%tfслово им 4IIIМИХАИЛ гзовскииI 1. tsaтЕУвы, машина получилась тяжелой, дорогой и очень сложной в производстве. Тем не менее нечто подобное пытались сделать на протяжении всего XX века. Но по-настоящему масштабные программы разработки альтернативных двигателей, поддержанные крупными производителями автомобилей, появились только в 80-е годы прошлого века, и лишь к концу 90-х потребители смогли оценить реальные - серийные плоды. Так, модель EV-1 от «Дженерал моторе» стала одной из первых попыток развернуть массовый выпуск электромобилей. Но несмотря на отказ от дорогих серебряно-цинковых и никель-кадЛЮБОВЬ К ЭЛЕКТРИЧЕСТВУ Альтернативу ДВС инженеры ищут факмиевых батарей в пользу дешевых тически со времени рождения автомосвинцово-кислотных, машина стоила биля. Еще в 1900 году на Всемирной выболее 30 тыс. долл. ставке в Париже показали любопытный За эти деньги владелец получал прототип работы знаменитого конструдвухместный автомобиль с не слишком ктора Фердинанда Порше - «Лонер- большим багажником (275 л), «съеденПорше» с четырьмя электромоторами ным» двадцатью шестью 12-вольтовыв ступицах колес. Мощность каждого ми аккумуляторами общим весом составляла около 5 л. с, а питали их ак533 кг: это треть (!) полной массы макумуляторы емкостью 300 А-ч общей шины. Аккумуляторы питали трехфазмассой 410 кг. Образец достигал ный электромотор переменного тока 50 км/ч и проходил на одной зарядке мощностью 102 кВт, которого хватало полсотни километров! для достижения скорости 129 км/ч. Зажегодная церемония вручения «Оскара» - неизменный повод для журналистов посплетничать о жизни киношной богемы, обсудить самые эффектные наряды и самые дорогие бриллианты. Но в этом году пресса непривычно много внимания уделила автомобилям, в которых звезды съезжались на праздник. Виданное ли дело: бомонд сменил шикарные лимузины на «гибриды» с двумя двигателями - внутреннего сгорания и электрическим. Мода? Демонстрация против «нефтяной» войны в Ираке? Не только...86 За рулем 6/2003пас хода EV-1 составлял 150 км, зарядка «электроприбора» занимала в зависимости от типа зарядного устройства от 3 до 12 часов. Не слишком заманчивые характеристики отпугнули потенциальных покупателей: не помогли ни льготные условия кредитования, ни передовой имидж экологически чистого EV-1. Не удалось внедрить «электрички» в массы и другим производителям. «Хонда-EV Плюс» и «Ниссан-Алтима EV», «ФордРейнджер EV» остались в разряде опытных или, как «Пежо-106 Электрик», мелкосерийных. Камнем преткновения стало отсутствие недорогих, но энергоемких и легких аккумуляторов. ОДИН В ПОЛЕ НЕ ВОИН Снова вспомним Порше. Еще в начале X века, увидев преимущества гибридX ной схемы и попробовав «скрестить» электрические мотор-колеса с бензиновым двигателем, он, по сути, стал родоначальником гибридов. Ныне этот тип машин гораздо успешней, нежели электромобили, пробивает дорогу в жизнь. Два двигателя - сильнее одного. К тому же бензиновый или дизельный мотор может заряжать аккумуля- КОМБИНИРОВАННЫЕ СИЛОВЫЕ УСТАНОВКИРаспространенные схемы гибридных силовых установок I Параллельная («Тойота-Лряус»): 1 - ДВС; 2 - планетарная передача; 3 - генератор; 4 - аккумуляторы; 5 - инвертор; 6 - электромотор. II. Последовательная («Хонда-Иисайта): 1 - ДВС; 2 - электромотор генератор; 3 - блок управления; 4 - аккумуляторы; 5 - коробка передач. «Тойота-Приус» 2004 модельного года (слева вверху) заметно просторнее предшественницы. Моторный отсек «Приуса»: эмблема «Тойоты» красуется на инверторе, преобразующем постоянный ток в переменный.торы на ходу, увеличивая пробег без дозаправки или подзарядки. Применяют две основные схемы гибридных силовых установок - последовательную и параллельную (см. рис.). В первой двигатель внутреннего сгорания приводит генератор, а колеса вращают тяговые электромоторы. В «параллельных» гибридах для привода колес служат как электромотор, так и ДВС. Эта схема пока доминирует, хотя, в отличие от последовательной, обременена традиционной трансмиссией. Но в любом случае ДВС гибрида работает в наиболее оптимальном режиме, а при торможении энергия не теряется безвозвратно. Используя параллельную схему, «Тойота» еще в 1997 году построила модель «Приус» - первый действительно массовый гибрид, входящий в тройку самых экономичных в мире машин (ЗР, 2001, № 11). Под капотом «Приуса» 1,5литровый 72-сильный бензиновый двигатель с высокой степенью сжатия. Работает он в щадящем режиме - максимум 4500 об/мин. Никель-металл-гидридная батарея притаилась за задним сиденьем и питает 33-киловаттный электромотор. В режимах резвого разгона двигатели работают одновременно, при спокойной езде бензиновый мотор справляется в одиночку, а троганье с места и разгон до 16 км/ч отданы на откуп электромотору. «Приус» развивает вполне пристойные 150 км/ч, выбрасывает в атмосферу на 80% меньше вредных веществ, чем бензиновый собрат, расходует в среднем чуть больше 4,5 л бензина на 100 км. И при этом стоит около 20 тысяч долларов.