Автодайджест №198

⇡#Гибриды и электрокары

Не первое десятилетие производители автомобилей пытаются продвигать на рынок модели с гибридными двигателями. Пока лучше всего это удается Toyota — показателен пример с Pruis, который пользуется устойчивым спросом в Японии и США. На прошлой неделе японская компания объявила о преодолении очередного значимого рубежа: она продала уже пять миллионов гибридных машин. В остальном никто не сможет похвастаться действительно стоящим коммерческим успехом. Вместе с тем даже спортивные гибриды уже перестали удивлять публику. Автомобили с двумя типами двигателей принимают участие в серьезных дисциплинах, в том числе в «24 часах Ле-Мана». Известная гонка на выносливость испытывает как надежность конструкции, так и экономичность силового агрегата. Именно эти основополагающие факторы очень важны для гибридов. Одной из альтернатив «24 часам Ле-Мана» является гонка «24 часа Нюрбургринга». «Северной петле» тоже не чужды гибридные модели, однако в этом году к официальному соревнованию впервые допустят автомобиль, работающий на водородном топливе. Им станет Aston Martin Rapide S.

В настоящем серийном Aston Martin Rapide S нет ни грамма водорода, во всяком случае — в пригодном для получения энергии виде. Эта большая четырехдверная модель оснащается отличным бензиновым двигателем V12 мощностью 558 лошадиных сил. Такой Rapide S способен ускоряться с 0 до 100 км/ч за 4,9 секунды и достигать максимальной скорости 306 км/ч. Несомненно, это очень неплохо для повседневного автомобиля, но на «24 часах Нюрбургринга» болиды показывают и куда более выдающиеся характеристики. Чтобы составить противникам достойную конкуренцию, британские инженеры не только снабдили седан турбокомпрессором, но и научили мотор переваривать водород. Именно в таком виде Aston Martin Rapide S примет участие в 41-х гонках «24 часа Нюрбургринга», проводимых Всеобщим немецким автомобильным клубом ADAC (Allgemeiner Deutscher Automobil-Club e.V.).

Уникальный Aston Martin Rapide S сможет передвигаться как на чистом бензине, так и на газообразном водороде и даже их смеси. Для разработки сложной топливной системы были привлечены специалисты из Alset Global. Инженеры двух компаний хотят доказать всему миру, что в 2013 году можно создать автомобиль, который способен проехать целый круг «24 часов Нюрбургринга», при этом не выработав ни грамма вредоносных для окружающей среды веществ. Если в водородно-гибридном Rapide S отключить подачу бензина, то он будет вырабатывать только воду и лошадиные силы.

В общем случае Aston Martin Rapide S, который примет участие в знаменитом немецком суточном забеге, нельзя назвать гибридным. Гибридный автомобиль априори должен быть оснащен двумя принципиально разными двигателями, а в случае данного экземпляра используется единственный мотор, просто работающий на двух видах топлива. Также он существенно отличается от только зарождающегося класса водородных гибридов: в них этот химический элемент используется в качестве топливного носителя для электрохимической реакции, в результате которой выделяется энергия. Получается, что водородно-гибридный Aston Martin Rapide S устроен несколько проще, чем изначально можно подумать.

Чтобы перевести Aston Martin Rapide S на водородную диету, мастера компании Alset Global дооснастили его водородной топливной рампой, дополнительным баком и специальной системой управления двигателем. Первоочередной задачей для инженеров стало обеспечение высокого уровня безопасности. Для этого они использовали углепластиковые топливные баки. В двух емкостях содержится в сумме 3,5 кг газообразного водорода H₂ под давлением 350 бар. Они располагаются в багажном отсеке автомобиля. Примечательно, что разработанная Alset Global водородная система одобрена немецким гоночным руководящим органом DMSB (Deutscher Motor Sport Bund).

