Главная страница

Главная страница | Архив | Содержание номера

Номер 1(338) 07 января 2004 г.

Аркадий ШВАРЦ (Кёркленд , Вашингтон)

ToYota Prius и другие «гибриды»

Honda Insight

В последние два десятилетия медленно, но неуклонно возрастала мощность автомобильных двигателей. Во многом это определялось желанием водителей быстрее набрать скорость, большей надёжностью при маневрировании на шоссе и обгонах, лучшим преодолением подъёмов. В результате, при равномерном движении по шоссе и на сквозных городских магистралях у автомобилей появилась избыточная мощность и возросло потребление бензина.

Сейчас эта тенденция пошла на убыль, появились новые технологии, позволяющие более рационально использовать сжигаемое углеводородное топливо. Одна из них — гибридные силовые установки. Различные комбинации двигателя внутреннего сгорания (бензиновый или дизель) с одним или двумя электромоторами значительно повышают удельный пробег автомобиля, уменьшают общее потребление топлива и резко снижают вредные выбросы. При трогании с места, на забитых транспортом городских улицах с многочисленными светофорами или в пробках, когда машины то останавливаются, то проезжают несколько десятков метров, гибридный автомобиль двигается на одном электромоторе. При равномерном движении на шоссе достаточно двигателя внутреннего сгорания. При ускорении на шоссе или на подъёме могут работать одновременно все двигатели. Электромотор питается током от блока высокоэффективных (никель-металлогидридных) аккумуляторов, которые подзаряжаются при движении по инерции, на спуске, при торможении или остановках, когда двигатель внутреннего сгорания не выключается.

Интересно отметить, что первые патенты на автомобили-гибриды и первые образцы машин с двумя типами двигателей появились в 1897-1907 г. во Франции и Австрии. Однако общий уровень техники сто лет назад не обеспечивал достаточно надёжной работы таких силовых агрегатов и системы управления. Первый двухместный промышленный хэтчбек Honda Insight выехал на улицы японских городов в 1997 г. и поступил в продажу в США в 2000 г. В том же году в США стали продавать пятиместный седан Toyota Prius. В течение нескольких лет шла интенсивная работа по совершенствованию гибридных систем, в первую очередь для оптимизации соотношения мощностей двигателя внутреннего сгорания и электромоторов, отработке конструкции последних, повышению надёжности электроники и т.д. Применение алюминия и пластиков, уменьшающих вес машины, способствовало повышению приведенной мощности и улучшению динамических свойств автомобиля. После двух лет эксплуатации первого образца гибрида японской компании Toyota — седана Toyota Prius в продажу поступила под тем же названием значительно изменённая Toyota Prius 2004. В ближайшие годы промышленный выпуск гибридов будет организован большинством ведущих мировых автопроизводителей. Некоторые технические характеристики подготавливаемых для американского рынка моделей приведены ниже.

Honda Insight. Двухместный трёхдверный хэтчбек длиной 395 см и шириной 168 см. Снаряженная масса — 950 кг. Трёхцилиндровый бензиновый двигатель с рабочим объёмом один литр и мощностью 67 л.с. и электромотор в 13 л.с. Пятиступенчатая механическая трансмиссия или автоматическая трансмиссия с бесступенчатой передачей CVT. Время разгона до скорости 60 миль/час — 10,6 сек, что на 0,3 сек больше, чем у Kia Rio — самой дешёвой машины на рынке США. Время разгона до скорости 100 миль/час — 40,7 сек. Тормозной путь — 55 м. Удельный пробег в городе — 61 миль/гал, на шоссе — 68 миль/гал. Соответственно, расход бензина на 100 км в городе — 3,9 л, на шоссе — 3,4 л. Через два года после начала продаж заменена на усовершенствованную модель Honda Civic Hybrid.

Honda Civic Hybrid. Четырёхдверный пятиместный седан на платформе Honda Civic. По габаритам и пространству салона полностью соответствует популярным среди американцев машинам категории Family Cars. Длина — 443 см, ширина — 171 см, снаряженная масса — 1210 кг. Четырёхцилиндровый двигатель 1,3 л с прямым впрыском мощностью 85 л.с. и электромотор 13 л.с. с аккумулятором, состоящим из 120 никель-металлогидридных элементов с напряжением 1,2 вольт каждая. Батареи располагаются 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. Цена, как и у других первых моделей с гибридными двигателями – 19-21 тыс. дол.

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 четырёхцилиндровый двигатель мощностью 57 л.с., электромотор 40 л.с. Снаряженная 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 против 8-10 сек у обычных семейных седанов с четырёхцилиндровыми бензиновыми двигателями. Запас хода — 850 миль. В 20 странах продано более 140 тыс. Toyota Prius. Один из недостатков — значительное время разгона при трогании с места. После совершенствования силового агрегата с середины 2003 г. производство в Японии и поставки в США переведены на модель Toyota Prius 2004, затем — Toyota Prius 2005.

