204Д или ЯАЗ-206 (6 цилиндров, 165л.с.) динамика автобуса радикально улучшалась, такие автобусы эксплуатировались до конца 60-ых годов.

Заменой ЗИС-154 стал более простой в производстве, но менее вместительный 8-метровый ЗИС-155 с конструкции которого использовались элементы кузова ЗИС-154 и агрегаты грузовика ЗИС-150.

Интересный факт: в Тбилиси были троллейбусы, переделанные из единственных серийных автобусов с электротрансмиссией ЗИС-154. К ним еще приваривали противовес сзади, так как после демонтажа двигателя передняя площадка начинала перевешивать.

Кроме того, по некоторым сведениям, в 1956 году был создан опытный санитарный автобус на шасси ЗИС-154, который сразу планировался для санитарного использования - имелась дополнительная дверь в левом борту для погрузки/выгрузки носилок (сказывалась недавняя война).