Главная страница [an error occurred while processing this directive]

Главная страница | Архив | Содержание номера

Номер 18(303) 4 сентября 2002 г.

Аркадий ШВАРЦ (Кёркленд, Вашингтон)

"Зелёные" автомобили

Проблемы окружающей среды всё больше волнуют не только профессиональных экологов, но и людей самых разных специальностей. Активная борьба государственных и экологических общественных организаций США, как и всего мирового сообщества, за чистоту воздуха и уменьшение вредных выбросов содействуют принятию законодательных мер по расширению производства автомобилей с уменьшенным потреблением углеводородного топлива и улучшению экологичности различных типов двигателей и горючего.

Принятый Конгрессом в 1990 г. Закон о чистом воздухе регламентировал содержание серы в исходном бензине, окислов азота и сернистых соединений в выхлопных газах новых автомобилей разных типов.

Автопромышленность США ежегодно тратит 18,4 млрд. долларов на исследования и разработку новых технологий для создания более топливоэкономичных и экологически чистых ("зелёных" автомобилей). Реализация любых разработок и нормативов требует значительных дополнительных инвестиций и ведёт к удорожанию продукции. Поэтому в то время, как различные экологические организации ведут борьбу за ужесточение нормативов, автомобилестроители всячески этому сопротивляются. Несколько месяцев назад Сенат, под нажимом автомобильного лобби, отверг биль, предусматривавший введение в 2015 г. нового стандарта пробега для легковых автомобилей не менее 36 миль/гал.

По действующим в США стандартам, введённым в 1975 г. министерством транспорта (Department of Transportation) после арабского нефтяного эмбарго, усреднённый для города и шоссе пробег легковых автомобилей любой компании на территории США должен составлять не менее 27,5 миль/гал. Для лёгких транспортных средств аналогичная цифра - 20,7 миль/гал. Реально усреднённый удельный пробег легковых автомобилей возрос после 1978 г. с 18,0 миль/гал. до 24,0 - в 1982 г. и 28,5 - в 2001 г. Для пикапов и спорт-универсалов сейчас эта цифра составляет 21,2 миль/гал.

Повышение удельного пробега автомобилей машин всех категорий стало возможным в результате создания и освоения массового производства двигателей с непосредственным впрыском топлива и электронными системами контроля и управления составом топливо-воздушной смеси в рабочих цилиндрах типа системы VTEC - Value Timing and Lift Electronic Control (компания HONDA). Изменяя состав смеси бензин-воздух в разных зонах рабочей камеры в зависимости от числа оборотов двигателя, например, при разгоне, на повышенной передаче или езде с постоянной скоростью, электронная система обеспечивает наиболее эффективную работу мотора. Расход топлива снижается на 18%. Дополнительный эффект, обеспечиваемый разными вариантами систем VTEC - хорошая тяга на малых оборотах двигателя, что облегчает преодоление крутых подъёмов при гружёном автомобиле.

При прямом впрыске бензин (или дизельное топливо) через специальные форсунки подаётся непосредственно в камеру сгорания, а через клапаны подаётся только воздух. В разных зонах образуется смесь с неодинаковым содержанием горючего, что обеспечивает полное сгорание при меньшем общем потреблении топлива. Одновременно появляется возможность устойчиво работать на низкооктановом (более дешёвом) бензине.

Для реализации действующих экологических нормативов оказалось достаточным сочетание новых конструкций двигателя с дожиганием выхлопных газов катализаторами на основе палладия. Без каталитических дожигателей в Западной Европе, Японии, США, Канаде не разрешён к выпуску ни один автомобиль. Однако при работе с бензином, содержащим соединения свинца (этилированный бензин), катализаторы разрушаются и теряют свою эффективность. В настоящее время этилированный бензин в Европе, Японии, США изъят из употребления.

В США не существует единых федеральных норм контроля воздушной среды. Каждому штату, в соответствии с Законом о чистом воздухе, предоставлено право самому решать этот вопрос. Различные требования имеют своё обозначение.

TLEV. Transitional Low Emisson Vehicle. Перечень требований, которым должны соответствовать автомобили данной категории, впервые введённый в Калифорнии в 1994 г. Выбросы углеводородов (СН) в атмосферу не более 0,125 грамм на милю пробега автомобиля.

LEV. Low Emission Vehicle. Требования, впервые введённые в Калифорнии в 1997 г. Выбросы СН - не более 0,075 г/милю.

ULEV. Ultra Low Emission Vehicle. Требования, введённые в Калифорнии в том же 1997 г. Выбросы СН - не более 0,040 г/милю.

