Зеленый свет для автомутантов

До полного истощения нефтяных запасов Земли остаётся всё меньше времени. Международное энергетическое агентство (International energy agency) пророчит на 2025 год коллапс мировой экономики. По данным компании British Petroleum, мировых доказанных запасов нефти остается лет на сорок. В России же выработали почти половину прогнозных ресурсов суши, а разведанных запасов нефти, пригодных для разработки существующими у нас технологиями, хватит только до 2015 года. У человечества не так много времени, чтобы решить, как прожить без нефти , и оно лихорадочно ищет замену традиционному двигателю внутреннего сгорания, работающему на бензине.

Последние международные автосалоны доказали, что для автопроизводителей XXI век должен стать веком гибридизации. Когда, как не сейчас, начинать поиски нового типа автомобиля? Подскочившие цены на бензин, борьба за сохранение мировой экосистемы , налоговая политика, направленная на поощрение тех автовладельцев, чьи транспортные средства будут наносить минимальный вред окружающей среде, — всё это свидетельствует в пользу актуальности таких поисков.

Однако гибриды (hybrid electric vehicles, HEV) вовсе не являются изобретением последних лет. Гибриды использовались с 1930-х годов под названием «электромеханическая трансмиссия» и широко применялись на железной дороге (дизель-электровоз) и тяжелой автотранспортной технике. В конце 1960-х — начале 1970-х годов электромеханическими трансмиссиями занялся и легковой автопром. Но до недавнего времени дело не шло дальше концептов. Сегодня, благодаря растущим ценам на бензин и давлению со стороны экологов, ситуация изменилась и гибриды перестают быть экзотикой .

Реванш японцев

Японские автопроизводители десятилетиями боролись за то, чтобы догнать и перегнать своих западных и американских коллег в области машиностроения. Однако разработка и производство машин-гибридов, которую начали компании Toyota и Honda в 1990-е годы, позволили Японии отыграться и примерить на себя жёлтую майку лидера.

Можно говорить о том, что существует два главных направления гибридизации. Принцип, который используется компанией Toyota, таков: двигатель внутреннего сгорания должен работать только в режиме максимального КПД. В тот момент, когда КПД снижается и двигатель начинает работать на холостых оборотах, система управления силовым агрегатом глушит двигатель внутреннего сгорания, и в дело вступает электрический мотор. Кроме этого в гибридных автомобилях Toyota используется принцип регенеративного торможения, благодаря которому кинетическая энергия превращается в электрическую, а та накапливается в аккумуляторе. Такая гибридная система обозначается аббревиатурой THS (Toyota hybrid system).

В компании Honda иное видение роли бензинового двигателя в машинах-гибридах: инженеры компании работают над созданием бензинового двигателя с увеличенным КПД. Электрический мотор включается в работы лишь тогда, когда не справляется бензиновый двигатель. За счёт того, что в таких гибридных системах, обозначаемых буквенным сочетанием IMA, не требуется сложного и дорогостоящего силового блока управления, себестоимость автомобиля оказывается ниже. В общем, в компании Honda считают, что гибридная система должна быть максимально простой, электрический мотор выполняет лишь одну функцию — помогает двигателю внутреннего сгорания сэкономить как можно больше горючего.

Toyota Prius, в отличие от многих других автомобилей, появившихся на свет в дополнение к базовым бензиновым моделям, с самого начала была запланирована как чистый гибридный автомобиль. Кстати, это сыграло определённую роль в популярности автомобиля: недавние опросы покупателей Toyota Prius показали, что более половины из них сделали свой выбор в пользу этой машины не только потому, что хотели приобрести экономичное транспортное средство, но и для того, чтобы наглядно продемонстрировать окружающим: они делают свой вклад в улучшение экологической обстановки в мире. Большую часть гибридных автомобилей, имеющихся на рынке, очень трудно отличить от обычных моделей, а у Toyota Prius не существует гибридных аналогов. Получается, что специалисты Honda допустили грубую маркетинговую ошибку, предлагая покупателям гибридные автомобили, внешне не отличающиеся от стандартных моделей.

Существует распространенное мнение, что по внешнему виду именно первая модель Toyota Prius как нельзя лучше соответствует своему статусу первенца эпохи гибридного автомобилестроения и символизирует собой первую страницу исторического описания процесса гибридизации. Создание такого «революционного» автомобиля потребовало значительных средств, поскольку приходилось все делать заново, включая даже самостоятельную разработку специальных полупроводников. Поэтому автомобиль Prius первого поколения хоть и не принес компании никаких дивидендов, зато послужил отличной площадкой для отработки технологии. Будет ли Toyota продолжать начатое дело или решит завершить работу в этом направлении, было неясно. Однако топ-менеджмент компании решился на создание автомобилей второго поколения, которые сегодня не могут сравниться в популярности с другими гибридами. И это, в свою очередь, подтолкнуло западных и американских производителей активизировать работу по созданию своих систем типа гибрид.

