Уже в 2010 году в Москве и Санкт-Петербурге могут появиться первые гибридные автобусы российского производства. При езде в условиях города транспорт с гибридным двигателем не только даёт заметную экономию топлива, но и наносит меньший вред окружающей среде. Автолюбители знают: расход бензина при езде по городу всегда выше, чем по трассе. Расход бензина в режимах «город» и «трасса» настолько различается, что автопроизводители специально указывают в спецификациях конкретные цифры для той или иной модели. Такие сильные различия связаны с тем, что в городском цикле автомобиль постоянно тормозит и разгоняется в пробках, на светофорах и поворотах. Энергия, расходуемая на разгон всегда больше, чем при езде с примерно постоянной скоростью. А при торможении та же энергия, которую с таким трудом потратили в начале пути, безвозвратно теряется. Уже довольно давно родилась идея о рекуперации, или возврате этой энергии. Однако обратно в бензобак её не вместить. Единственный способ — это преобразовать её в электричество, а потом уже запасти её в накопителе энергии. Многие колесные средства, в основном, правда, работающие от электричества, уже давно имеют такие рекуперационные системы — речь идёт о некоторых конструкциях электровозов и трамваев. Но, всё же, наиболее востребованным транспортом в наши дни является автомобильный — на двигателях внутреннего сгорания. И для них рекуперация стала бы очень позитивным техническим решением в плане экономии горючего и повышения экологичности. Такое решение уже существует и называется гибридным двигателем. Ещё до середины 1990-х о них мало кто не слышал. А уже в 1997 году появился первый серийный автомобиль марки Toyota, в котором поршневая тяга была скомбинирована с электрической. К настоящему времени производится более 15 марок автомобилей с гибридными двигателями, а общий годовой объём выпуска таких гибридных автомобилей, или гибридов, составляет более полумиллиона штук. Что представляет собой такой двигатель, и каковы сильные и слабые стороны гибрида в сравнении с автомобилем, работающим на обычном двигателе внутреннего сгорания (ДВС). Обыкновенный автомобиль проедет без дозаправки несколько сот километров и при этом выделит в атмосферу некоторый объём вредных газов. Когда топливо закончится, его запас можно пополнить на АЗС в считанные минуты. Электромобиль может проехать без подзарядки батарей порядка 80—160 километров. Он экологически чист, бесшумен, а его недостатки начинают проявляться, как только наступает время подзарядиться. У существующих в наше время «электрических» машин этот процесс длится несколько часов. Появляются сообщения о создании аккумуляторов, которые могут зарядиться за несколько минут, но до их промышленного воплощения ещё далеко. Кроме того, специальных станций, где подзаряжают аккумуляторы, естественно, тоже нет. Гибридные автомобили комбинируют преимущества обоих моторов: двигателя внутреннего сгорания и электрического. Достоинство первого — удобный и доступный энергоноситель, а второго — выдающиеся моментные характеристики. В отличие от ДВС, электромотор не нужно заводить и «раскручивать». Не требуется сцепление, а как только включается ток — сразу можно получить максимальную тягу на колёсах. Электродвигатель эффективнее ДВС в режиме частых стартов и остановок (то есть при езде в городском цикле). Двигатель внутреннего сгорания, наоборот, более эффективен на постоянных, оптимальных для данного двигателя оборотах. В гибриде оба двигателя дополняют друг друга и подменяют в критические моменты. ДВС, помимо обеспечения движения, крутит генератор и питает энергией аккумуляторы, от которых потом питается электродвигатель. Тот, в свою очередь, позволяет ДВС работать без резких разгонных нагрузок, в наиболее благоприятных режимах, не требующих большой мощности. Что весьма важно, многие современные гибридные двигатели позволяют осуществлять ту самую рекуперацию. Отсюда — меньший износ, экологичность и экономичность (особенно в городском цикле.) Однако, пожалуй, на этом их достоинства заканчиваются. Теперь о недостатках. Гибридные автомобили сложнее и дороже традиционных автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. Кроме того, если для гибридов использовать накопители энергии на аккумуляторных батареях (сейчас чаще всего применяют литий-ионные батареи), то выясняется, что они