Труд: Автомичуринцы

Главная Жизнь 01:06 30 Августа 2011 2733

Автомичуринцы

Автомобиль — агрегат довольно расточительный. Что выбрать: бензиновый или гибридный аппарат?

Напечатать

Электробензин

Электрический двигатель гораздо удобнее и лучше, чем его конкурент — двигатель внутреннего сгорания. В его недрах ничего не сгорает, следовательно, он меньше греется, а значит, теряет при работе меньше энергии. В нем значительно меньше трущихся деталей. В нем нет тяжелых поршней и расширяющихся при работе цилиндров. Как результат, его КПД в два-три раза выше — он может достигать 96–97%. Ему не нужна сложная система запуска со стартером, генератором и прочими радостями. А коли так, его можно останавливать и запускать хоть каждые три секунды. Его не надо «раскручивать» — он может набирать максимальные обороты почти моментально. И сами обороты у него больше: в то время как обычный автомобильный двигатель рассчитан на 8000 оборотов в минуту, электродвигатель легко делает 15 000 и может иметь мощность 600 л. с.

Но у него есть один очень серьезный недостаток: он не может работать на жидком топливе. Ему для работы обязательно нужен заряженный электричеством аккумулятор. А хранить энергию в аккумуляторах для машины примерно то же самое, что нам получать зарплату не бумажными купюрами, а мелочью. В сущности, и то, и другое — деньги, только вот на мелочи, а точнее, с таким ее количеством, далеко не уедешь. По энергоемкости бензин значительно превосходит аккумуляторные батареи. В 7 литрах нашего универсального нефтяного топлива запасено столько энергии, что для ее хранения потребуется батарея весом в тонну. Кроме того, чтобы заправить обычный автомобиль, нужно всего несколько минут (в случае с Формулой-1 — несколько секунд). Аккумулятор же надо заряжать несколько часов. Либо менять севший аккумулятор на предварительно заряженный (учитывая вес агрегатов — удовольствие не из легких).

Одним из первых догадался, как можно объединить плюсы электрического двигателя (далее — ЭД) и двигателя внутреннего сгорания (далее — ДВС), Фердинанд Порше. В 1900 году этот молодой электрик сконструировал для австрийской Lohner электромобиль Lohner-Porsche, в котором вместо тяжелого аккумулятора стоял небольшой ДВС и подключенный к нему генератор. Вырабатываемый генератором ток шел на электромоторы, которые и вращали ведущие передние колеса. В том же 1900 году автомобиль получил гран-при на выставке в Париже, а годом позже сам конструктор выиграл на нем Эксельберг-ралли.

В ту далекую пору бензо-электрические системы носили название «микст». Несколько позже люди переименовали их в «гибриды», имея в виду именно гибрид ЭД и ДВС. Lohner-Porsche стал одним из первых представителей «последовательных гибридов», в которых ДВС используется только для получения электроэнергии, а в качестве силовых агрегатов выступают электромоторы.

В 1915 году компания The Woods Motor Vehicle произвела на свет несколько иной агрегат, названный ею «Двойная сила». Он также был оснащен и ЭД и ДВС, только ЭД тут никак не был связан с ДВС, а питался от аккумулятора. Хитрость конструкции заключалась в том, что машина на малых скоростях — до 25 км/ч ездила на электричестве и только потом переходила на бензин. Таким образом, оба двигателя работали в наиболее комфортных для себя условиях. Такую схему стали называть «параллельным гибридом». За три года компания выпустила 600 «Двойных сил». А дальше наступила эпоха дешевой нефти, и о гибридах позабыли.

Правда, периодически про них вспоминали. Например, когда конструировали какие-нибудь огромные машины вроде карьерных экскаваторов, самосвалов, подводных лодок или дизель-электровозов. Но тут вопрос был вовсе не в экономичности, а в том, что для таких мощных машин весьма сложно было соорудить надежную трансмиссию. Представьте себе, какой должна быть коробка передач у машины мощностью в десяток тысяч «лошадей»? А в гибридной схеме — никаких сложностей, тут мощный дизель спокойно крутит генератор в удобном для него режиме, а управление ЭД осуществляется с помощью почти обычного реостата.

Про экономичные легковые гибриды вспомнил в 1960-х годах американский конструктор Виктор Воук. Он оборудовал автомобиль Buick Skylark роторным двигателем RX-2 Mazda и ЭД мощностью 26 л. с. В результате потребление горючего сократилось в два раза, а вредные выхлопы — в 11 раз. За эту выдающуюся работу Воука стали называть крестным отцом гибридов.

Вперед, в будущее

Однако в настоящее серийное производство гибриды были запущены только в конце 1990-х — по двум причинам. Во-первых, начало сильно дорожать топливо. А во-вторых, появились нормальные бортовые компьютеры, которые научились согласовывать работу ДВС и ЭД для получения максимального эффекта. В 1997 году компания Audi выпустила первый свой гибрид — Duo. А несколькими месяцами позже Toyota порадовала мир машиной Prius, которая до сих пор считается эталоном «параллельного» гибридостроения.

