О проблемах экологии в высокоразвитых странах мира сегодня не просто говорят, а, в прямом смысле этого слова, трубят — в европейской и американской прессе чуть ли не ежедневно делают прогнозы на тему "когда наступит конец света", причем эксперты делают упор не на религиозные предрассудки и пророчества, а на такие конкретные вещи, как уровень углекислого газа в атмосфере и толщина озонового слоя. Увеличение первого показателя ведет к изменению погоды на планете (сразу вспоминается аномальная жара этим летом и прогноз о том, что в октябре выпадет снег), а снижение второго — к росту раковых заболеваний. А вот первопричина у обоих явлений одна — масштабные выбросы отработанных газов из миллиарда выхлопных труб автомашин.
Второй прогноз, который часто можно прочитать в зарубежной прессе — близость масштабных энергетических войн, причем война будет идти конкретно за нефть и газ, которых на земле становится все меньше и меньше. Соответственно, чтобы оттянуть начало катастрофы, человечеству нужно как можно меньше загрязнять окружающую среду и экономить углеводороды. Есть надежда, что к тому моменту, когда нефть и газ закончатся (по данным исследования компании BP, это произойдет в 2050-м и 2070-м годах соответственно), человечество откроет новый вид энергии. И, кто знает, может быть, он уже и открыт, но сегодня миром правят нефтяные и газовые картели, которым намного выгоднее продавать дефицит, чем давать свободу альтернативной энергетике.
Сегодня нам, автомобилистам, предлагают лишь экономить. На рынке появились так называемые гибридные автомобили, оснащенные и традиционным двигателем внутреннего сгорания, и электромотором. Стоит отметить, что под словом "экономия" подразумевают лишь сбережение нефтяного топлива (бензина либо дизеля), а вот для потребителя такие автомобили стоят сегодня на треть дороже машин с традиционными моторами, так что, по нашим подсчетам, окупается покупка гибрида лишь через 6—7 лет. Однако планируемое ужесточение экотребований во всем мире приведет к тому, что через 8—10 лет они полностью вытеснят традиционные автомобили, а еще спустя 10 лет им на смену придут стопроцентные электрокары с нулевым выбросом.
ИСТОРИЯ: ГИБРИДЫ ПРИДУМАЛИ В 19 ВЕКЕ
Порше. Первым сконструировал бензоэлектрический двигатель
Считается, что первым автомобилем-гибридом была модель Lohner-Porsche, разработанная Фердинандом Порше в 1900 году. Но еще в 1839 году шотландец Роберт Андерсон показал миру паровой автомобиль, работающий и на угле, и на электричестве. Но тогда и угля, и нефти было много, стоили энергоресурсы дешево — зачем что-то усложнять? В средине 20-го века, когда начались первые энергетические проблемы, человечество к идее вернулось. В 60—70-е годы эту конструкцию повторил в СССР ученый Нурбей Гулиа. И не безрезультатно. Например, в 1966 году советскому ученому удалось достичь экономии топлива до 50%. Увы, тогда этим разработкам в стране советов не придали особого значения — технология оказалась невостребована. Есть ли связь между этими двумя событиями точно неизвестно, но как раз в этот период из СССР в США эмигрировал некто Алекс Северинский и запатентовал технологию, которую сейчас используют для своих гибридов японцы.
ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТЬ: РАСХОД ТОПЛИВА ПАДАЕТ В ДВА РАЗА
Нюансы. На щитке установлен монитор батареи
Как мы уже поняли, главная идея гибридного привода состоит в том, чтобы значительно снизить расход нефтяного топлива. Поскольку возможности увеличения КПД двигателя внутреннего сгорания за счет изменения в его конструкцию уже практически исчерпаны, разработчики гибридов пошли другим путем — максимального использования для движения автомобиля кинетической энергии или энергии наката.
КОНСТРУКЦИЯ. Гибридные автомобили имеют бензиновый и электрический двигатели. При движении на скорости до 40—50 км/ч работает только электродвигатель, который получает энергию от аккумулятора. Когда машина разгоняется, в работу вступает двигатель внутреннего сгорания. При этом связанный с ним генератор подзаряжает аккумулятор, а сам электродвигатель отдыхает. Оба двигателя включаются при резких ускорениях и обгоне. При езде по городу значительную часть времени работает электрический двигатель, за счет чего приблизительно на треть сокращается расход бензина (гибридные автомобили потребляют 4—7 литров на 100 км вместо 7—10 в бензиновых аналогах).
НЕДОСТАТКИ. Естественно, для достижения результатов необходимо, чтобы всей этой системой управлял высокосложный компьютерный "мозг", который должен быть при этом еще и небольшим по размерам. Именно нагромождение высокосложной электроники и делает гибрид на 30—100% дороже бензиновых и дизельных собратьев. Кроме того, сложность конструкции определяет дороговизну технического обслуживания гибридных автомобилей (в гаражную СТО на нем не заедешь) — работа с таким автомобилем требует специальных знаний, которые есть лишь на единичных СТО.
ПРОГНОЗ: К 2015-МУ ГИБРИДНЫМИ БУДУТ 20% АВТО
Для потребителя пока что главным препятствием для покупки гибридного автомобиля является высокая цена, которая несопоставима с обещанной экономией топлива. Судите сами. Взять, к пример, самый популярный гибрид в мире — Toyota Prius. В Украине его гибридная версия стоит примерно на 50 тыс. грн. дороже бензиновой. Да, экономия на топливе составляет 50%, но... Возьмем среднестатистические 20 000 км, которые автомобиль проезжает в год. На обычном двигателе на такой путь понадобилось бы 1,6—1,8 тыс. л горючего при среднем расходе 8 л/100 км. Гибридный двигатель "съел" бы за такое же расстояние 0,8—0,9 тыс. л. При нынешней стоимости бензина А-95 около 8 грн./л. экономия в год составила бы 6—8 тыс. грн. Простая арифметика показывает: для того, чтобы "отбить" 50 тыс. грн., нужно проехать примерно 6—7 лет. Естественно, что такая покупка выгодной не является.