SULEV. Super Ultra Low Emission Vecicle. Перечень требований для сертификации моделей с 2000 г. Выбросы СН - не более 0,010 г/милю. Содержание углеводородов (СН) и закиси азота в 20 раз меньше, чем в действующих федеральных стандартах для новых автомобилей.

ZEV. Zero-Emission Vehicle. Термин для обозначения машин без вредных выбросов, впервые введённый в 1998 г.

CEV. City Electric Vehicle. Миниатюрные электромобили.

NEV. Neighborhood Electric Vehicle. Электромобили, по габаритам соответствующие гольф-классу (Small Cars).

PZEV. Partial Zero-Emission Vehicle. Автомобили данной категории должны иметь на протяжении пробега до 150 тыс. миль в течение 15 лет выбросы не более 0,010 г/милю.

AT-PZEV. Advanced Technology Partial Zero-Emission Vehicle. Автомобили с топливными элеметами на метаноле или с двигателем, работающем на натуральном газе, и соответствующие требованиям PZEV.

Машины, отвечающие требованиям ZEV, CEV, NEV, PZEV и AT-PZEV стали называть "зелёными" автомобилями.

Наиболее жёсткая экологическая политика проводится в Калифорнии, в которой крупнейший город штата Лос-Анджелес задыхается от загазованности. Автомобили, которые будут поступать в продажу с 2004 г., должны отвечать требованиям SULEV. В конце 2000 г. 13 штатов (Нью-Йорк, Массачусетс, Нью-Джерси, Техас и др.) объявили, что они принимают аналогичные нормативы . В настоящее время только продаваемые в Калифорнии Honda Accord и Nissan Sentra CA с бензиновыми двигателями, модели с гибридными приводами Honda Insight, Honda Civic и Hybrid Toyota Prius, а также работающая на сжиженном газе Honda Civic GX отвечают требованиям SULEV. Ещё 10 моделей, продаваемых в Калифорнии, соответствуют более слабым стандартам ULEV.

Nissan Sentra CA (15 тыс. дол.) имеет три последовательных конвертера для очистки выхлопных газов с гарантией на 150 тыс. миль пробега. Мощность бензинового двигателя с прямым впрыском - 122 л.с., время разгона до скорости 60 миль/час - 11,7 сек, удельный пробег город/шоссе - 26/33 миль/гал. Двигатель работает на бензине с ничтожно малым содержанием серы, что сдерживает его распространение в других штатах. Компания Ford Motor объявила о подготовке к продаже в Калифорнии с 2004 г. Ford Focus TDCi с турбодизелем 115 л.с. и усреднённым пробегом 38 миль/гал. Специалисты компании утверждают, что у них есть катализаторы для очистки выхлопных газов, обеспечивающие требования SULEV при значительном снижении содержания серы в дизтопливе.

Калифорнийский комитет воздушных ресурсов (California Air Resource Board) установил, что с 2003 г. десятая часть всех продаваемых в штате новых легковых машин (9300 единиц) должна иметь нулевые выбросы (ZEV). Так как этим требованиям отвечают только электромобили и двигатели на топливных элементах, автостроители ведут отчаянную борьбу, чтобы понизить эту цифру хотя бы до 4650 ед.

Первый электромобиль был построен в США в 1892 г. В 1910 г. на электромобиле был установлен рекорд скорости - свыше 100 миль/час. Тем не менее, первый серийный легковой электромобиль, созданный General Motors, EV1, поступил в продажу в 1997 г. и был продан всего в количестве 689 экземпляров. В том же году на рынок в Калифорнии с электромобилем HONDA EV PLUS вышла японская фирма. За год в лизинг с оплатой 450 дол. в месяц разошлось всего 300 машин. В 2002 г. по несколько сотен электромобилей выпускают General Motors, Honda, Nissan, Ford Motor, DaimlerChrysler. Пробег между двумя подзарядками большинства поступающих в продажу электромобилей - 80-100 миль. Пробег лучших образцов машин с никелевыми, литиевыми или кадмиевыми батареями между подзарядками достиг всего 238 миль (Модель Solektra Sunrise) и 218 миль (Модель Е-1). В Японии созданы образцы небольших моделей (CEV), достигшие пробега между подзарядками в 343 мили.

Власти Лос-Анджелеса и ряда других больших городов с высокой загазованностью воздуха пытаются стимулировать работы по созданию электромобиля. Так, федеральный суд штата Нью-Йорк постановил, что администрация города Нью-Йорк имеет право требовать от производителей транспортных средств обеспечить уровень продаж электромобилей до 2% к 2003 г., что составит всего 7800 машин в год. Первая опытная эксплуатация школьного автобуса с электродвигателем мощностью 230 л.с. и максимальной скоростью 55 миль/час началась в Бронксе в 1997 г.