Но «Тойота» недолго почивала на лаврах в одиночестве. Ответный ход сделала «Хонда», воплотив свое видение гибридной технологии в модели «Инсайт». В отличие от пятиместного «Приуса», «Хонда» вмещает всего двоих, зато обладает более спортивным характером. При расходе топлива 3,4 л она способна преодолеть рубеж 100 км/ч менее чем за 12 с, а «максималка» - 180 км/ч! Все это - с трехцилиндровым бензиновым мотором - 999 3 см ! Конечно, свою роль сыграли и отменная аэродинамика (С х =0,25), и алюминиевый кузов массой 162 кг. Но силовая установка достойна отдельного разговора. В пику «Приусу» она построена по последовательной схеме, причем весьма изящно. Вместо традиционного маховика на коленчатом валу установлен электромотор мощностью 10 кВт, в определенных режимах выполняющий роль генератора. При спокойной езде «Инсайт» обходится бензиновым мотором, а электродвигатель работает как генератор во время торможения, заряжая «обойму» никель-металл-гидридных аккумуляторов. Стоит «утопить» педаль, как электромотор выйдет из режима зарядки и дополнит 68 бензиновых «лошадок» восьмью электрическими. На светофорах двигатель «Хонды», как и «Тойоты», выключается для экономии топлива. «Приус» и «Инсайт» уже распроданы многотысячными тиражами, пару таких завезли ив Москву. В прошлом году только в США спрос на «Приус» вырос на треть, а объем продаж достиг почти 20 тысяч штук. Но конструкторы не стоят на месте: в продаже появилась гибридная «Хонда-Сивик» с 10-киловаттным электромотором и бензиновым двигателем (1,3 л, 62,5 кВт/85 л. с), оснащенным системой зажигания с двойным последовательным искрообразованием. Расход топлива в среднем всего 5 л/100 км. Кстати, «Сивик Гибрид отличается от обычного лишь шильдиком на корме и задним сиденьем, которое невозможно сложить. «Тойота-Приус» второго поколения - следующий шаг на пути гибридизации. Новинка экологически чище и экономичнее предшественницы. Силовая установка «Гибрид Синержи Драйв» располагает уже 50-киловаттным электромотором, работающим при напряжении 500 В. Увеличение мощности, естественно, повысило динамические характеристики. Не мудрено: электромотор развивает 400 Н-м крутящего момента в диапазоне от 0 до 1200 об/мин, а ДВС прибавил в мощЗа рулем 6/2003 87 тенденцииКОМБИНИРОВАННЫЕ СИЛОВЫЕ УСТАНОВКИгаШвмкмкмкмкмаиииности по сравнению с предшественником 6 кВт/8 л. с. «Мы многое поняли о «Приусе» с момента его дебюта в США 2,5 года назад, - уверяет Дон Эсмонд, вице-президент «Тойота мотор». - Более просторный, мощный, лучший в классе по экономичности и динамике «Приус» выведет бензоэлектрическую технологию в лидеры». Что ж, похоже Эсмонд не лукавит: гибридные машины действительно стали гораздо доступнее и практичнее, чем каких-нибудь пять лет назад. Новые технологии позволили, в частности, гарантировать средний срок службы батарей в 150 000 км. Немаловажно, что гибридные машины фирмы выпускают уже не в убыток, они стали рентабельны. Производителей и потребителей стимулируют «кнутом и пряником», заинтересовывая первых в разработке гибридов, а вторых - в приобретении. Например, покупателям гибридных автомобилей в США при подаче налоговых деклараций за 2003 год предоставят льготы в размере 2000 долларов.ми и дизельными моторами. Похожие планы вынашивают «Хонда», «Форд», «Дженерал моторе» и «Даймлер-Крайслер»... С технической точки зрения особых преград для этого не существует. Возможности комбинированных силовых установок, в отличие от традиционных ДВС, велики и раскрыты далеко не полностью. А вот будущее «чистых» электромобилей, по мнению большинства ученых, весьма не радужное. Усредненный КПД традиционного автомобиля - 18%, а электрического 46%. Казалось бы, выгода очевидна! Однако все куда сложнее. Около 83% нефти в процессе перегонки превращается в бензин и попадает в баки наших автомобилей, тогда как только 25% энергии, затраченной на выработку электричества, доходит до розеток. В итоге эффективность от массового перехода к электромобилям не превышает 10-20%, что не так уж и много. Решение одних проблем порождает новые. Например, рост потребления электроэнергии означает строительство новых электростанций. Причем в США, например, половину электроэнергии вырабатывают, сжигая уголь. Нарастить объем вдвое - значит пропорционально увеличить выброс окислов серы, микрочастиц сажи и углеки-«Хонда» гарантирует работоспособность батарей на весь десятилетний срок службы «Иисайта». Силовой агрегат «Снейк Гибрид».ГЕРОИ ЗАВТРАШНИХ ДНЕЙПо самым оптимистичным прогнозам, уже к 2012 году прекратят выпускать «тойоты» с традиционными бензиновы88 За рулем 6/2003слото газа. Закон сохранения энергии никто не отменял, а потому быстрый рост числа гибридов поставит новые вопросы. Ведь на этих машинах тоже стоят аккумуляторы. Неужели тупик? Будем оптимистами: перед человечеством нередко уже вставали, казалось бы, неразрешимые задачи. Но, как правило, их удавалось решить или, по крайней мере, отложить до рождения более находчивых потомков... D