Следующая гонка «24 часа Нюрбургринга» пройдет 19–20 мая. В ней примут участие более 150 автомобилей. Один полный круг включает легендарную «Северную петлю» Nordschleife и новую трассу Гран-при. Его протяженность — 25 километров.

Много-много лет вся автомобильная индустрия говорит про встроенные в колесо электромоторы, так называемые «хабы», но до дорог общего пользования пока добрался только Lohner Electric Chaise, созданный Фердинандом Порше в 1898 году, то есть еще в позапрошлом веке. В действительности редкие исключения еще можно встретить, но ни о каком широком применении даже по меркам эксклюзивного класса электромобилей не может идти и речи. Поэтому намерения немецкой инженерной компании Schaeffler выпустить модель с такой технологией могут просто удивить. Еще больше вопросов возникает по мере изучения информации об этом транспортном средстве: за основу в Германии взяли Ford Fiesta, а ведь выпускаемый серийно автомобиль существенно проще переоборудовать, просто заменив ДВС солидным электромотором. Тут даже изобретать ничего не надо, достаточно несложного набора за несколько тысяч долларов или евро, а все работы можно сделать в хорошо оборудованном гараже. Судя по всему, в Schaeffler не ищут легких путей.

Все разработки Schaeffler вела совместно со специалистами Ford Motor Company: такой ценный опыт обоюдовыгоден. Благодаря коллективному труду на свет появилась Ford Fiesta E-Wheel Drive. Вся ее мощь заключается в задних колесах: именно там расположились электродвигатели. Каждый из них способен обеспечивать мощность 45 лошадиных сил и крутящий момент 350 Н*м. Столько тяги не снилось даже Fiesta ST! Причем это данные только для одного колеса, а в сумме получается 90 лошадиных сил и 700 Н*м. Возможно, инженеры не зря оснастили этот электрохэтчбек именно задним приводом?

Помимо самого электромотора, в 16-дюймовых задних дисках спрятан управляющий модуль, система охлаждения и, разумеется, тормозной механизм. Этого солидного набора достаточно, чтобы вес одного колеса-хаба возрос до 53 кг. Очень интересно, как такая Fiesta проявит себя на дороге, особенно российской, со всеми ее ямами да ухабами. Главный инженер Schaeffler профессор Питер Гатцмер уверен, что схема со встроенным в колесо электродвигателем в будущем позволит создавать дизайн городских автомобилей с меньшими ограничениями. «Для используемых в густонаселенных городах электрокаров колесо-хаб разрешит добиться прежде неслыханной экономии пространства — говорит Гатцмер. — В этих новых транспортных средствах все компоненты, отвечающие за разгон, движение и торможение, находятся внутри колеса. Благодаря этому техническая платформа обеспечивает максимальный простор для пассажиров, багажа, батарей, электроники и коммуникационных систем. Также производители смогут использовать эту базу для создания моделей с различным типом кузова».

Свое мнение о Ford Fiesta E-Wheel Drive также высказал и представитель другой стороны — Ford Europe. Менеджер исследовательских и передовых инженерных проектов Роджер Грааф признался, что был воодушевлен тестовыми испытаниями электрокара в холодном климате Скандинавии. «Поездки на Ford Fiesta E-Wheel Drive, несомненно, показали, что поведение автомобиля на дороге в акценте комфорта и безопасности осталось фактически на прежнем уровне, несмотря на многократно увеличенные неподрессоренные массы».

Пока что инженерная компания Schaeffler не подписала контракт ни с одним крупным производителем автомобилей. Специалисты Schaeffler уверены, что динамические характеристики, активная безопасность и связанная с экономией пространства практическая выгода сыграют существенную роль в судьбе электрокаров следующего поколения. Также к неоспоримым плюсам встроенных в колесо электромоторов немцы относят маневренность: в таких транспортных средствах передние колеса не будут ограничивать ни валы приводов, ни компоновка моторного отсека, благодаря чему они смогут поворачиваться на угол до 90 градусов.