Легковые автомобили

Модель Цена, тыс. дол. Бензин. двигатель, л/лс.  Электро-мотор, лс. Вес,кг. Разгон 0-60,сек 

Уд. пробег,   город/шоссе, миль/гал.

Honda Insight 19 — 21 1,0/67 13,0 950 10,6 61/68
Honda CivicHybrid 20 — 21 1,3/85 13,0 1210 10,9 46/51
Toyota Prius 2005 20 1,5/76 67,0 1310 10,1 60/50

Спорт-универсалы и пикапы

Модель Цена, тыс. дол. Бензин. двигатель, л/лс.  Электро-мотор, лс. Вес,кг. Разгон 0-60,сек 

Уд. пробег,   город/шоссе, миль/гал.

Chevrolet Silverado Hybrid 34 — 37 5,3/285 ? 2430 430  ?
GMC SierraHybrid 35 — 38 5,3/285 ? 2430  430  ?
Ford EscapeHEV 25 2,3/120 85 1500  410  36/40
Lexus RX330 Hybrid 39  3,3/300  70  1820  380  36/32

Toyota Prius 2005. Пятиместный четырёхдверный переднеприводный хэтчбек длиной 445 см, шириной 172 см. Просторнее предшественника Toyota Prius. По габаритам салона близок к Honda Accord и Toyota Camry и на 100 кг легче их. Четырёхцилиндровый алюминиевый бензиновый двигатель мощностью 76 л.с. и электромотор 67 л.с. (50 квт). Электромотор на одном валу с двигателем. Крутящий момент на передние колёса передаётся через оригинальную планетарную систему зацепления, работающую как бесступенчатая трансмиссия. Обычная коробка передач отсутствует. Аккумуляторы с максимальным напряжением 500 вольт располагаются под задними сидениями. При одновременной работе двигателя и электромотора суммарная мощность — 106 л.с. Наибольший крутящий момент у электромотора — при 1200-1500 об./мин, у бензинового двигателя — при 5000 об./мин. Аккумуляторы подзаряжаются специальным генератором, который вращается двигателем при наличии у последнего избыточной мощности (при движении по инерции, на больших скоростях, на спусках и торможении). Самостоятельный стартёр отсутствует. При разгоне, когда скорость движения достигает 40 миль/час, к электромотору бензиновый двигатель подключается автоматически. Максимальная скорость превосходит 100 миль/час. Расход бензина в городе — 3,9 л на 100 миль пробега. Это первый автомобиль, который при движении в городе потребляет бензина меньше, чем на шоссе. Круиз-контроль, климат-контроль, управляемая голосом навигационная система. Противобуксовочная и противозаносная системы. Боковые воздушные подушки и надувной матрасик для защиты головы, фары дневного света. Общая гарантия на 3 года при пробеге до 36 тыс. миль, включая помощь на дороге. На силовой агрегат гарантия 5 лет при пробеге до 60 тыс. миль, на аккумуляторы — 8 лет при пробеге до 100 тыс. миль. Эксперты журнала Car & Driver после всесторонних испытаний 10 лучших моделей из 56, предложенных разными компаниями (с ценой до 69 тыс. дол.) признали победителем (автомобиль года) Toyota Prius. Выпуск Toyota Prius в Японии при двухсменной сборке достиг 10 тыс. в месяц, и руководство компании рассматривает возможность перевода производства Toyota Prius 2005 на трёхсменный режим. В 2004 г. в США намечается продать 36 тыс. единиц этой модели. В связи с превышением спроса над возможностями по сборке заявки на приобретение автомобиля принимаются по Интернету, а не через региональных дилеров. Силовой агрегат второго поколения, созданный японской Toyota как в переднеприводном варианте, так и с постоянным приводом на все колеса, получил наименование Hybrid Synergy Drive (HSD) и стал базовым для ряда моделей других компаний, которые будут выходить на рынок с 2005 г.

Lexus RX 330 Hybrid выйдет на рынок США в конце 2004 г., с 2005 г. модель будет называться Lexus RX 400H. Комфортабельный полноприводный вседорожник на платформе Toyota Camry с изменяемой высотой пневмоподвески. Шестицилиндровый двигатель внутреннего сгорания 3,3 л 300 л.с. вращает передние колёса, а два электромотора суммарной мощностью 70 л.с. — задние и передние. Время разгона 0-60 – 7-8 сек, что соответствует уровню большинства спорт-универсалов с одним восьмицилиндровым бензиновым двигателем. Адаптивный круиз-контроль, педали с электронным управлением. Общая гарантия — 4 года при пробеге до 50 тыс. миль.