Первый гибрид Toyota Prius был запущен в серийное производство в 1997 году и первые три года продавался только на родине, а в 2000 году вышел на рынки Европы и США . Второе поколение Prius, оснащенное усовершенствованной гибридной системой, вышло в 2003 году. В последующие годы Toyota начала выпуск гибридных минивэнов , внедорожников и седанов. В 2005 году автогигант открыл завод по сборке гибридов в китайском городе Чанчунь (Chánchun), а в 2006 году — в североамериканском штате Кентукки. В настоящий момент линейка гибридов Toyota включает в себя Prius II, Camry, Harrier, Highlander, люксовые Lexus GS450h, LS600h, а также продаваемые только в Японии Toyota Estima и Alphard.

В июне 2007 года Toyota Motor Company объявила о том, что мировые продажи гибридных автомобилей этой марки превысили 1 млн экземпляров. По состоянию на 31 мая 2007 года в мире было продано 1 047 000 машин с гибридной силовой установкой.

Гибриды наступают

Аналитическая компания Yano Research Institute, исследовав рынок гибридных автомобилей, составила прогноз, согласно которому следует ожидать 16-кратного роста рынка гибридных автомобилей в течение десяти лет — с 320 тыс. в 2005 году до 5 млн. 370 тыс. в 2015-м. Аналитики отмечают, что если раньше гибридные электромобили были представлены моделями компакт-класса, то в последнее время начали появляться и более крупные гибриды — кроссоверы, внедорожники и автомобили представительского класса. Предполагается, что рынок будет расти на 28% в год и достигнет 500 тыс. единиц в 2015 году. Специалисты считают, что с течением времени в гибридах вместо преимущественно используемых сейчас никель-металлогидридных аккумуляторов начнут применяться литий-ионные, обладающие рядом преимуществ, в частности — меньшим весом и лучшей энергетической эффективностью. В 2015 году. доля гибридов, оснащенных литийно-ионными аккумуляторами, по прогнозам аналитиков, составит две трети от общего количества гибридных автомобилей.

Во время Детройтского автосалона (North American international auto show) представители Toyota Motor сообщили, что к 2010 году компания разработает гибридный автомобиль по новой технологии Plug-in Hybrid Electric Vehicle (PHEV). Гибридная силовая установка этого автомобиля будет заряжаться от домашней сети электропитания, он сможет при необходимости ездить только на энергии аккумуляторных батарей, без подключения двигателя внутреннего сгорания. Президент Toyota Ватанабе Кацуаки (Katsuaki Watanabe) заявил, что автоконцерн будет развивать производство гибридных автомобилей с использованием литий-ионной батареи взамен никелевой, которая применяется сейчас. Ряд организаций по защите окружающей среды выступают за создание гибридных PHEV-автомобилей, так как благодаря новой технологии сокращается расход топлива и, соответственно, вредные выхлопы. Но некоторые эксперты полагают, что возможность подзаряжать батарею двигателя от простой розетки не спасет от загрязнения окружающей среды, если для подзарядки используется электричество, выработанное на угольной электростанции.

Ещё совсем недавно ведущие мировые автопроизводители подвергали сомнению целесообразность разработки автомобилей-гибридов, утверждая, что это всего лишь промежуточное звено между традиционными автомобилями и электромобилями с приводом от топливных элементов, которые не выделяют отработавших газов и со временем придут им на смену. Первых производителей серийных гибридов, компанию Toyota и Honda, обвиняли в продажах подобных автомобилей в ущерб себе, затраты на трудоемкий процесс их сборки были велики. Но ситуация изменилась, и те автогиганты, специалисты которых выражали сомнения будущем автомобилей-гибридов, сами взялись за разработки. Сегодня совершенно очевидно, что гибриды — это не очередной каприз технологичных японцев, а шаг в будущее.

Недалёкое будущее

Компания Ford Motor купила лицензию на японскую технологию строительства гибридных автомобилей, впервые реализованную в модели Toyota Prius, и в 2004 году выпустила на рынок первый в США серийный автомобиль с бензиновым и электрическим двигателем Ford Hybrid Escape. В ноябре 2005 года таксисты Нью-Йорка пересели на эти внедорожники, последовав примеру своих коллег из Сан-Франциско , которые уже успели оценить по достоинству гибридные авто. Бензоэлектрические Escape получили допуск в качестве таксомоторов в Нью-Йорке от местной комиссии муниципального транспорта. Кроме них разрешение на тот же вид деятельности получили практически все известные на сегодня гибриды — Mercury Mariner, Toyota Highlander, Toyota Prius, Honda Civic IMA, Honda Accord IMA и даже люксовые Lexus RX 400H.