⇡#Автомобильные технологии

В результате кризиса 2007-2008 годов Ford Motor Company распродала множество убыточных автомобильных брендов. Среди них оказался и Volvo Car Corporation. Покупателем выступила Zhejiang Geely Holding Group, более известная российским автомобилистам как просто Geely. Окончательно сделка была закрыта в первой половине 2010 года, после чего у многих стали появляться сомнения в безоблачном будущем Volvo. Разумеется, китайской Geely было бы выгодно поглотить все технологические наработки шведской компании, а сам бренд оставить на задворках автомобильной истории. Но спустя три года становится очевидно, что прогнозы скептиков не оправдались. Volvo успела выпустить новое семейство S60/V60, пополнить модельный ряд компактным хэтчбеком V40, а также представить несколько интересных систем безопасности, включая пока еще обкатываемую технологию «дорожных поездов» Sartre (Safe Road Trains for the Environment) и первую в мире подкапотную подушку безопасности для пешеходов, а придворная тюнинг-студия Polestar планирует поставить на поток производство S60 Polestar, который будет на равных конкурировать с суперседанами Audi RS4, BMW M3 и Mercedes-Benz C 63 AMG. В общем, компания не стоит на месте, хотя за 2012 год продажи Volvo и упали на 6%. Очередное изобретение коснулось непосредственно сердца любого транспортного средства — его двигателя. В текущем году шведы планируют начать поставки дизельных моторов с инновационной системой впрыска i-ART. Она должна снизить потребление топлива и одновременно повысить мощность. Производитель традиционно заявляет о сплошных плюсах, но попытаемся выяснить не только очевидные преимущества новой конструкции, но и ее слабые стороны.

Почти все современные дизельные двигатели легковых автомобилей используют систему Common Rail. В грубом переводе с английского языка Common Rail означает «общая рейка», что весьма точно передает смысл сложного нагромождения агрегатов: топливный насос высокого давления в таких ДВС нагнетает топливо в специальную «рейку», или «аккумулятор», откуда дизель может быть поставлен в цилиндры в любой момент времени вне зависимости от угла поворота коленчатого вала. Существенным плюсом Common Rail является и точная дозировка порций: электронно-управляемые пьезофорсунки на системах третьего поколения способны рассчитывать очень мелкие порции, а общее количество инъекций в каждый цилиндр за один такт приближается к десяти. Этой непростой установкой управляет компьютер, и для верного расчета всех параметров работы ему необходимо считывать данные с Common Rail. Важной информацией является давление в общей рампе, ведь именно от него зависит конечная производительность системы. Сегодня в «рейке» установлен общий датчик, однако в Volvo решили снабдить обратной связью каждую форсунку. Дополнительная точность никогда не бывает лишней, и в данном случае она поможет повысить эффективность работы ДВС: при слегка увеличенной отдаче потребление топлива обещает даже снизиться.

Откровенно говоря, давненько Volvo не получали новых двигателей. Из последних новинок можно отметить только бензиновый 1,6-литровый агрегат с пятью цилиндрами, который из-за предельно схожих характеристик можно перепутать с родственной «турбочетверкой» Ecoboost того же объема от Ford. Дизельные моторы Volvo D5 последний раз основательно перетряхивали в 2009 году. После отделения от американской компании шведы решили выделить новые разработки в семейство VEA (Volvo Engine Architecture). Его первые представители появятся на серийных автомобилях осенью текущего года. На новых дизельных моторах и дебютирует перспективная технология, которую в Volvo назвали i-ART. Однако это не совсем так: новую систему придумали не шведы, да и модное i-имя дали тоже не они. Корни этой инновации уходят к японской DENSO Corporation. Еще в 2011 году она опубликовала первые сведения о i-ART. В пресс-релизах компании в точности повторяются все указанные Volvo технические аспекты, а также дается расшифровка названия i-ART — intelligent-Accuracy Refinement Technology («умная технология точности»).

