Десятки фотокамер застрекотали затворами и заполыхали вспышками, когда на Детройтском автосалоне 2007 года к журналистам вышел ответственный за технологии и стратегическое планирование «Дженерал моторс» Лари Бернз: «Сегодня в мире более 800 млн. автомобилей. Через 15 лет их число вырастет до 1,1 млрд. Мы не сможем решить наши транспортные проблемы, если будем зависеть от нефти на 98%». Подобные слова все чаще звучат из уст не только производителей автомобилей, но и политиков. На этом этапе развития технологий гибридные модели остаются наиболее перспективными и, кажется, в состоянии справиться с поставленной задачей.
Сегодня существуют две принципиальные схемы работы гибридных установок: параллельная (parallel) и последовательная (series). При первой колеса приводит и бензиновый мотор (или дизель), и электродвигатель. В другом гибриде двигатель внутреннего сгорания работает лишь на зарядку батарей, а колеса вращает электромотор. Гибриды также подразделяются на «полные» (full) или «умеренные» (mild). «Полный» в состоянии двигаться лишь на электричестве, не потребляя топлива. «Умеренный» всегда задействует ДВС, а электромотор подключается, если требуется дополнительная мощность. Но подвидов с каждым годом становится все больше.
СТАВКА НА ЭЛЕКТРИЧЕСТВО
Лари Бернз так проникновенно говорил о «нефтяной игле» неспроста. Похоже, «Дженерал моторс» выбрал на ближайшее десятилетие то глобальное направление, иллюстрацией которого стал гибридный концепт-кар «Вольт». Его силовая установка серии Е-Flex состоит из блока литий-ионных батарей, питающих электромотор, а также 1,0-литрового бензинового двигателя с турбонаддувом. На первый взгляд, вполне обычная последовательная схема.
На самом деле «Вольт» принадлежит к набирающей обороты подгруппе гибридов типа Plug-In — подзаряжаемых. Их отличительная черта — возможность зарядки аккумуляторов от внешних источников. В некоторых странах (в первую очередь США) электроэнергия довольно дешевая, почему бы этим не воспользоваться?
Емкости аккумуляторов «Вольта» достаточно для пробега примерно 70 км — расстояние, которое проезжают от дома до работы и обратно более половины американцев. В этом случае расход бензина составляет... 0 литров! Добравшись до дома, ставите «Вольт» на ночную 6-часовую зарядку от обычной для США 110-вольтовой сети, и утром он вновь готов к 70-километровой прогулке. А если ежедневный пробег больше? Вот тогда в работу вступает бензиновый мотор-генератор и заряжает батареи. При пробеге около 100 км в день «Вольт» потребляет 1,6 л «горючки». Наконец, даже если вы уехали в путешествие, а расчетливые хозяева мотелей не позволяют воткнуть машину в розетку, «Вольт» все равно останется примером экономичности, расходуя бензина лишь 4,7 л/100 км.
«Чтобы этот концепт стал реальностью, нам потребуется технологический прорыв, а именно литий-ионная батарея большой емкости», — говорит вице-президент Роберт Лутц. — Такой тип электромобиля потребует блока аккумуляторов массой 181 кг. Некоторые эксперты предполагают, что нужная батарея будет готова к серийному производству в 2010–2012 гг.».
Пока одни технологи решают «электрические» задачи, другие совершенствуют систему E-Flex. В ее составе может работать дизельный мотор, потребляющий биотопливо, двигатель на этаноле или установка на топливных элементах. Вариантов уйма! Вместо большой батареи и маленького ДВС можно использовать мощную установку на топливных элементах и скромный аккумулятор, рекуперирующий энергию при торможении автомобиля. Широкая гамма схем в будущем позволит с минимальными затратами подготавливать модификации для рынков разных стран и континентов.
Естественно, гибриды типа Plug-In могут быть как последовательными, так и параллельными. В первой половине 2008 года начнутся тесты «Доджа-Спринтер», способного преодолевать на электричестве до 40 км. Водитель имеет возможность выбирать режимы принудительно, подключая либо электродвигатель, либо бензиновый (на части машин дизельный) мотор, также вращающий колеса.
«Форд» тоже экспериментирует: «Эдж-ХайСериез» (Edge HySeries) с 336-вольтовой батареей на борту способен проехать до 50 км с максимальной скоростью 140 км/ч, прежде чем аккумулятор полностью опустеет. Тогда в работу включатся топливные элементы и позволят проехать еще около 600 км — до следующей водородной заправки.
Естественно, у каждой даже самой удачной идеи есть скептики. Главные аргументы — длительное время зарядки и дороговизна батарей.
