Гибридный Ванкель: роторный гибрид

Гибридный Ванкель: роторный гибрид

Классическая симфония, могучий баритон, неистовое крещендо, рев разъяренного зверя — сколь велико разнообразие высокопарных эпитетов, которыми журналисты щедро одаривают звучание двигателей спортивных автомобилей. За километр заслышав воинственный клич иного суперкара, случайные прохожие останавливаются как вкопанные и разворачиваются лицом к дороге, превращаясь в благодарных зрителей. Тщеславие водителя нежится в воображаемых аплодисментах…

Вцепившись в замшевый руль, я вслушиваюсь в нарастающее шуршание шин. Правая нога уверенно прижимает педаль к полу, а в ответ из-за спины доносится лишь негромкий писк, почти как, пардон, в троллейбусе. И в эти мгновения писк для меня дороже яростного бурления любого V8 — ведь электрические двигатели Audi R8 e-tron разгоняют эту футуристическую капсулу до сотни всего за 4,8 с. Именно на этой машине, а не на обычной R8, должен был бы ездить Железный человек, если бы фильм снимался чуть позже. С питанием от термоядерного реактора костюма! Большая часть восторженных взглядов успевает лишь скользнуть по корме электрического суперкара, практически бесшумно рассекающего пространство. Если хочется больше внимания, достаточно чуть сильнее нажать на педаль — и немыслимые 4500 Нм крутящего момента заставят 19-дюймовые катки огласить окрестности пронзительном визгом пробуксовки.

Через несколько секунд я летел уже под 200 км/ч, а еще спустя секунд тридцать меня попросили заехать в гараж. «Наверное, это самый недолгий тест-драйв в вашей жизни?» — виновато улыбнулся инженер технического центра Audi. За пару часов прокатиться на электрическом суперкаре по короткой закрытой трассе должны были полсотни журналистов. И все же на лицах коллег я не заметил ни тени разочарования.

Новый технический центр Audi обошелся компании в 120 млн евро. Он собрал под одной крышей все необходимые ресурсы для разработки и испытания электрических и гибридных автомобилей: около 400 рабочих мест для инженеров и технологов, исследовательские лаборатории, испытательные стенды. Специальное оборудование позволяет эмулировать реальные и экстремальные нагрузки на самые разные узлы и агрегаты. Теперь, чтобы провести испытание (в том числе длительные) новой батареи, электронного блока управления или трансмиссии, не обязательно собирать готовый автомобиль.

4х4х4

Пожалуй, в недалеком будущем такие спорткары будут называть «среднебатарейными». Ведь, подобно ДВС в традиционных автомобилях, батарея здесь является самым тяжелым элементом конструкции, определяющим развесовку машины. Литий-ионный аккумулятор R8 e-tron массой в 550 кг располагается за спинками сидений водителя и пассажира. Это позволяет добиться распределения веса по осям в пропорции 42:58, как на обычном бензиновом R8 5,2 FSI. С серийным собратом электромобиль роднит и снаряженная масса: e-tron с легким алюминиевым кузовом весит 1600 кг, немногим больше 1560-килограммового бензинового R8.

Сходство характеристик с обычным R8 не случайно. С помощью e-tron Audi хочет продемонстрировать, что электромобиль — это не жалкая жертва экологических норм и не компромисс с точки зрения динамики и управляемости. Он должен и может ездить ничуть не хуже, а то и лучше своих «архаичных» бензиновых собратьев. К примеру, у e-tron нет коробки передач, он никогда не требует переключения скоростей, и весь крутящий момент четырех двигателей доступен водителю в любой момент времени. Это далеко не то же самое, что коробка DSG с двумя сцеплениями. Да, она переключает передачи без разрыва тяги, но только вверх. При переходе на пониженную бензиновый двигатель все равно просит тайм-аут, чтобы повыше подтянуть обороты. Электродвигателю такие проблемы неведомы.

Из парка электрифицированных автомобилей Audi для наших суровых условий лучше всех подходит гибридный кроссовер Q5 Hybrid. С точки зрения силовой установки он не столь экзотичен, как прототипы e-tron. Экономичному турбодвигателю 2.0 TFSI мощностью 211 л.с., агрегатированному с восьмиступенчатым автоматом, помогает 45-сильный электродвигатель. Однако, как говорится, Бог в деталях. Гибридный Q5 оснащается литий-ионной батареей и может проехать на электротяге около 3 км со скоростью 60 км/ч. Максимальная скорость авто в электрическом режиме достигает 100 км/ч. С места кроссовер разгоняется до сотни за 7,1 с. Алгоритм работы гибридного привода отличается от аналогов своей последовательностью. Следя за указателем режима движения, водитель всегда знает, как именно работает автомобиль. Стрелка последовательно проходит пять зон: «рекуперация» (при торможении или движении по инерции), «эффективность» (при движении на электротяге), «зеленая зона» (экономичное вождение с бензиновым двигателем), «интенсивный разгон» и Boost, при котором оба двигателя выжимают из себя все соки, чтобы сообщить автомобилю максимальное ускорение. Продажи Q5 Hybrid стартуют в этом году.