«Повышение давления в системе до исключительно высокой отметки 2 500 бар вкупе с добавлением технологии i-ART может быть описано как второй шаг в дизельной революции. Этот прорыв можно сравнить с изобретенным нами кислородным датчиком (лямбда-зондом) для каталитического конвертора в 1976 году», — говорит Дерек Крабб, вице-президент отдела разработки силовых агрегатов в Volvo Car Group. Он также добавил: «Каждая форсунка снабжена компьютером, который следит за давлением впрыска. Используя эту информацию, адаптируемая система i-ART удостоверяется, что за каждый цикл впрыскивается идеальное количество топлива».

Если судить по заявлениям Дерека Крабба, инженеры Volvo настроены более чем оптимистично. Неужели речь действительно идет о прорыве? Шведы не приводят никаких реальных показателей, демонстрируя лишь красивые графики без размерностей. Зато выгоду успели посчитать в DENSO Corporation, причем еще в том же 2011 году. По словам инженеров японской компании, с внедрением системы i-ART расход топлива должен снизиться примерно на 2%. Не самая большая экономия, особенно если учесть сложность предположительно дорогостоящего оборудования. Экологические преференции не сообщаются.

Специалисты DENSO Corporation не в первый раз становятся двигателями прогресса. Именно они создали первую коммерческую систему Common Rail, которая в 1995 году была впервые применена на серийном автомобиле, хотя одним из ключевых разработчиков этой технологии также стала немецкая Robert Bosch GmbH. На текущий момент обе компании являются ведущими поставщиками оборудования для Common Rail. В ближайшее время DENSO Corporation планирует повысить давление в рампе до 2500-3000 бар с максимальных сегодня 2000 бар. По мнению инженеров, это позволит сделать подачу топлива еще более точной, что положительно скажется на эффективности работы ДВС. Соответствующие моторы в скором будущем появятся как на легковых пассажирских автомобилях, так и на коммерческом транспорте, сельскохозяйственной и строительной технике.

В 2010 году в соревнованиях на экономичность Progressive Automotive X-Prize победила команда Edison2. Судя по всему, выигрыш в $5 миллионов был потрачен вовсе не на роскошные квартиры, автомобили, путешествия и вечеринки: сотрудники Edison2 представили самую совершенную версию своего «очень легкого автомобиля» — Edison VLC 4.0.

Условия Progressive Automotive X-Prize хорошо известны: любой участвующий в соревнованиях автомобиль на 100 километров пути должен потреблять не более 2,35 литра топлива. Победивший три года назад Very Light Car No. 98 от команды Edison2 сжигал лишь чуть-чуть меньше — 2,3 литра этанола. Небольшой двигатель внутреннего сгорания подзаряжал батареи, при этом двигался VLC No. 98 с помощью электромоторов. Транспортное средство весило всего 377 кг. Новейший Edison VLC 4.0 был представлен в Музее Генри Форда в городе Дирборн, штат Мичиган. Презентацию вел лично основатель Edison2 Оливер Каттнер. Он объяснил, почему архитектура VLC будет иметь огромное значение для всей мировой автомобильной промышленности. Оливер Каттнер не стеснялся громких заявлений: «Эта революционная технология может изменить всю индустрию. Это перевернет экономику целых наций, и сегодня моя задача заключается в том, чтобы объяснить это вам. Промышленность заставляют удваивать топливную эффективность каждый полный цикл разработки. Это очень сложно сделать». Затем Каттнер акцентировал внимание аудитории на тех ключевых особенностях Very Light Car No. 98, которые позволили команде Edison2 выиграть Progressive Automotive X-Prize в 2010 году: «Уменьшите вес и улучшите аэродинамику». Как будто кто-то из производителей автомобилей не знает эти два основополагающих фактора. Коэффициент аэродинамического сопротивления у VLC составляет примерно 0,16.

