Выжать до последней капли

Фото: Владимир Гаврилов

Гибридные схемы дороги и часто проигрывают по динамиче­ским характеристикам традиционным силовым установкам. Но инженеры ищут новые пути сэкономить и сделать автомобили более совершенными. На проходящем в Женеве автосалоне можно проследить несколько путей того, как это будет делаться. Причем каждая из компаний старается предложить свою концепцию.

Как совместить несовместимое?

Идея совместить дизельный двигатель и электромотор сущест­вует давно, но она долгое время не могла воплотиться на практике. Дело в том, что дизель и электромотор плохо сопрягаются друг с другом по крутящему моменту. Оба хорошо крутят на низких оборотах и плохо — на больших.

Поэтому одной из первых родилась параллельная схема дизельного гибрида, в которой электромотор работает независимо от дизельного. Сначала ее разрабатывали французы, а затем подтянулись и скандинавы. На Женевском автосалоне представлено несколько подобных машин, самыми примечательными из которых являются Peugeot 508 Hybrid и Volvo V60 Plug-in Hybrid.

На Peugeot стоит 2-литровый дизельный двигатель HDi 163 FAP и обычная автоматическая 6-ступенчатая трансмиссия, которая передает момент от мотора на переднюю ось. На задней оси независимо от ДВС установлен электромотор мощностью 37 л.с. Задей­ствуется он в короткие моменты, к примеру, на бездорожье или при активных разгонах, а также на малых скоростях в городе, где машина может отключить дизель и катиться несколько километров на электротяге. В принципе это не всегда удобно, так как происходит смена ведущей оси, что влияет на поведение автомобиля на дороге. Однако на парковке катиться только на электротяге весьма приятно.

Похожая схема реализована и в Volvo V60 Plug-in Hybrid. Машина вооружена 2,4-литровым дизелем мощностью 215 л.с. и максимальным моментом 440 Н·м. К этому великолепию есть довесок на задней оси — 70-сильный электромотор, развивающий 200 Н·м крутящего момента. Если забыть об экономии, гибрид позволяет полихачить. Разгон до «сотни» у Volvo V60 Plug-in Hybrid занимает всего 6,1 с!

Работает гибридная установка раздельно. То есть задний электромотор вращает задние колеса лишь в случае пробуксовки передних. Как утверждает шведский производитель, при отключении всех энергопотребляющих систем и движении с максимально низкой скоростью на самой высокой передаче удается достичь кратковременного рекордного расхода в 1,8 л на 100 км, разумеется, недоступного при повседневной эксплуатации.

Две вышеописанные схемы имеют сущест­венный недостаток. По сути это обычные дизельные автомобили с дорогим довеском в виде электромотора сзади. Электрическая составляющая утяжеляет машину, и эффект от нее незначителен. Тем более что смена ведущих осей сказывается нелучшим образом на управляемости. Гораздо эффективнее интегрировать электромотор в комбинацию ДВС — коробка. Решается эта задача двумя способами: последовательным расположением двух моторов на одном валу или превращением ДВС в генератор для выработки элект­ричества с передачей тяговых функций электромоторам.

Чем меньше, тем лучше

Поэкспериментировать с первым способом решил концерн Volkswagen. Его инженеры совместили 2-цилиндровый дизельный мотор объемом 0,8 л с электродвигателем и роботизированной коробкой передач DSG. Когда смотришь на это устройство на выставочном стенде, то удивляешься, насколько мал дизельный моторчик. Он почти в три раза меньше самой DSG! За коробкой последовательно смонтирован электродвигатель, диаметр обмотки которого по размерам не превосходит DVD. За счет малого объема ДВС гибридная установка обладает невероятной экономичностью, ДВС вырабатывает 48 л.с., а его электрический собрат — 27 л.с. Суммарный крутящий момент составляет 120 Н·м.

