Главная страница [an error occurred while processing this directive]

Главная страница | Архив | Содержание номера

Номер 13(298) 26 июня 2002 г.

Аркадий ШВАРЦ (Кёркленд, Вашингтон)

НЕФТЬ И АВТОСТРОЕНИЕ*

Спирт и продукты оргсинтеза

В связи с ростом стоимости бензина в конце семидесятых годов Бразилия приняла программу переоборудования автомобильных двигателей, чтобы можно было использовать этиловый (винный) спирт взамен бензина. В 1983 г. до 90% транспортных средств могли работать на спирте. Основным источником ги"е9ЮouQт╣о▄kБй╜м ЫМRнS▓≈╜=╤ugЛ0 mТH▀\У9╜/yн%O╨╡U╓╤Ци ╦°+b`Д╠щ.б]RYib▒▐x тuК.Кo©ЯСOЩmЯlдт|ззЬ═o╕║уд_к1╠мвAB)d CC└╒Д 7╗)о{╙▌╔╝|c_Unhgоj√r°■╫iХ╔Ё╚?a│o╒DZГ╘мi{нq*@Х╤CV╚В>П░"/▌┘РрП.D┴~║∙V╔9≤>TmSTrЪРxLК"╫ik1(Zz&ржbP╢>oжE╚╬·yщzЯU≤Йьц═0═ЁС ·гvйУN1НЖ-╗ЖZ╨4LФ▀Xили FFV. Такие машины имеют один бак и могут заправляться как обычным бензином, так и горючим E85, содержащим 85% этанола. Полная замена бензина на спирт не перспективна из-за гигроскопичности последнего. Применение в двигателях внутреннего сгорания этилового спирта не только снижает потребность в нефтяном сырье, но и повышает экологичность автомобиля. Источником спирта могут быть продукты и отходы сельскохозяйственного производства, например, кукуруза и кукурузные початки, что очень выгодно фермерам.

В текущем году Ford Motor предлагает следующие Flexible-Fuel модели: седан Taurus, спорт-универсалы Explorer Sport и Explorer Sport Trac, пикап Ranger.

Недавно прошла интересная информация о применении в двигателях, работающих на газе, синтетического продукта - диметилэфира (ДМЭ), не требующего такой высокой степени сжатия, как природный газ метан. Более лёгкое и простое оборудование для транспортировки и применения диметилэфира делают его экономически эффективным и перспективным. Отсутствие серосодержащих примесей в диметилэфире и уменьшенное образование при сгорании углеродных соединений значительно повышают экологичность автотранспорта. Активные работы по применению ДМЭ ведутся в Японии с 1997 г. (после подписания Киотского протокола). Японские компании в ближайшие 3-4 года планируют построить заводы по производству нескольких сот тысяч тонн ДМЭ в Австралии и Индонезии.

В Японии также велись работы с синтетическим третбутилметиловым эфиром в качестве автомобильного топлива. Как и спирт, этот продукт эффективен для частичной замены бензина. Кстати, для подобной частичной замены бензина могут применяться самые разные химические соединения. Это вопросы не техники, а экономики и экологии.

Пока в Америке стоимость бензина не превысит двух долларов за галлон, потребитель не будет стремиться переходить на альтернативные виды топлива. В определённой степени, возможность быстрого перехода на альтернативные топлива есть один из главных рычагов стабилизации розничных цен на бензин. В Японии и Европе - это реальный путь к уменьшению жёсткой экономической зависимости от ближневосточных нефтедобывающих стран. В США более простым решением может стать переход на гибридные приводные системы.

Автомобили с гибридным приводом

В автомобилях-гибридах одна пара колёс вращается двигателем внутреннего сгорания, другая - электромотором-генератором. При равномерном движении на шоссе работает один бензиновый (или дизельный) двигатель. При ускорении и на подъёме подключается электромотор. При медленном движении в пробках можно ехать с одним электродвигателем. В отличие от электромобилей, для батарей аккумулятора не требуется внешняя подзарядка. Подзарядка происходит при торможении, движении по инерции и спуске. Электронная система, управляемая компьютером, регулирует включение одного или двух моторов и подачу топливо-воздушной смеси в двигатель. Применение алюминия и лёгких пластиков снижает вес машины; шины с уменьшенными потерями на качение и улучшенная аэродинамика способствуют снижению общего расхода топлива. Применение автомобилей с гибридным приводом существенно уменьшает потребление бензина и не требует значительных капиталовложений в инфраструктуру обслуживания.