Первыми гибридными авто от Daimler Chrysler станут модели Dodge Durango и Chrysler Aspen, серийное производство которых начнется уже в этом году. Оба автомобиля будут комплектоваться 5,7-литровыми двигателями V8 HEMI с MDS (Multi-displacement System) и гибридной установкой, которая разрабатывалась в сотрудничестве с инженерами General Motors и BMW Group.

Об улучшении экономичности всех своих моделей и снижению вредных выхлопов заявила и компания Audi. Это касается не только двигателей, но и других узлов и деталей, влияющих на расход горючего. Модель Q7 Hybrid, выпуск которой запланирован на 2008 год, — это один из первых результатов данной политики. Гибридная установка для внедорожника будет состоять из 46-сильного электромотора и 3,6-литрового бензинового двигателя V6 мощностью 280 л.с. Электромотор обеспечит дополнительные 285 Нм крутящего момента к 375 Нм, развиваемым двигателем внутреннего сгорания. В результате разгон Audi Q7 займет 7,6 секунды, что на 0,7 секунды быстрее автомобиля с аналогичным бензиновым мотором. Выброс углекислого газа снижается от 304 до 231 г/км. Средний расход бензина будет составлять всего 9,8 л на 100 км, тогда как серийный автомобиль с таким же V6 потребляет 12,9 л на 100 км. Сообщается, что концерны Porsche и Volkswagen участвуют в проекте Q7 Hybrid в качестве партнера. Porsche также планирует производство Cayenne в варианте гибрида, хотя для Cayenne и Q7 выбраны разные схемы гибридизации.

General Motors планирует к 2010 году запустить в производство Chevrolet Volt — бензоэлектрический гибрид, стоимость которого не превысит $30 тыс. На Франкфуртском автосалоне 2007 года была продемонстрирована европейская версия автомобиля, получившего название Opel Flextreme. Машина приводится в движение электродвигателем. Но заряжает батареи уже не однолитровый турбомотор, как на американском прототипе, а 1,3-литровый дизель мощностью в семьдесят одну лошадиную силу. В Opel Flextreme выбросы углекислого газа не превышают 40 г/км. Но несмотря на свою экологичность, автомобиль в состоянии разогнаться до «сотни» за 9,5 с и достичь скорости в 160 км/ч. На дизеле Opel Flextreme работает лишь в случае крайней необходимости — когда выдыхаются электробатареи, рассчитанные на 55 км пути без подзарядки.

Серийными гибридами не позднее 2010 года обещают порадовать и «французы» — Peugeot и Citroёn. Причем ручное управление силовыми установками будет реализовано на заводском уровне. В первых серийных гибридных автомобилях двигателями управляет сложная компьютерная система, которая позволяет существенно экономить топливо в городском режиме, но не на трассе. Ручное переключение силовых установок отчасти может решить эту проблему.

Гибридные машины выпускаются теперь также и в исполнении «люкс». В 2006 году на международной автомобильной выставке в Нью-Йорке впервые был представлен новый гибридный седан Lexus LS 600h/L. Хотя у его бензинового двигателя 8 цилиндров, благодаря использованию также электрического мотора, эта машина будет расходовать меньше бензина, чем более легкие машины с шестицилиндровыми двигателями.

Преимущества автомобилей с электротопливными силовыми установками очевидны: снижение расхода горючего позволяет сократить выбросы углекислого газа. Кроме этого, увеличивается дальность пробега, что лишает владельца необходимости часто посещать автозаправочные станции. Но у гибридов, увы, есть и свои недостатки: такие машины чрезвычайно сложны в устройстве, поэтому за ремонт сломавшегося автомобиля возьмётся не каждый, ведь исправность автомобиля зависит не только от стабильного функционирования механики, но и от работы бортового компьютера. Ещё один момент — аккумуляторы, срок службы которых ограничен. Весомым аргументом является и тот факт, что гибридные автомобили дороже своих традиционных аналогов, и не каждый может позволить себе переплачивать за экологию и возможность экономить в дальнейшем. Но гибриды продолжают упорно завоёвывать мир. Снаружи эти автомобили ничем не отличаются от обычных, но по их венам текут бензин и электричество . И, несмотря на целый ряд недостатков этих мутантов, именно они помогут человечеству дышать с облегчением.