В чем же секрет успеха гибридов во всем мире? По оценкам "Дойче Банка", в прошлом году их было продано около миллиона штук, в 2010-м, по прогнозам банка, продажи вырастут до 1,3 млн, а через 5 лет каждый 20-й продаваемый автомобиль будет гибридным. Вот уже лет 5 как гибридной установкой оснащают и грузовики, городские автобусы. Все дело в том, что во всем мире, в отличие от Украины, для владельцев таких автомобилей действуют льготы при оплат транспортного сбора, при регистрации, при ввозе и даже при покупке традиционного топлива. В итоге среднестатистический европеец, купивший гибридный автомобиль, тратит столько же, сколько и владелец обычного автомобиля, но при этом еще и ощущает гордость за свой вклад в сохранение экологии.
КАК РАБОТАЕТ ГИБРИДНЫЙ АВТОМОБИЛЬ
ЛЕГКОВОЙ АВТОМОБИЛЬ. На трассе или при большой загрузке работает только бензиновый двигатель (1), а связанный с ним генератор (2) подзаряжает тяговую батарею (5), передавая энергию через высоковольтные провода (3), а электродвигатель отдыхает. Если водитель резко нажимает на педаль газа, включается и бензиновый (1), и электромотор (4). По подсчетам, 25% времени работает именно электромотор — экономия составляет примерно 30% бензина.
1. Бензиновый двигатель
2. Генератор
3. Высоковольтные провода
4. Электромотор
5. Батарея
ГРУЗОВОЙ АВТОМОБИЛЬ. Дизельный двигатель (1) с нейтрализатором (2) дополнен электромотором (3) и комплектом аккумуляторов (4). На холостом ходу работают и дизель, и электромотор, но стартует машина только с помощью электропривода, чтобы не загрязнять атмосферу. В процессе разгона вновь подключается дизель, а стоит машине остановиться — автоматика вновь "вырубает" его. Гибридный тягач по сравнению с обычным экономит 4—10% дизтоплива.
1. Дизель
2. Нейтрализатор
3. Электромотор
4. Аккумуляторы
Источник данных: Audi и DaimlerChrysler
ИДЕЯ: ОТ ГИБРИДА — К ЭЛЕКТРОКАРУ
Электромобили. Готовят на смену гибридным системам
Понятное дело, что гибридная технология — не более, чем этап к более чистым и экономичным автомобилям. Сейчас конкуренцию ей составляют дизельные двигатели (дизель экономичнее бензина на треть), оснащенные системой нейтрализации выхлопных газов SCR (в выхлопную трубу впрыскивается нейтрализующее вещество ADBlue) и рециркуляции выхлопных газов EGR (выхлоп пускается по второму кругу в коллектор — там снижается температура сгорания и, как следствие, уменьшаются выбросы оксидов азота NОх). Однако производители разработали технологию, которая призвана сменить нефтяное топливо полностью. Речь идет об электромобилях, работающих на водороде (в специально установенных водородно-кислородных ячейках происходит преобразование энергии химической реакции в электрическую). Главное препятствие — нет инфраструктуры водородных заправок, в результате чего пробег на водороде не превышает 50—100 км. Однако это — вопрос времени.
ЦЕЛЬ: ПУТЬ К НОРМАМ ЕВРО-7
Технологии. SCR, EGR, Hybrid и Fuell Cell сделают авто безвредным
В Европе с 31 декабря 2013 года вступает в силу стандарт Евро-6 для грузовиков и легковушек: по сравнению с действующим стандартом Евро-5, выбросы твердых частиц должны быть сокращены в два раза, а выбросы оксидов азота — на 77%. С технической точки зрения достичь таких результатов очень сложно. По словам опрошенных нами инженеров-мотористов на выставке IAA-2010 в Ганновере, для уровня Евро-6 им придется объединить технологии SCR, EGR и установить дополнительно электродвигатель — все автомобили для европейского рынка станут гибридными. Однако на этом сложности автопроизводителей не заканчиваются — за Евро-6 следуют еще более жесткие стандарты (скорее всего, их назовут Евро-7), подразумевающие абсолютное отсутствие вредных частиц в выхлопе автомобиля. То есть, скорее всего, к 2018-му году грузовики, легковые автомобили и автобусы будут питаться еще и водородом.
НЮАНСЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ
На СТО, обслуживающей гибридные автомобили на протяжении нескольких лет, нас заверили, что, вопреки слухам, особых проблем в эксплуатации гибридов не возникает. Например, тяговая батарея не нуждается в обслуживании в течение всего срока службы (8 лет гарантии), а генератор конструктивно отличается от традиционного лишь в мелочах. Однако такие автомобили могут пострадать от низкой квалификации мастера и ошибок водителя. Самая частая неисправность — полный разряд батареи по той причине, что у водителя закончился бензин и он решил дотянуть до АЗС (в этом случае ему нужно искать буксир или бежать за канистрой). После разряда батарею пытаются зарядить проводами, как обычный аккумулятор. В результате она навсегда выходит из строя.
Главные темы