Honda Insight. Первый серийный автомобиль с двигателем на рынке США с конца 2000 г. Двухместный трёхдверный хэтчбек длиной 395 см и шириной 168 см. Пространство салона - 1,85 куб. м. Снаряжённая масса - 950 кг. Трёхцилиндровый бензиновый двигатель с рабочим объёмом один литр и мощностью 67 л.с., плюс электромотор в 13 л.с. Пятиступенчатая механическая трансмиссия. Факультативно - автоматическая трансмиссия с бесступенчатой передачей CVT. Время разгона до скорости 60 миль/час 10,6 сек, что на 0,3 сек больше, чем у самой дешёвой машины на рынке США Kia Rio. Время разгона до скорости 100 миль/час - 40,7 сек. Тормозной путь - 55 м. Удельный пробег в городе - 61 миля/гал, на шоссе - 68 миль/гал. Соответственно, расход бензина на 100 км в городе - 3,9 л, на шоссе - 3,4 л.

Toyota Prius. Пятиместный четырёхдверный седан с автоматической трансмиссией. На рынке с конца 2000 г., по габаритам и вместимости - одного порядка с Honda Accord и Toyota Camry. Бензиновый двигатель - четырёхцилиндровый, мощностью 57 л.с., электромотор - 40 л.с. Снаряжённая масса - 1240 кг. Удельный пробег город/шоссе - 45/52 миль/гал. Время разгона при трогании с места до скорости 60 миль/час - 13,2 сек. Запас хода - 850 миль. В опциях - круиз-контроль, навигационная система, боковые воздушные подушки и фары дневного света. Выпуск Toyota Prius в Японии составляет 2500-3000 машин в месяц и к 2004 г. возрастёт в 4 раза. К концу марта 2002 г. в разных странах было продано более 100 тыс. автомобилей Toyota Prius. В ближайшее время Toyota собирается начать сборку минивэна с гибридным приводом Тoyota Estima и седана-люкс Toyota Crown (вначале - только для японского рынка).

Honda Civic Hybrid. Четырёхдверный пятиместный седан на платформе Honda Civic. Длина - 443 см, ширина - 171 см, колёсная база - 267 см, пространство салона - 2,28 м куб, снаряжённая масса - 1210 кг. Четырёхцилиндровый двигатель 1,3 л. с., с прямым впрыском мощностью 85 л.с. и электромотор 13 л.с. с аккумулятором, состоящим из 120 никель-металлогидридных батареек с напряжением 1,2 вольт каждая. Аккумулятор располагается между спинками задних сидений и багажником. Удельный пробег город/шоссе - 45/51 миль/гал. Время разгона до скорости 60 миль/час - 10,9 сек, до скорости 100 миль/час - 39,7 сек, со скорости 50 миль/час до 70 миль/час - 17,3 сек. Тормозной путь при остановке со скорости 70 миль/час - 58 м. Для сравнения, у Honda Accord с двигателем 200 л.с. и удельным расходом топлива 20/28 миль/час время разгона до скорости 60 миль/час - 7,4 сек. Начало продаж в США - вторая половина текущего года. Цена, как и у первых двух моделей с гибридными двигателями, 19-20 тыс. дол., что ниже себестоимости. Компании Honda и Toyota это не смущает, т.к. они накапливают опыт эксплуатации и ремонта гибридов одновременно с расширением объёма их выпуска. Toyota предполагает в 2003 г. поставить 10-20 тыс. гибридных приводных систем компании Ford Motor и ведёт переговоры о сотрудничестве по созданию гибридов с General Motors.

Honda Dualnote. Четырёхдверный четырёхместный спортивный автомобиль с шестицилиндровым бензиновым двигателем 300 л.с., размещённым сзади просторного пассажирского салона - для вращения задних колёс, и двумя электродвигателями по 100 л.с. на передних колёсах.

Dodge Ram HEV. Немецкая компания с американским отделением DaimlerChrysler в конце года готовится начать продажи грузовика, укомплектованного дизельным мотором и электродвигателем. В прессе прошло сообщение, что армия США готова купить 100 тысяч таких автомобилей. General Motors и Ford Motor выразили желание также участвовать в создании грузового автомобиля с гибридным приводом для армии. В приводе, разрабатываемом General Motors - шестицилиндровый двигатель 220 л.с. и два электромотора по 32 л.с. Для ускорения работ по созданию надёжного универсального гибридного привода для армейской техники в оборонном бюджете США, утверждённом Конгрессом в декабре 2001 г., предусмотрено выделение необходимых средств.