Основная трудность в создании конкурентоспособного массового электромобиля - отсутствие надёжных аккумуляторных батарей, обеспечивающих значительный пробег без подзарядки, необходимость создания новой инфраструктуры обслуживания электротранспорта, повышенная стоимость и экологические проблемы, возникающие с захоронением отработанных аккумуляторных батарей, содержащих тяжёлые металлы.

Работа над совершенствованием электромобилей весьма полезна в научно-техническом плане, так как позволяет удачные технические решения реализовывать в других типах машин, в которых колёса вращает электромотор (например, автомобили с гибридными приводами и с топливными элементами). Гибридные приводы имеют систему батарей, не требующих внешней подзарядки и долго работающих без замены. Опытная эксплуатация электромобилей ведётся в первую очередь в следующих направлениях:

- небольшие городские автомобили для подростков и пенсионеров, поездок на работу, в магазин, спортклуб, школу, (второй или третий автомобиль в семье), когда суточный пробег не превышает 80-100 миль, и аккумуляторы можно подзарядить в течение ночи в своём гараже;

- фургоны для доставки почты, газет, молока и прочих мелких грузов;

- школьные автобусы;

- автобусы для национальных парков, зоопарков и других ограниченных пространств, где не должно быть никаких выбросов в атмосферу.

Наиболее продвинуты работы со следующими моделями:

EV-1. Двухместная модель General Motors. Кузов из алюминиевых сплавов с пластиковыми панелями. Аккумулятор из никeль-металлогидридных батарей. Мощность двигателя - 137 л.с. Максимальная скорость - 80 миль/час. Время разгона до 60 миль/час - 9 секунд. Машина предназначалась для жителей Лос Анджелеса и других больших городов Калифорнии и Аризоны, задыхающихся от смога. Автомобиль продавался по цене 30 тыс. дол. и предлагался в лизинг на достаточно выгодных условиях, но большого спроса не имел. В создание EV-1 компанией General Motors было вложено более 1,5 млрд долларов.

Ford Think City. Двухместная малютка длиной 250 см. Разработана в норвежском отделении Ford Motors. Неподалёку от Осло организовано производство для выпуска 5 тыс. Th!nk City в год. Городские власти Осло ввели в строй ряд бесплатных электрозаправочных станций. Во второй половине текущего года предполагается начать продажу небольшой партии в Калифорнии. Широкие продажи планируются на 2003 г. 19 никель-кадмиевых аккумуляторов и трёхфазный асинхронный электромотор. Максимальная скорость - 55 миль/час, запас хода - 60 миль/час. В Сан-Диего (Южная Калифорния) создано специальное подразделение компании для разработки, испытаний и обобщения опыта эксплуатации различных вариантов электромобилей.

GEM Е825. Двух- и четырёхместная малютка, разработанная компанией Global Electriс Motocars (GEM), владельцем которой является DaimlerChrysler, с электромотором всего 5 л.с. Максимальная скорость - 25 миль/час. Цена - 7 тыс. дол. Длина - от 230 до 340 см. Компания GEM была основана в 1992 г. для создания малоскоростных автомобилей. Первый двухместный электромобильчик был собран в 1998 г. на предприятии в Северной Дакоте. С тех пор выпущено более 7 тыс. машин. Одним из первых покупателей стала компания по прокату нестандартных автомобилей на Гавайских островах. Затем та же компания приобрела для своего отделения в Лас-Вегасе несколько десятков симпатичных четырёхместных малюток. Читатели, побывавшие в этом году в Лас-Вегасе, наверняка обратили внимание на раскрашенные яркими цветами юркие автомобильчики, снующие от одного отеля к другому.

Скорее всего, электромобили найдут применение и в европейских и японских городах с узенькими улочками наряду с такими малютками, как Smart. Что касается Америки, где массовый покупатель вряд ли откажется от комфорта среднеразмерного седана, минивэна, SUV или SRV, представляется более реальным широкое применение в ближайшие 5-10 лет машин с гибридными двигателями. Привод, состоящий из дизеля с непосредственным впрыском и электромотора с аккумулятором, не требующим внешней подзарядки, может оказаться оптимальным компромиссом между экологией (удовлетворение требований SULEV), экономикой и национальной безопасностью (в смысле сокращения потребления нефти и зависимости от её импорта).

Главная страница | Архив | Содержание номера

Номер 18(303) 4 сентября 2002 г.

[an error occurred while processing this directive]