имеют небольшой диапазон рабочих температур, а срок службы ограничен несколькими годами. При этом «экономность» гибрида как раз связана с состоянием батареи. Существует и проблема утилизации отработанных батарей. Гибриды дороже в ремонте, да и за сам ремонт обычный автослесарь далеко не всегда возьмётся. Многие ставят под сомнение даже сами преимущества гибридов. Так, ряд тестов, проведённых авторитетными автомобильными изданиями, показал, что гибриды дают заметную экономию топлива только в городе, при движении же в смешанном цикле незначительно, а за городом существенно проигрывают современным дизелям. Почетное звание «Самый экологичный автомобиль года» в 2007 и 2008 годах присуждалось также автомобилям с дизельными моторами. Несмотря на это, в последние годы почти все ведущие автоконцерны стремятся ввести в серию гибридные автомобили. В частности, в 2009 году появились такие новые гибриды. Honda По итогам первого полного месяца продаж (май 2009) Honda Insight нового поколения стал самым продаваемым гибридом в Европе. Ранее Insight стал первым гибридом, завоевавшим звание самого продаваемого легкового автомобиля в Японии. То есть, несмотря на цены, такие автомобили всё сильнее завоевывают популярность. Воодушевлённые успехом, японцы решили выпустить гибрид уже известной модели Honda Jazz. Ford Эта компания пока производит две модели для американского рынка — Fusion 2010 и Escape 2010. На сайте Ford их цены заявлены на уровне 28000 и 32000 долларов соответственно, что, в общем, не очень дорого. В мае 2009 компания Ford предприняла рекламную акцию — автопробег на автомобиле Fusion без дозаправки. Водителю этой машины удалось преодолеть, не заливая бензин, в бак более 2300 километров. Расход топлива составил 2,9 литров на 100 километров. В каком режиме передвигался автомобиль, не сообщается. Для серийных образцов компания заявляла 5 литров на 100 километров в городе и 5,4 литров на 100 километров по трассе. Volkswagen В этом году компания Volkswagen представила гибридный Passat, а также прототип нового гибрида Touareg. Новый Passat потребляет 4,9 литров на 100 километров (хотя фактический расход бензина превышает 5 литров), а анонсированный расход топлива Touareg — около 9 литров на 100 километров. Ещё раньше были выпущены гибриды Polo, Golf, Jetta, Caddy, Touran, Sharan. Hyundai Hyundai выпустила на рынок гибрид Elantra LPI HEV. Это не совсем обычный гибрид — его ДВС не бензиновый, а газовый. Расход топлива составляет 5,8 литров сжиженного газа на 100 километров, что эквивалентно 4,6 литрам бензина, как сообщает официальный сайт Hyundai. Особенность автомобиля — на нём впервые применены литий-полимерный аккумуляторы, которые по сравнению с литий-ионными имеют более высокую плотность накапливаемой энергии, низкую себестоимость, повышенную устойчивость к физическому воздействию и более долгий срок жизни. Кроме указанных компаний, свои новые гибридные автомобили в этом году вывели Jaguar (модели XJ и XE), General Motors (Cadillac Escalada Hybrid 2009 года), анонсируется выход Suzuki Kizashi от Suzuki, ML-450 Hybrid от Mercedes и Active Hybrid X6 от BMW. А что же российские производители? На российском рынке гибридные автомобили пока, похоже, не очень востребованы — они представлены лишь внедорожником Lexus RX400H. Имеется скудная, без подробностей, информация о том, что такие разработки ведутся… Они действительно ведутся, но успеха, по всей видимости, первыми достигнут вовсе не гиганты отечественного автопрома. И, скорее всего, не в сегменте легковых автомобилей. Так, по заказу Министерства сельского хозяйства России в Московском государственном агроинженерном институте ведётся разработка гибридного трактора, и уже есть опытный образец. Согласно протоколу предварительных испытаний, использование гибридного трактора позволит в полтора раза сократить количество выбросов в атмосферу продуктов сгорания и на 20 процентов снизить количество потребляемого топлива. При этом мощность трактора увеличится на 45 процентов, выработка за час возрастёт на 9—12 процентов, снизятся эксплуатационные затраты. По словам разработчиков, срок окупаемости «сельхозинновации» составит не более двух лет. Первые оценки гибридный трактор уже получил: это золотые медали прошлогодних выставок «День поля» и «Золотая осень». В этом году ему предстоит ещё более серьёзный