143
РЕКУПЕРАЦИЯ ТЕХНИКА | ЛИКБЕЗИ ДАТЬ, И ВЗЯТЬC распространением гибридов и электромобилей в автомобильном лексиконе появился непривычный термин «рекуперация». Смысл этого слова раскрывает Максим Сачков.Термин «рекуперация» произошел от латинского recuperatio (обратное получение) и означает возвращение некоего количества вещества или энергии для последующего использования в том же технологическом процессе. Например, существует рекуперация тепла в системах вентиляции, когда удаляемый из помещения воздух подогревает поток, нагнетаемый внутрь. Или рекуперация драгоценных камней и металлов, которые извлекают из отработавших ресурс инструментов, восстанавливают и вновь пускают в производство. В транспортных же машинах, в том числе в автомобилях, часто встречается рекуперация электрической энергии. Самый простой пример конструкции, позволяющей возвращать энергию, – умный генератор. При интенсивном разгоне он отключается, чтобы разгрузить двигатель, – следовательно, уменьшается расход топлива и количество вредных выбросов. Потребители электричества в это время вытягивают энергию из аккумулятора. Водитель убирает ногу с педали газа – генератор вновь подключается и пополняет заряд батареи, а автомобиль экономит до 3% горючего. Еще больше пользы приносит рекуперация в гибридных и электрических моделях. Тут электромотор выполняет две функции – движущей силы и генератора. Разгоняяавтомобиль, он потребляет электричество, а при замедлении преобразует механическую энергию в электрическую. Стоит отпустить педаль акселератора, как электроны начинают двигаться в обратную сторону – и батарея заряжается. У таких машин тормозная система, как и силовая установка, – гибридная. Бессменная гидравлика, приводящая в действие колесные механизмы, работает обычно при интенсивном замедлении, а при плавном (до 0,2–0,3g) используется так называемое рекуперативное торможение. Электродвигатель переходит в режим генератора, обмотки статора отдают ток в аккумуляторную батарею, что создает тормозной момент, заставляющий ротор останавливаться. Чем сильнее водитель давит на тормоз, тем выше противодействующий момент – и тем интенсивнее автомобиль замедляется, а электромотор заряжает батареи. Таким образом, рекуперация позволяет не только экономить топливо (примерно 5–10%), но и в полтора-два раза реже менять тормозные колодки. Повышенная энергоотдача в батарею происходит и в случае, если селектор режимов движения переведен в положение B (Brake). При этом автомобиль лучше тормозит двигателем, поэтому на горной дороге быстрее пополнится запас электричества в аккумуляторах, а тормозные диски и колодки не перегреются.Еще до появления легковых гибридов рекуперативное торможение широко при‑ меняли в многотонной колесной и рельсовой технике, работающей на электрической тяге. Например, троллейбусы, трамваи, электро‑ поезда передают в контактную сеть выраба‑ тываемое при торможении электричество, которое потом можно повторно использовать.Принцип рекуперации пытаются исполь‑ зовать в автомобилях Формулы‑1: редкий случай, когда технологию опробовали на серийных машинах, а потом предложили королеве автоспорта. Правда, конструк‑ ции так называемой KERS (Kinetic Energy Recovery System – система возврата кинети‑ ческой энергии) здесь более изощренные. Большинство команд используют электриче‑ скую рекуперацию, у «Вильямса» в коробку встроен сверхкомпактный маховик, который раскручивается при торможении, накапливая механическую энергию, чтобы потом отдать ее обратно на колеса (на фото).1 2Направление потоков энергии при рекуперации. При разгоне электричество поступает из батареи в электродвигатель, где преобразуется в механическую энергию для вращения колес (рис. 1). При торможении колеса раскручивают электромотор, тот переходит в режим генератора и отдает электроэнергию обратно в батарею (рис. 2).Обкатав KERS на формулах, «Феррари» примерила систему рекуперации на дорож‑ ный автомобиль. На базе модели «599 GTB Фьоранo» появился первый в истории «Скудерии» гибрид 599 GTB HY‑KERS. Шестилитровому бензиновому двигате‑ лю на разгоне помогает 74‑киловаттный электромотор, вырабатывающий энергию при торможении и позволяющий проехать на электротяге до 5 км.За рулем 02/2011 143