Этот пятиместный седан в базовом варианте оснащен легким полуторалитровым бензиновым двигателем мощностью 76 л. с. и электромотором в 67 л. с. До 60 км/ч машина разгоняется на электромоторе, а дальше бортовой компьютер включает бензиновый двигатель. Причем стартер ему уже, естественно, не требуется. На крейсерской скорости 130–140 км/ч ДВС Prius придерживается наиболее удобных и экономичных 5000 оборотов в минуту. А когда водитель, решив выжать из машины все по максимуму, топит педаль в пол, на помощь бензиновому приходит электродвигатель — при этом мощность вырастает до 111 л. с. В результате машина набирает 100 км/ч за 10,9 секунды и разгоняется до 180 км/ч. При этом средний расход топлива составляет 5,1 литра на 100 км, а на трассе его можно снизить вообще до 3,8 литра. Само собой разумеется, что величина максимального пробега на одной заправке увеличивается, по сравнению со стандартным авто, вдвое, а выбросы вредных газов сокращаются на 85%.

Гибрид каждый киловатт, который обычно уходит в воздух, стремится закачать в свои аккумуляторы. Когда машина едет под горку или тормозит, она не сжигает тормозные колодки, а подключает к колесам электродвигатель. Нормальный ЭД умеет не только преобразовывать электрическую энергию в механическую, но и производит противоположную операцию, выступая уже в роли генератора. И когда колеса вращают его ротор, он вырабатывает электричество, которое и идет на пополнение аккумуляторов. Такая система торможения, применяемая сегодня почти во всех гибридах, называется рекуперативной.

У стандартного гибридного автомобиля отсутствует и стандартная КПП. Но это и понятно: для ЭД она вообще не нужна, а ДВС работает в довольно узком диапазоне скоростей, в котором никаких особенных переключений тоже не требуется. Нормальное взаимодейст-вие двух типов двигателей у нее обеспечивается специальной планетарной передачей.

Еще одним эталоном легкового гибрида считается Honda Insight. В этой машине все направлено на экономию бензина и на уменьшение выхлопа. Ее крохотный литровый ДВС мощностью 67 л. с. весит всего 56 кг. 10-киловаттный ЭД помогает в нужный момент довести мощность до 73 «лошадей». Учитывая малый вес машины — 862 кг, — это вполне нормальный показатель, позволяющий Insight разгонятся до 100 км/ч за 11 секунд. При этом расход топлива составляет 3,4 литра на 100 км при движении в смешанном цикле и 2,9 литра — по трассе. На сегодняшний день это рекорд для серийных авто.

Плюс на минус

Конечно, гибриды состоят отнюдь не из одних достоинств. Глупо обвинять в их непопулярности мировую нефтяную мафию. У этих машин есть пока немало недостатков, мешающих агрессивному внедрению на мировой авторынок. Первый — это относительно высокая цена. Как бы ни старались производители, она превышает цену их обычных аналогов на несколько тысяч долларов. Однако недостаток этот весьма относителен — все зависит от того, насколько активно используется авто. Если машина покупается для поездок на работу и обратно, а ее пробег за месяц не превышает 3000 км, то эти лишние тысячи долларов за счет экономичности будут окупаться многие годы. А вот если за рулем гибрида сидит профессионал, наматывающий в сутки сотни километров, то разница в цене отбивается за несколько месяцев.

Второй недостаток гибридов — сложность конструкции. Пока еще не любой автомеханик возьмется за его ремонт, тем более что большую роль здесь играет тонкая компьютерная настройка. Некоторые деятели критикуют гибриды за малошумность: дескать, такие машины представляют повышенную опасность для пешеходов, в особенности для слепых. Гибриды и вправду шумят значительно меньше, чем обычные машины. Тот же ЭД работает вообще почти бесшумно, но вряд ли это можно расценивать как настоящий минус. В конце концов машину можно оборудовать специальным шумогенератором.

Эксперты говорят, что продажи гибридных машин, включая грузовики, растут на 30% в год. Причем процессу не мешает даже мировой кризис. И это вполне естественно, ведь в период, когда каждая копейка на счету, гораздо приятнее платить и без того богатым «лукойлам» и BP за возможность нормально работать в два раза меньше, а ездить на одной заправке — в два раза дальше. А на разницу лучше купить жене сапоги, честное слово.

Напечатать

Жизнь 00:01 / 10 Июня 2026 14998

«Не талант, не традиции, не школа - вода. Много воды!»

Эрнст предложил «Ленфильму» покинуть центр Петербурга

Ирина Смирнова

Труд

На завершившемся Петербургском международном экономическом форуме много чего было сказано яркого и судьбоносного, направленного не в будничную хмарь, а к сияющим горизонтам. Однако некоторые дерзкие идеи вызывают...