Оливер Каттнер отдельно остановился на конструкции подвески. Его команда уже запатентовала способ существенного сокращения массы и количества элементов этой части автомобиля. Также Каттнер перечислил огромное количество преимуществ их дизайна подвески: по мнению инженера, открытие позволит выпускать более безопасные транспортные средства с лучшей управляемостью и аэродинамикой при беспрецедентном повышении эффективности. «Мы верим, что сможем заменить нашими механизмами торсионные балки даже на существующих машинах, но для этого потребуется время».

В Музее Генри Форда команда Edison2 представила только макет шасси их будущего автомобиля. Помните, сколько весил весь победоносный прототип Very Light Car No. 98? Да, те самые 377 кг. Показанный в Дирборне остов имеет массу 499 кг. В Edison2 уверены, что последние предсерийные экземпляры поправятся до 635 кг. Но даже эта прибавка в весе не сравняет Edison VLC 4.0 с современными автомобилями, которые превышают данный показатель минимум вдвое. При этом Оливер Каттнер уточнил, что их модель сможет пройти все тесты пассивной безопасности, утвержденные в США. Благодаря малой массе и детально проработанной аэродинамике кузова, инновационной машине требуется всего шесть лошадиных сил, чтобы ехать с постоянной скоростью 100 км/ч. Основатель Edison2 добавил: «Мы сможем построить автомобиль для шоссе с двигателем объемом всего 0,25 литра. Конечно, с более объемным мотором вы получите больше веселья».

Разглядеть внешность Edison VLC 4.0 можно только на компьютерных 3D-моделях, ведь в Музей Генри Форда разработчик привез лишь шасси. Общая концепция не далеко ушла от Very Light Car No. 98: максимально компактный кузов с вынесенными далеко по бокам колесами, облаченными в отдельные аэродинамические кожухи. «Колея колес Edison VLC 4.0 на 15 сантиметров шире, чем у Volkswagen Jetta, но это потому, что мы гонщики. Эта машина собирается быть не только зеленой, это будет тонна удовольствия», — говорит Каттнер. При этом в странах с узкими улочками можно выпустить модификацию с более скромными габаритами. В этом плане платформа новинки является модульной. Из Edison VLC 4.0 можно сделать хоть крошечный сити-кар на двух человек, хоть небольшое такси на шесть посадочных мест. Соединяющие колеса распорки находятся на высоте 43 сантиметров над землей, поэтому разработчик может поднять весь кузов на эту высоту, сделав внедорожник с огромным просветом и впечатляющей экономичностью.

Однако, несмотря на всю свою оптимистичность, порой граничащую с амбициозностью, Оливер Каттнер очень трезво смотрит на будущее своей компании. Как инженер он не хочет продавать, он желает изобретать. Возможно, в будущем его команда начнет мелкосерийное производство, однако с массовым сектором будут работать другие. Каттнер видит будущее Edison2 в качестве OEM-поставщика. Однако если руководитель захочет видеть на автомобилях собственный логотип, хватит всего десятитысячной серии при розничной стоимости до $20 000, чтобы вывести проект на прибыльность.

Также в Дирборне Оливер Каттнер поделился частичкой своей биографии. Он родился в Германии, где долгое время выступал в качестве гонщика команд BMW, Porsche и Audi. Затем он начал заниматься коммерческой недвижимостью в штате Виргиния. Конкурс Progressive Automotive X-Prize в первую очередь заинтересовал его солидным денежным призом, однако уже совсем скоро он полностью увлекся технической стороной соревнований. В качестве топлива Оливер Каттнер выбрал водород из-за Джорджа Буша — младшего, который еще во время своего второго срока президентства, в 2007 году сказал, что этот химический элемент решит все наши проблемы. Однако сейчас изобретатель уже не верит в это, поскольку в единице объема водорода содержится примерно в 22 раза меньше энергии, чем в том же количестве бензина. В то же время электрокары тоже «имеют ахиллесову пяту — вес и стоимость батареи». Несмотря на это, команда Edison2 все же выпустит электрическую версию Very Light Car.