В Японии с правосторонним рулём и приводом Hybrid Synergy Drive с конца 2003 г. собираются минивэн Тoyota Estima и седан-люкс Toyota Crown. С 2005 г. система HSD будет устанавливаться на другие модели на одной платформе с Lexus RX 330 (Toyota Camry, Highlander, Sienna, Avalon, Solara). С августа 2005 г. поступит в продажу седан-люкс Lexus LF-S (Lexus Future-Sedan) с восьмицилиндровым двигателем 300 л.с. для привода задних колёс и электромотором для вращения передних. Для продажи в США и др. странах с гибридным агрегатом подготавливаются минивэн Toyota Sienna и внедорожник Toyota Highlander. Компания рассчитывает к 2007 г. довести ежегодные продажи гибридов до 300 тыс. ед. Toyota в 2004 г. поставит в США для Ford Escape HЕV 15-20 тыс. комплектов системы HSD и ведёт переговоры о сотрудничестве в области производства автомобилей-гибридов с General Motors. Совместно с японской компанией Nissan готовится производство в США с 2007 г. седана-гибрида Nissan Altima.

Ford Escape HEV. Выходит на рынок в 2004 г. Первый внедорожник (многоцелевой спорт-универсал) с гибридной силовой установкой. Четырёхцилиндровый бензиновый двигатель 2,3 л 120 л.с. для привода передних колёс и электромотор 65 квт (86 л.с.) для привода задних колёс. Ориентировочная стоимость — 25 тыс. дол., общие гарантии — на 3 года при пробеге до 36 тыс. миль. В следующем году Ford Motor намечает приступить к выпуску среднеразмерного седана-гибрида Ford Futura.

Saturn Vue Hybrid — первая модель-гибрид компании General Motors для широкой продажи в 2005 г. Четырёхцилиндровый двигатель 125 л.с. и два электромотора по 27 л.с. Удельный пробег при комбинированном режиме город/шоссе — 40 миль/гал. General Motors с 2007 г. намечает выпускать с гибридными системами также пикап Chevrolet Equinox и седан Chevrolet Malibu. General Motors, которая пока отстаёт по созданию гибридов от японской Toyota, имеет амбициозные планы собирать ежегодно с 2007 г. до миллиона машин семи моделей с гибридными агрегатами, включая пикапы Chevrolet Silverado Hybrid и GMC Sierra Hybrid. Для армии США, у которой в наличии 300 тыс. различных транспортных средств, GM создаёт грузовик с силовым агрегатом, включающим восьмицилиндровый дизель 6,6 л 210 л.с. и электромотор 80 л.с.

DaimlerChrysler собирается в ближайшее время начать выпуск гибридной версии пикапа Dodge Ram.

Различные варианты экспериментальных машин с гибридными двигателями можно видеть практически на любом крупном международном автошоу. Например, японская Mitsubishi демонстрировала многофункциональный автомобиль для активного отдыха Mitsubishi S.U.P. (Sports Utility Pack) с тремя электромоторами (два на задней оси и один — на передней). Французская Renault показывала четырёхместную мини Ellypse с турбодизелем 99 л.с. и электромотором-стартером для разгона мощностью 16 л.с. Любопытное решение прорабатывают и в России. Два электромотора вращают задние колёса. Трансмиссия отсутствует, а небольшой бензиновый двигатель-генератор работает только на подзарядку аккумуляторов.

В автомобилях с гибридным приводом, как уже упоминалось, — меньше вредных выбросов в атмосферу. Toyota Prius, Honda Insight, Honda Civic Hybrid и Ford Escape HEV по экологии соответствуют жёстким требованиям стандарта SULEV (Super Low Emission Vehicle) и калифорнийского стандарта PSEV. Администрация Калифорнии заключила соглашение с автостроителями, предусматривающее к 2011 г. поставки на рынок штата и в компании по прокату и лизингу автомобилей не менее 600 тыс. машин с гибридными двигателями.

Слaбым местом гибридов пока являются повышенные затраты на производство (дополнительно 1-5 тыс. долларов на один автомобиль), но по мере увеличения объёмов выпуска себестоимость снизится, а при росте цен на топливо возрастёт эффект от экономии бензина. Предстоит также найти правильное решение для утилизации отработанных аккумуляторов.

В заключение отмечу, что по дорогам Америки бегает 225 млн. автомобилей, и ежедневное потребление нефти достигло 8 млн. баррелей. В настоящее время потребности США в нефти покрываются импортом на 54%, а через 20 лет, по прогнозам, эта цифра вырастет до 68%. Чтобы ощутимо снизилось потребление бензина, необходима замена в автопарке десятков миллионов машин на более экономичные, что совершенно нереально в ближайшие 5-7 лет. Да и после этого срока можно рассчитывать на снижение потребления бензина лишь в том случае, если 20-30 млн. машин будут оснащены гибридным приводом или топливными элементами. Хочется надеяться, что правительство США сделает всё возможное, чтобы препятствовать росту цен на нефть на мировом рынке и удержать стоимость бензина внутри страны хотя бы на уровне 2001-2002 г.

Главная страница | Архив | Содержание номера

Номер 1(338) 07 января 2004 г.

[an error occurred while processing this directive]