Специально для демонстрации возможностей своего технического достижения Volkswagen спроектировал двухместную самодвижущуюся капсулу. Работала она настолько здорово, что было решено запустить концепт в серийное производство под названием XL1. Машинка получилась предельно футуристичной. Ее низкий силуэт, полулежачая посадка, спрятанные в закрытые арки два задних колеса навевают ассоциации с аппаратом пришельцев из космоса. Благодаря композитам вес машины составляет всего 795 кг, отчего она даже с «игрушечной» энергоустановкой достигает неплохих динамических результатов. Потребление топлива у XL1 укладывается в 0,9 л на «сотню», а разгон до скорости 100 км/ч занимает 12,7 с. В атмосферу XL1 выбрасывает лишь 21 г углекислоты на 100 км.

Заявляется, что ограниченная серия машины поступит на европейский рынок уже в этом году. В будущем такая технология дизель-гибрида, возможно, перейдет на другие модели концерна.

Гибридный внедорожник Mitsubishi Outlander PHEV построен по иному принципу. В его основе 2-литровый бензиновый агрегат-электрогенератор. Автомобиль приводится в действие двумя электромоторами, расположенными на осях. За их согласованную работу отвечает бортовая электроника. Батареи разместились посередине автомобиля под днищем пассажирского салона в нишах для карданного вала.

Mitsubishi Outlander PHEV имеет три режима движения. Первый предполагает только электротягу на расстояние до 55 км. Второй использует смешанный режим с включением ДВС-генератора. Он хорош в тех случаях, когда нужен полный привод. Третий режим предполагает привод только на переднюю ось. В таком режиме экономится электроэнергия, а дальность хода машины увеличивается до 880 км. Сообщается, что Mitsubishi Outlander PHEV потребляет 1,9 л бензина на 100 км пути.

Подобная гибридная схема самая надежная и эффективная из перечисленных, так как позволяет экономить топливо без потери тяговых возможностей. Кроме того, она опробована десятилетиями тяжелой работы на карьерных грузовиках и электровозах.

Недостаток же системы — дороговизна и сложность в эксплуатации. К примеру, при всех дотациях Mitsubishi Outlander PHEV будет стоить в Европе более 50 тыс. евро.

Кроме того, впервые в мире японцы показывают в Женеве концепт дизель-электрического пикапа GR-HEV, который выбрасывает в атмосферу на треть меньше СО₂ и может стать экономичным продолжением L200 в его нынешнем виде. «Дизель был взят за основу, поскольку последние поколения L200 использовали дизельную тягу. Очевидно, что на пикапе дело не закончится — эта технология впоследствии вполне может быть использована по меньшей мере на Pajero Sport, построенном на той же базе, что и L200», — говорит исполнительный директор компании «Рольф Импорт» Андрей Панков.

Поедем на воздухе

Между тем, пожалуй, самую интересную возможность сэкономить предложили французы. Концерн Peugeot-Citroen разработал принципиально иную конструкцию гибридной установки, которая оказывается дешевле и экологичнее в производстве по сравнению с электромоторами и батареями. Это пневматический гибрид Hybrid Air.

Его конструкция на первый взгляд кажется слишком простой, как и все гениальное. Конструкция Hybrid Air включает в себя два мотора, один из которых — это 1,2-литровый 3-цилиндровый агрегат Vti, ну а второй — пневматический двигатель, где рабочим телом, толкающим поршни, выступает сжатый воздух. Во время движения кинетическая энергия автомобиля позволяет нагнетать в баки под днищем сжатый воздух. Чем быстрее едешь, тем больше его скапливается в баллонах. Ну а затем при разгонах или в городской толчее этот запас используется уже для питания пневматического мотора. Автомобиль не имеет ни капризных аккумуляторов, ни дорогих электромоторов и катится только за счет преобразования высокого давления воздуха в кинетическую энергию.

Гибридная установка Hybrid Air уже приспособлена к хэтчбеку Citroen C3 Hybrid Air и кроссоверу Peugeot 2008 Hybrid Air. В среднем машины укладываются в потребление топлива в 2,9 л на «сотню».

Так что отход от исключительно электрических гибридных схем открывает интересную страницу в истории автомобильной техники. «Воздушные» Citroen и Peugeot 2008 доведены до стадии серийного производства, так что можно убедиться в том, насколько дешев и надежен такой гибридный принцип.