СТАВКА НА ГОРЮЧЕЕ
А как быть тем, кто не рассчитывает на электричество в таком объеме, какого требуют подзаряжаемые модели? Остается совершенствовать силовые установки, находить новые, порой неожиданные решения. Пример эволюции одного из пионеров гибридного движения — «Хонды» особенно показателен еще и потому, что ее «Сивик Гибрид» — серийная машина. Недавно в свет вышло второе поколение. Бензиновый мотор объемом 1,3 л форсировали до 95 л.с., а электрический развивает 15 кВт вместо 10 — общая мощность установки 115 л.с. Нестандартное решение скрывается в бензиновом моторе, точнее, в головке блока. У механизма регулировки фаз i-VTEC три ступени вместо привычных двух. В дополнительном режиме электроника закрывает впускные и выпускные клапаны. К такой ситуации понятие «торможение двигателем» почти неприменимо. Нет, само по себе замедление при сбросе «газа» присутствует, только развивает его электромотор. Когда водитель убирает ногу с педали акселератора, электромотор переходит в режим генератора и «собирает» растрачиваемую впустую кинетическую энергию, превращая ее в электричество.
Еще одна эффективная и вовсе не новая идея — отключение части цилиндров. Такую схему еще лет 20 назад использовали в 8-цилиндровых американских моторах. «Хонда» применила эту технологию на бензиновых моделях «Инспайр» и «Одиссей» с V-образным мотором объемом 3 л. Чуть позже отключение трех из шести цилиндров применили и в гибридном «Аккорде», улучшив расход по сравнению с бензиновым аналогом на 25%.
В Европе долгое время не придавали значения японским разработкам гибридов — дизельные малолитражки и так были самыми экономичными на планете. Но успех гибридов Японии и особенно США заставил крупные концерны пересмотреть политику. Правда, в Старом Свете предпочитают работать над «умеренными» схемами. Например, во Франции накатывают километры экспериментальные «Пежо-307» и «Ситроен-С4» с приставкой «Гибрид HDi». В основе — обычный дизель объемом 1,6 л и мощностью 90 л.с., а между двигателем и 6-ступенчатой роботизированной механической коробкой уместили 16-киловаттный электродвигатель. Моторы разделены сцеплением, что позволяет использовать их по отдельности. Большую часть времени работает дизель, электричество приходит на помощь лишь при необходимости. Прототипы способны экономить до 10% топлива — тоже результат! Чем выше поднимают планку экономичности, тем больше инженерам приходится ломать голову. Совместные усилия прилагают «Дженерал моторс», «Даймлер-Крайслер» и БМВ. Концерны объявили о создании гибридного модуля, получившего название «Ту-Моуд» (Two-Mode) и рассчитанного на большие седаны и вседорожники. Он состоит из двух электромоторов, включающихся одновременно или поочередно, и набора планетарных передач. В городских условиях автомобиль может двигаться как на электротяге, так и энергией ДВС. При больших нагрузках и высоких скоростях в работу включаются оба электромотора и традиционный двигатель, дабы сочетать максимальную тягу с минимальным расходом топлива. При торможении включается режим рекуперации — электричество заряжает батарею. На остановках и малых нагрузках двигатель внутреннего сгорания глохнет, а запускается опять-таки одним из электродвигателей, на сей раз играющим роль стартера. Производители утверждают, что КПД у «Ту-Моуд» примерно на 20% выше, чем у существующих гибридных установок. Еще один бесспорный плюс в том, что такой модуль можно с минимальными переделками «поселить» под капот существующих моделей.
Появление «Ту-Моуд» в серии намечено на конец года на модели «Джи-Эм-Си-Графит» с 300-сильной «восьмеркой» «Вортек». По уверению производителей, новинка сэкономит до 25% топлива. Немецкие коллеги установили такой модуль на «Мерседес-Бенц» S-класса. «S430 Гибрид» с 260-сильным турбодизелем получил в свой арсенал еще 50 кВт: разгон до 100 км/ч теперь занимает 7,6 с, а расход упал в среднем на 20%.
Стоит ли городить технологический огород ради снижения расхода топлива даже на четверть? Оптимисты считают — безусловно. Ведь такие гибриды гораздо ближе к массовому производству.
Судя по числу новых разработок и идей, идеальный гибридный рецепт еще не найден. Игра продолжается, и кто станет в ней победителем, большой вопрос. Делайте ваши ставки!
Гибриды — не самые рентабельные в производстве и наиболее затратные в разработке. Тем не менее объем их продаж продолжает расти. В 2006-м было реализовано 364 845 авто с гибридным приводом, более половины (254 545) в США. Второе и третье места разделили Япония (58 638) и Великобритания (8957).
МНЕНИЕ ЛИДЕРА
Мировые объемы продаж гибридов сделали лидером в этой области концерн «Тойота». Используя дотации и активное маркетинговое продвижение гибридной техники, фирма тем не менее озабочена и адаптацией к новым видам топлива. В частности, перспективным называют биодизель. Концерн сотрудничает с компанией «Ниппон Ойл» над созданием технологии hydro-fine и получением чистого дизтоплива на биооснове. Второе приоритетное направление — водородное топливо, на котором первый прототип «Тойота» заработал еще в 2002 году. Топливные элементы — наиболее сложный с точки зрения инфраструктуры источник энергии, однако именно им прочат блестящее будущее, хотя и весьма неблизкое.
1822