Каждое колесо R8 e-tron вращает собственный электромотор. Это не мотор-колеса — спортивному автомобилю лишняя неподрессоренная масса ни к чему. Компьютер распределяет тяговые усилия между колесами, корректируя недостаточную или избыточную поворачиваемость. Благодаря системе управления крутящим моментом автомобиль может скользить всеми четырьмя колесами и все равно покорно следовать в указанном водителем направлении. Это та же совершенная система полного привода Quattro, что и на бензиновых моделях, только в более естественном виде — без сложных дифференциалов и муфт.

Действительно ли электрический R8 так же удобен в эксплуатации, как и бензиновый? Батарея емкостью 53 кВтч (из которых реально используются 42,4 кВтч) обеспечивает автомобилю пробег 250 км в смешанном цикле. Если отжигать на всю катушку, эта цифра заметно уменьшится. Зарядка полностью разряженной батареи от домашней электросети 220 В занимает 6−8 часов. Если подключиться к высоковольтному источнику энергии на специальной заправочной станции, это время сокращается до 2,5 часа.

Дисплей бортового компьютера в центре приборной панели информирует водителя о режимах работы гибридной силовой установки, помогая вести машину в более экономичном стиле.

Если предположить, что каждый вечер автомобиль будет возвращаться ночевать в теплый гараж, то хлопот со спорткаром будет не больше, чем с мобильным телефоном. А вот как быть, если на улице лютый российский мороз, а батарея работает при температуре не ниже -10°С? «Пока машина подключена к электросети, батарея будет готова к поездке, — говорит специалист по высоковольтным системам Audi Даниэль Андре.- После полной зарядки аккумулятора электричество тратится на поддержание температуры в машине, комфортной и для батареи, и для водителя». Как же быть, если автомобиль нужно «завести на холодную»? Эту проблему инженерам Audi еще предстоит решить.

Повозиться придется и с драйверскими настройками. Все, кому довелось сесть за руль R8 e-tron, отмечали, что примерно до 80 км/ч спорткар категорически не хочет разгоняться. И лишь затем недвусмысленно вжимает водителя в спинку кресла, заставляя поверить: силенок у электромобиля хоть отбавляй. В любом случае R8 e-tron — вовсе не действующий макет. К концу 2012 года Audi планирует запустить его в продажу ограниченной серией.

Электродвигатель, батарея и управляющая электроника гибридного Q5 включены в систему жидкостного охлаждения, благодаря чему повышается пиковая мощность гибридной силовой установки. Максимальная скорость Audi Q5 Hybrid достигает 222 км/ч, а от 0 до 100 км/ч автомобиль разгоняется за 7,1 с.

Тепличная культура

В шоу-руме маленький хетчбэк Audi A1 e-tron теряется на фоне супергероя R8. Зато схема энергетического тракта скромника вызывает не меньший ажиотаж, чем картина Пикассо. Единственный электромотор пиковой мощностью 102 л.с. приводит здесь передние колеса. Заряда T-образной литий-ионной батареи емкостью 12 кВтч автомобилю хватает на 50 км пробега. По статистическим данным немцев, большинству пользователей этого вполне достаточно для ежедневных поездок из дома на работу и обратно.

Пожалуй, у жителей Южного Бутова, работающих в центре Москвы, могли бы возникнуть возражения на сей счет. Зато и заряжается A1 быстро. Для полной зарядки батареи от домашней розетки нужно около трех часов, а от высоковольтной сети 380В машина «заправляется» менее чем за час. Пожалуй, на таких условиях лично я был бы готов пользоваться специальными заправками даже в середине пути — при условии, что на них варят хороший кофе.

Компоновочная схема Audi a1 e-tron. Электрические компоненты автомобиля размещаются так, чтобы добиться равномерного распределения веса по осям и, как следствие, хорошей управляемости.

Самое интересное у A1 — под полом багажника. Там расположился так называемый Range Extender, или удлинитель пробега. Это односекционный роторно-поршневой двигатель объемом 254 см³ в комплекте с 15-киловаттным генератором. При необходимости бесшумная энергетическая установка запускается и, вращаясь со скоростью 5000 об/мин (наиболее эффективный режим РПД), подзаряжает батарею. Весь Range Extender, включая двигатель, генератор, управляющую электронику, выпускной тракт и даже шумоизоляцию, весит всего 65 кг. При емкости топливного бака всего 12 л система обеспечивает автомобилю пробег до 250 км. Расход топлива в смешанном цикле при этом составляет 1,9 л на 100 км.

