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.

Нам, похоже, скучно жить без приключений. Иначе чем объяснить появление сообщений, от которых мурашки по коже? Остается пожелать всем любителям острых ощущений, чтобы все в конце концов заканчивалось хорошо, без потерь и потрясений....

В конце 1940-х большая семья Леоновых (трех сыновей и шесть дочек вырастили Евдокия Минаевна и Архип Алексеевич) переехала из Кемерово в Калининград. Город, где прошла его юность и где на Старом кладбище упокоились родители, прославленный космонавт...

Тяга к одиночеству — мировая тенденция, особенно затрагивающая развитые страны. Ученые называют это скучным термином «домохозяйства, состоящие из одного человека». И Россия тоже в тренде. Как отмечает...

Случаи невиданной щедрости за бюджетный счет по отношению к не так давно прибывшим к нам из стран ближнего зарубежья гражданам далеко не частные, таких примеров все больше. Но федеральная власть на возмущенные...

Ловись, рыбка большая Во Всероссийском НИИ рыбного хозяйства и океанографии вывели карпа с геномом белка, который ускоряет процесс набора веса. Генетики рассчитывают научиться выращивать рыбу, которая будет как минимум на четверть...

В ходе Восточно-Прусской операции, начавшейся 13 января 1945-го, уже через две недели Красная армия дошла до Кенигсберга. А 29 января город был окружен. Однако стремительный 100-километровый бросок дался дорогой ценой....

Пермская аномалия или великий почин? Обнадеживающая новость: в Пермском крае в наступившем году число заключенных браков значительно превышает количество расторгнутых. В январе — феврале свадьбу отпраздновали 1907...

Пикник на пляже, включающий угощение чечевичной похлебкой, весенний сбор мусора, а также запись видеообращения к губернатору Петербурга Александру Беглову и премьеру Михаилу Мишустину, — так отметили минувшее воскресенье,...

Всего месяц радовала благовещенских жителей и гостей города лебединая пара, выпущенная биологами в Ивановское озеро. Потом белоснежную лебедушку растерзали бродячие собаки, и вдовец еще долго рассекал водную гладь в поисках...

Оказывается, состояние экономики можно измерять не только скучными цифрами, отражающими уровень инфляции, ВВП и курс доллара. Найдены показатели позабавнее и поточнее. Такие, например, как индексы женских юбок и мужских галстуков —...

1719 В Лондоне вышло первое издание романа Даниэля Дефо «Робинзон Крузо». 1792 Установленное в Париже доктором Жозефом Гильотеном устройство выдержало первое испытание, отрубив голову разбойнику Николя Жаку Пеллетье....

События прошлой недели вновь ставят вопросы пребывания иностранцев в нашей стране. В минувший понедельник, 14 апреля, СМИ сообщили, что кладовщик из «Яндекс Лавки» и повар из ООО «Урюк» были...

Недавно был обнародован рейтинг российских регионов по качеству жизни. В лидерах — Республика Татарстан, Ханты-Мансийский автономный округ, Самарская, Ленинградская, Калининградская, Ростовская области и Краснодарский...

«Ростех» объявил о начале летных испытаний лайнера «Суперджет» с отечественными двигателями ПД-8. Он давно должен заместить поставлявшиеся из недружественной Франции SaM146, которые стоят на наших...

Непьющий дворник, причем из местных Архангельский инженер Денис Коробицын решил вопрос уборки снега возле своего многоквартирного дома. Умелец изобрел радиоуправляемую снегоуборочную машину, которая за полчаса очистила двор от сугробов....

Умный дрон вернется В Новосибирском государственном университете создали беспилотный летательный аппарат, способный доставлять грузы в труднодоступные районы. На испытаниях дрон успешно перелетел Обское водохранилище и доставил...