экзамен: начнутся его ресурсные испытания в полях, то есть эксплуатация машины по максимуму, до первого отказа. Другое транспортное средство, гибридный автобус, разрабатывает компания «Русэлпром-Электропривод» совместно с Научно-исследовательским проектно-конструкторским и технологическим институтом электромашиностроения по заказу Ликинского автомобильного завода (дивизион «Автобусы» Группы ГАЗ). Показательно, что российские производители гибридных двигателей для накопления энергии используют не аккумуляторы и суперконденсаторы. Это вызвано следующими причинами. Во-первых суперконденсаторы дешевле. Во-вторых, производства литий-ионных или никель-металлогидридных аккумуляторов необходимого качества и технических характеристик в России нет. В-третьих, исследования направлены на городские автобусы и тракторы — очень важный момент. Эти транспортные средства не будут ездить по трассе — где как раз больше всего подходят именно аккумуляторные накопители энергии. В суперконденсаторах можно «накопить» не так много энергии, как в аккумуляторах, но зато они способны очень быстро это делать и точно так же быстро расходовать энергию, что и необходимо для транспорта, который очень много движется в режиме старт—стоп. О перспективах российского гибридного автобуса рассказал генеральный директор компании «Русэлпром-Электропривод» Станислав Флоренцев: — Станислав Николаевич, как, по-вашему, обстоит дело с разработками гибридных транспортных средств в России? — До последнего времени прогресс в этой области у нас (да и на Западе) сдерживался большой ценой на накопители и силовую электронику. И то, и другое за последние два-три года уменьшилось в цене, и стало экономически целесообразно применять гибридные системы. По западным оценкам, гибридный привод окупается за 10 лет. Это говорит о том, что цена привода все же остаётся довольно значительной. Там автобус стоит порядка 250 тысяч евро, и примерно столько же добавляется, если ставить гибридный привод. У нас немного по-другому. Цена наших разработок не превышает 60 евро, а добавочная стоимость, которая получается, может окупиться за год-полтора работы в городской сети движения — только за счёт экономии топлива. Связано это с тем, что мы не учитываем в цене те затраты, которые понесли при создании автобуса. — На каком этапе находятся разработки Вашей компании? — В прошлом году мы закончили разработку 12-метрового гибридного автобуса. Сейчас он проходит заводские испытания. В конце года мы планируем завершить сертификацию этой модели и выпустить первую серию автобусов. Параллельно ведём разработки для 9-метрового, 15-метрового и 18-метрового автобусов. — Накопители энергии и силовая электроника в них российского производства? — В накопителях мы используем суперконденсаторы производства фирмы ESMA из Троицка. Они по всем показателям не уступают лучшим мировым образцам. Они запатентованы, и сейчас поставляются на американский рынок. Российскому рынку они пока были недоступны. Силовая электроника тоже российского производства, но некоторые используемые в ней элементы — силовые и управляющие — из-за рубежа. — Городские компании, эксплуатирующие автобусы, проявляют интерес к разработке? — «Мосгортранс» уже год ждёт этот автобус для проведения подконтрольных испытаний. И «Ленгортранс» ждёт, когда мы поставим первую партию для проведения испытаний в городе. Справка является вторым крупнейшим в России производителем и поставщиком электрических машин. Концерн объединяет 11 предприятий и зависимых обществ, которые выпускают более 3000 наименований электродвигателей, генераторов и систем управления для горнодобывающей, металлургической, нефтяной промышленности, электроэнергетики и ЖКХ. Концерн основан в 1991 году, формирование производственных мощностей завершилось в 2003 году. Имея современную научно-производственную базу, «РУСЭЛПРОМ» занимает лидирующие позиции по разработке и внедрению инноваций в области электромашиностроения. Предприятия концерна выпускают целую линейку импортозамещающих электродвигателей, энергоэффективных электрических машин. Концерн является единственным на постсоветском пространстве производителем гибридного двигателя для городского автобуса, а также разработчиком не имеющего мировых аналогов электропривода для пропашного трактора, который позволяет уменьшить расход топлива на 30%. По материалам |