Audi в будущем: электронный рай

Один из таких шагов – разработка новых видов топлива, позволяющих сократить выбросы СО2. Например, проект «Е-газ» – это не только интересная концепция, но и реальное производство. Завод искусственного метана на севере Германии, в местечке Вертле, почти построен и заработает в мае 2013-го. До конца года в магистрали поступит 1000 тонн е-газа, при этом переработают 2800 тонн СО2, который используют как сырье. Этого объема хватит, чтобы полторы тысячи автомобилей с ДВС, каждый из которых проезжает в среднем 15 000 км в год, не добавили в атмосферу ни грамма углекислого газа.

Получается искусственный круговорот газов, в котором количество СО2 остается неизменным. При одном условии: электричество, необходимое для производства е-газа, должно быть получено из возобновляемых источников, без сжигания топлива и выбросов в атмосферу.

Из углекислого газа и воды – не питьевой, а отработанной или морской – «Ауди» тоже получает синтетические дизельное и спиртовое топлива. Проекты получили названия «Ауди е-дизель» и «Ауди е-этанол». В партнеры автопроизводитель выбрал американскую фирму «Джоуль» (Joule), которая давно экспериментирует с этими технологиями. Чудодейственное превращение происходит в биореакторе при участии фотосинтезирующих микроорганизмов, использующих солнечную энергию для своей жизнедеятельности. Поглощая воду и углекислый газ, бактерии выделяют, в зависимости от строения и химического состава клеток, либо дизельное топливо, либо спирт. По свойствам такое горючее не отличается от органического, примесей в нем меньше, что только на пользу двигателю и его системам. Вредных веществ при сгорании чистого топлива также выделяется меньше.

Судя по разносторонним увлечениям, «Ауди» пытается нащупать правильный путь, который приведет в экологически чистое будущее. Неплохой способ, если силы и средства позволяют. Но чем совершеннее автомобиль, тем больше он зависит от инфраструктуры. В частности, для перехода на новый экологический уровень нужны ноу-хау в топливной отрасли. Вполне логично, ведь защита окружающей среды – общая задача.

В КАРТИНКАХ

Параллельная гибридная установка – это мощность шестицилиндрового мотора при расходе как у двигателя с четырьмя цилиндрами. Силовой агрегат мощностью 245 л.с., состоящий из 2-литрового TFSI (155 кВт/211 л.с.) и 8-ступенчатого «Типтроника» с электромотором (40 кВт) вместо гидротрансформатора, предписан моделям A6, A8 и Q5. Стремясь рационально расходовать топливо и одновременно поддерживать максимальный комфорт, компрессор кондиционера снабдили электроприводом, а в системе отопления дополнительно установили электротэны. У насоса вакуумного усилителя тормозов электрический привод – чтобы не зависел от отключений двигателя при движении накатом. Производитель утверждает, что эти немаленькие гибридные авто потребляют до 7 л/100 км.

Гибридные технологии проникают и на гоночные трассы. У «Ауди-R18 e-трон кваттро» 510-сильный дизельный V6 TDI передает крутящий момент (максимум 850 Н·м) на задние колеса через 6-ступенчатую коробку в корпусе из сверхлегкого углепластика. А переднюю ось дополнительно подкручивает электродвигатель. При торможении он преобразовывает механическую энергию, которая раскручивает маховик (до 45 000 об/мин), скрытый кокпитом, в электричество. Когда пилот нажимает акселератор, происходит обратный процесс – механическая энергия маховика преобразуется в электричество, питающее электродвигатель колес. В результате кратковременно спорткар становится полноприводным. Вращать переднюю ось помогают еще две сотни «лошадей».

1 – маховик;

2 – облегченная 6-ступенчатая коробка передач;

3 – 3,7-литровый дизельный V6;

4 – электродвигатель.

Электрический наддув не только благотворно влияет на экологию, но и смещает пик крутящего момента в сторону низких оборотов. В результате двигатель быстрее отзывается на педаль газа, улучшается динамика, езда становится удобнее. Новинка, обкатываемая на 3-литровом TDI, сравнима по конструкции и размерам с обычным турбокомпрессором, разве что насосное колесо раскручивает электромотор. Электрокомпрессор установлен после турбокомпрессора и охладителя воздуха. Перепускной клапан в зависимости от режима двигателя открывает путь либо в обход электрокомпрессора, либо через него. В последнем случае заряд дополнительно сжимается и в цилиндры попадает больший объем воздуха, а вместе с этим растут мощностные показатели. Кстати, новый потребитель использует в основном дармовую энергию, накопленную при рекуперации.

Для компактных моделей предназначена иная схема – электростанцию на борту возит модель «Ауди-А1 e-трон». Электрическая установка мощностью 75 кВт (102 л.с.) под капотом приводит в движение передние колеса, а питание она черпает из литиево-ионных батарей емкостью 12 кВт·ч. Когда их заряд ослабевает, на помощь приходит роторно-поршневой двигатель объемом 254 см³, установленный в корме и вращающий генератор. Длительные испытания в Германии показали: каждый километр, в зависимости от режима и стиля езды, обходился в 4–7 евро – примерно в полтора-два раза дешевле, чем для бензинового «Ауди-А1 1,4 TFSI».

1 – мотор-генератор;

2 – топливный бак;

3 – литиево-ионная батарея;

4 – высоковольтный кабель;

5 – 12-вольтовый аккумулятор;

6 – высоковольтный распределительный модуль;

7 – компрессор кондиционера;

8 – тяговый электромотор;

9 – инвертор;

10 – блок управления электромотором;

11 – зарядное устройство.

Производители и потребители в энергетической цепочке проекта «Е-газ»:

1 – электричество от возобновляемых источников энергии (например, ветряные и солнечные электростанции);

2 – электролиз;

3 – метанизация;

4 – e-газ используют для коммунальных нужд и производства;

5 – автомобили заправляют е-газом на обычных газовых колонках.

В электролизных установках через воду пропускают электрический ток. Молекулы воды расщепляются на кислород и водород.

В химическом реакторе при соединении водорода и углекислого газа выделяются вода и метан (е-газ).

«Ауди-А3 Спортбек TCNG» выйдет на рынок уже в 2013 году. Его 1,4-литровый TFSI мощностью 81 кВт/110 л.с. работает на бензине и искусственном метане. Расход газа составляет около 3,6 кг/100 км, запас хода около 350 км на метане плюс более 700 км на бензине.

1 – 50-литровый бензобак;

2 – электронный регулятор понижает давление газа до 5–9 бар;

3 – горловина бензобака и заправочный газовый клапан;

4 – в баллонах из композитных материалов – метан под давлением 200 бар.

Более совершенный гибрид Dual-Mode – пока предсерийный образец. Установка мощностью 177 сил на базе модели «Ауди-А1» состоит из 1,5-литрового 3-цилиндрового двигателя TFSI мощностью 95 кВт/130 л.с., 1-ступенчатой коробки передач и двух электромоторов – тягового (85 кВт) и вспомогательного (50 кВт), выполняющего в основном функции стартер-генератора для бензинового двигателя. До 55 км/ч работает более мощный электромотор, после через кулачковую муфту подключается второй электродвигатель и ДВС. Электроника распределяет между ними обязанности так, чтобы достичь наибольшей эффективности при минимальном потреблении топлива и энергии. После 130 км/ч муфта размыкается и ДВС с вспомогательным электромотором работают вдвоем.

1 – бензиновый двигатель с вспомогательным электромотором;

2 – литиево-ионная батарея;

3 – тяговый электродвигатель.