Будем честны: 250 км пробега- это далеко не 500 «бензиновых», а три часа у розетки — не три минуты у бензоколонки. Стремясь примирить будущих владельцев с экологическими неудобствами, специалисты Audi придумали целую систему отношений автомобиля с хозяином. Она основана на постоянном подключении машины к интернету. Находясь на любом расстоянии от авто, вы можете загрузить терминал управления на iPhone (разумеется, серийный автомобиль будет поддерживать и другие мобильные платформы). Здесь вы увидите информацию о координатах машины, ее техническом состоянии, уровне заряда батареи, запасе хода. При желании вы сможете даже проверить уровень жидкости в бачке омывателя или открыть окна. Но главное, вам предстоит сообщить автомобилю, когда и куда вы собираетесь совершить ближайшую поездку.

Audi A1 E-TRON всегда подключен к сети интернет. Система планирования маршрута основывается на картах Google, а подготовка к поездке (прогрев салона, расчет заряда) осуществляется через iPhone.

Получив «заказ», e-tron рассчитает маршрут движения, принимая во внимание следующие моменты: города и жилые зоны на пути, в которых следует двигаться исключительно на электротяге (инженеры Audi рассчитывают, что в скором времени обладатели автомобилей с нулевыми выбросами получат серьезные законодательные преимущества в городе); протяженные спуски, на которых можно будет подзарядить батарею с помощью рекуперации; подъемы, на преодоление которых потребуется больше энергии; заправки, где можно будет пополнить бак Range Extender. Получив всю эту информацию с карт Google, автомобиль рассчитает, как именно ему расходовать энергию, чтобы преодолеть дистанцию в максимально экономичном режиме и быть готовым к непредвиденным ситуациям. А заодно прогреет салон к назначенному времени.

Ретардер в обмен на коробку

А каково ездить на Audi A1 e-tron? По собственным впечатлениям рискну предположить, что водителю, пересевшему на электромобиль, практически не придется менять своих привычек. А вот вернувшись обратно в бензиновую машину, придется вновь привыкать к переключениям коробки передач, недовольному ворчанию мотора на разгоне, вздрагиванию при запуске двигателя. Бесшумный и простой электромобиль очень удобен в городе. А с точки зрения динамики он не отстает от своих бензиновых братьев — разгон до сотни занимает 10,2 с.

Audi A1 e-tron может заряжаться как от специальной заправочной станции, так и от домашней электросети с напряжением 220 В. Домашняя зарядка занимает около трех часов, а «промышленная» — меньше часа. Информацию о заряде батареи и соответствующем максимальном пробеге водитель всегда может получить дистанционно с помощью специального приложения для iPhone.

Было любопытно обнаружить на априори «бесступенчатом» электромобиле подрулевые «лепестки». Здесь они управляют степенью рекуперации со значениями от нyля (при отпускании педали газа электродвигатель полностью отключается) до пяти (на двигатель подается большая электрическая нагрузка, и он интенсивно заряжает батарею, тормозя автомобиль). Поначалу мы никак не могли ответить сами себе на вопрос: неужели это настолько важный параметр, что его нужно выносить на подрулевые лепестки? Почему степень рекуперации не может определить автоматика?

Представьте себе, что вы едете по дороге с нулевым уклоном. Наиболее выгодная стратегия в данном случае — катиться по инерции. Если начать «тормозить двигателем», запасая энергию, то вскоре придется вновь нажать на газ и потратить еще больше. При езде с горки у водителя появляется выбор: ехать быстрее или «тормозить двигателем», заряжая батарею. Интенсивность рекуперации будет зависеть от крутизны спуска и желаемой скорости. Никто, кроме водителя, не может принять это решение. Похожий орган управления — ретардер, или «тормоз-замедлитель», — можно увидеть на грузовиках и автобусах, эксплуатируемых в горной местности.

Летом первые A1 e-tron появятся на улицах Мюнхена в рамках совместного проекта Audi с энергетической компанией E. ON, Мюнхенским технологическим университетом и коммунальными службами баварской столицы. Одновременно с ними в городе откроется 200 специальных электрических заправок. Пожалуй, это весомый аргумент в пользу того, что электромобили — это не диетические игрушки для позеров и не высокотехнологичный пиар автопроизводителей, а вполне реальная перспектива ближайшего будущего.

Статья «» опубликована в журнале «Популярная механика» (№1, Январь 2011).
Комментарии

Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь,
чтобы оставлять комментарии.