Тихая революция электробензиновые гибридыРефераты >> Технология >> Тихая революция электробензиновые гибриды
Я стою в «пробке» в мощнейшем двухтонном седане. Бензобак практически пуст, а заправочная станция на моем пути появится еще нескоро. Но я и в ус не дую! Я качусь на самой фантастической машине наших дней - гибридомобиле Lexus GS 450h. Он расходует топлива меньше, чем малолитражка, ускоряется лучше иных спорткаров, а стоит даже дешевле своего негибридного «двойника» GS 430.
"Он не заводится, - сообщает мне по мобильному коллега, которому я доверил ключи от этой машины. - Что делать?" Ответ - просто нажми на педаль газа. Машинам "поколения Next", вроде моего Lexus GS 450h , для езды не нужно никаких прелюдий в виде рокота стартера, урчания двигателя: они начинают ехать бесшумно - на электромоторе! И только с ростом скорости в работу вступает привычный ДВС. Он передает свой крутящий момент на задние колеса (GS 450h -первый в мире заднеприводный гибрид), параллельно подзаряжая тяговый аккумулятор, а затем при очередном снижении скорости бензиновый двигатель снова умолкает, передавая эстафету электромотору. Каждое нажатие педали тормоза тоже даром не проходит: в отличие от обычного автомобиля мой гибрид останавливается как за счет трения колодок о тормозные диски, так и за счет торможения генератором. В результате кинетическая энергия переходит в электрическую, и, образно говоря, в бензобак возвращается несколько миллилитров топлива. В результате, согласно документации, средний расход топлива у этой двухтонной 345-сильной махины такой же, как у небольшого хэтчбека Toyota Corolla с "автоматом" - 7,9 л/100 км!
В ходе тест-драйва мы убедились, что, если постараться, на Lexus можно действительно проехать 100 км на 7-8 л бензина. Однако средний расход выше - литров десять на "сотню" при спокойной езде по городу, 12-14, а то и все 15 литров - при манере езды а-ля Шумахер, Ральф Шумахер. Сравнение с гонщиком команды Toyota F1 не случайно. Если доверять официальным данным, гибридный Lexus GS 450h - самый динамичный автомобиль в модельном ряду Lexus, да и вообще среди всех машин, которые компания Toyota Motor продает в нашей стране: до 100 км/ч он разгоняется за 5,9 секунды!
Бешеный троллейбус
В среде автомобильных журналистов бытует анекдот о том, что у компании Toyota Motor существует три разных маркетинговых подхода по продвижению гибридных "лексусов". Так, озабоченных экологическими проблемами американцев консультанты Lexus завлекают низкими выбросами вредных веществ и соответствующими налоговыми послаблениями: "Вы благородный человек и задумываетесь о своем будущем". В Европе с рекордно высокими ценами на топливо внимание покупателей акцентируют на экономичности. Ну а в России во главу угла ставят разгонную динамику: "У машины не один, а целых два мотора!"
Бензиновый двигатель развивает 296 л.с., электромотор способен выдать 147 кВт или 200 л.с., но в сумме силовая установка имеет мощность 254 кВт, или 345 л.с. Моторы в данном случае - все равно что два соединенных между собой сосуда, один из которых лишь на четверть наполнен водой. Мы можем "переливать" мощность из одного мотора в другой, но суммарная максимальная все равно останется постоянной. Просто потому, что для достижения максимальной мощности электромотору необходима "подпитка" от бензинового двигателя. А роль связующего звена между моторами выполняет планетарная передача - "сердце" нашего гибрида.
Как это работает?
Планетарная передача, выполняющая на гибриде роль коробки передач, состоит из трех основных частей: центральной солнечной шестерни, четырех промежуточных сателлитных шестерен, объединенных водилом, и внешней коронной шестерни. Генератор соединен с "солнцем", ДВС –с водилом, тяговый электромотор и главная передача автомобиля жестко закреплены с коронной шестерней. Частота ее вращения и определяет скорость гибридомобиля.
Когда наш Lexus плавно трогается с места, он работает как простейший электромобиль: тяговый электромотор напрямую раскручивает колеса через главную передачу. А поскольку у электромотора максимальный крутящий момент развивается при минимальных оборотах, то тяги электромотора достаточно для быстрого набора скорости. В планетарном механизме при этом водило не вращается, а вращение коронной шестерни передается через сателлиты на "солнце", которое раскручивает ротор генератора. Но поскольку в этом режиме на обмотку генератора не подается ток, он не вырабатывает электричество и не создает сопротивления вращению.
Но вот наш Lexus развивает приличную скорость, и теперь для его движения необходим запуск ДВС. Он осуществляется генератором, который на несколько секунд превращается в электромотор и через планетарную передачу раскручивает двигатель подобно привычному стартеру. Тяговый электромотор при этом вращается с той же частотой, что и раньше.
С бензиновым мотором наш Lexus разгоняется до разрешенных в городе 60 км/ч и продолжает двигаться с постоянной скоростью. За ненадобностью электромотор отключается (напряжение больше не подается на его обмотки), но ротор вместе с коронной шестерней продолжает вращаться, раскручиваемый водилом. На этом режиме наш Lexus становится подобен обычному негибридному автомобилю.
Но вот водитель выезжает на автомагистраль и втапливает педаль газа в пол. У ДВС при этом подскакивают обороты и возрастает крутящий момент. Часть мощности бензомотора при этом отбирается генератором. Мгновенно в работу вступает и электромотор, который черпает электричество от аккумуляторной батареи и от генератора. Машина необычайно быстро набирает необходимую скорость. Если допустить ряд упрощений, то примерно так работает трансмиссия нашего гибридомобиля.
Как мы уже упомянули, согласно документации, разгон до "сотни" у Lexus GS 450h занимает всего 5,9 секунды. Правда, на такой разгон гибрид способен только при полностью заряженной аккумуляторной батарее. Иначе гибридная установка уже не может выдавать заявленные 345 л.с., и интенсивность разгона снижается. В ходе испытаний, проведенных газетой "Авторевю", Lexus не произвел обещанного фурора: лучшее время составило 8,9 с - на три секунды больше заявленного. Так что на бумаге менее мощный обычный бензиновый Lexus GS 430 (до "сотни" за 6,1 с), скорее всего, "сделал" бы нашего гибрида. Тем не менее результаты эксперимента хотя и разочаровали нас, но не разубедили в предпочтительности выбора бензоэлектрической версии. Во-первых, разгоняться на гибриде необыкновенно приятно: планетарная передача исключает появление каких-либо скачков, связанных со сменой передач, а, во-вторых, с ростом скорости у гибрида почти не падает интенсивность разгона. Так что мы почти уверены, что, даже обойдя нас, бензиновый GS 430 не смог бы сохранить лидерства: не случайно же в пресс- релизе дополнительно указано, что с 80 до 120 км/ч гибрид ускоряется всего за 4,7 с. Кстати, наши предположения подтвердили испытания "Авторевю", где гибридный Lexus сравнивался с пятью ближайшими конкурентами: на 100 км/ч он сумел обойти только двух соперников, зато на скорости в 150 км/ч позади гибрида неслись уже четыре автомобиля .