Dodge Durango Hybrid - пятиместный пятидверный универсал DaimlerChrysler с бензиновым двигателем 175 л.с. для вращения задних колёс и электромотором 89 л.с. - для передних. Время разгона до скорости 60 миль/час - 9,1 сек, тормозной путь при остановке со скорости 70 миль/час - 65 м. Потребление топлива в сравнении со спорт-универсалом с восьмицилиндровым двигателем Dodge Durango - на 20% меньше. Возможная цена - 33,5 тыс. дол.

Dodge PowerBox - спорт-универсал общего назначения. Двигатель с турбокомпрессором мощностью 250 л.с., работающим на сжатом природном газе, на задних колёсах, и электромотором в 70 л.с. - для вращения передних. Баллоны с газом размещены вдоль массивной рамы автомобиля. Все колёса имеют независимую пневмоподвеску. Несколько длиннее и вместительнее, чем стандартный спорт-универсал Dodge Durango. Снаряжённая масса - 1814 кг, время разгона до скорости 60 миль/час - 7,0 сек, максимальная скорость - 120 миль/час.

Chrysler Citadel, на платформе Chrysler 300M, с бензиновым двигателем 250 л.с. для задних колёс и электромотором 70 л.с. - для передних.

Маzda MX Sport Tourer. Четырёхдверный спорт-универсал с бензиновым двигателем 2 л для передних колёс и электромотором 52 л.с. для вращения задних колёс. При езде с одним электромотором развивается скорость до 50 миль/час. Сдвижная прозрачная пластмассовая крыша позволяет быстро превратить универсал в кабриолет, а если при этом сложить задние сидения, легковой автомобиль превращается в пикап. В опциях предлагается выносной компьютер, на котором можно работать, находясь вблизи автомобиля, без подключения к внешним источникам электроэнергии.

В 2004 г. возможно также появление на рынке США небольшого легкового гибрида Subaru HM-01 и кабриолета Mitsubishi SUP. Демонстрация на различных автошоу моделей-гибридов показывает, что все ведущие автостроители заняты оптимизацией конструкции привода с одним или двумя электромоторами, и их мощности.

Слабым местом гибридов пока является большее время при разгоне и повышенные затраты на производство, но, по мере увеличения объёмов выпуска, себестоимость снизится, а при росте цен на топливо возрастёт эффект от экономии бензина. Предстоит также решить вопрос утилизации отработанных батарей.

Интересный вариант двигательной установки, в которой накопление энергии для вращения электромотора осуществляется не в батареях, а в гидроаккумуляторе, разрабатывается конструкторами Ford Motor. В концептуальной модели пикапа Tonka F-350 между несущими балками рамы установлены два баллона высокого давления, частично заполненныe азотом. При торможении в баллон подаётся гидравлическая жидкость, которая сжимает находящийся над ней газ. При разгоне давление сжатия преобразуется с помощью специального гидромотора в дополнительную энергию движения. Таким образом, используется до 70% энергии, теряющейся при торможении. В общем итоге, экономия бензина для пикапа с шестицилиндровым двигателем 350 л.с. модели Navistar должна составить 25-50%. Одновременно, в 3-5 раз увеличивается долговечность тормозных прокладок. Пока трудно говорить о промышленном будущем такой системы, но она интересна поиском принципиально новых решений повышения эффективности использования топлива в автомобилях с двигателями внутреннего сгорания.

Автомобили с гибридным приводом выбрасывают меньше вредных отходов в атмосферу. Toyota Prius по экологии отвечает требованиям стандарта ULEV (Ultra Low Emission Vehicle), а Honda Insight и Honda Civic Hybrid соответствуют более жёстким требованиям стандарта SULEV (Super Low Emission Vehicle). Широкая эксплуатация автомобилей-гибридов не требует никаких изменений в инфраструктуре топливо-заправочных станций и ремонтных мастерских. В ближайшие 2-3 года машины с дополнительными электродвигателями существенно изменят сложившуюся структуру автомобильного рынка. Ряд экспертов уже заявил, что через несколько лет компании, не имеющие в производстве моделей-гибридов, начнут терять покупателей.

*Продолжение. Начало см. "Вестник" #11(296), 2002 г.

Главная страница | Архив | Содержание номера

Номер 13(298) 26 июня 2002 г.

[an error occurred while processing this directive]