Альтернативное топливо. Забудьте слово «нефть»

Альтернативное  топливо. Забудьте слово  «нефть»

Описание  всех представленных на форуме Challenge Bibendum в Шанхае машин  заняло бы несколько  книжных томов. Будем  знакомиться по отдельным  маркам. Сегодняшний  разговор — о General Motors

Альтернативное  топливо. Chevrolet Equinox  
© Фото: General Motors

Корпорация GM думает о будущем и осознает свою ответственность  перед обществом. К вопросам экологии и энергосбережения здесь относятся  серьезно. Иначе бы не привозили  в Китай сразу семь автомобилей, иллюстрирующих различные технические  решения.

Opel Corsa 1.3 CDTI ecoFlex, оснащенный самым маленьким в  мире четырехцилиндровым турбодизелем  с впрыском common rail, выделяет всего  119 г углекислого газа на километр  пробега, расходуя на 100 км всего  4,6 л дизельного топлива. Почти  всеядный Opel Zafira 1.6 CNG может работать  на сжатом природном газе, бензине  либо смеси двух топлив в  любой пропорции. Его «двоюродный  брат» Saab 9-3 BioPower потребляет этанол (Е85), бензин или коктейль из  двух топлив любой «крепости».

Chevrolet Tahoe 2-Mode Hybrid отличается от своего бензинового  собрата «всего лишь» уменьшением  «аппетита» на 50% при движении  по городу.

Saturn Aura GreenLine скрывает  в своем чреве гибридную систему  GM, отличающуюся от аналогичных  прежде всего «подъемной» ценой,  и имеет куда меньший расход  топлива, чем бензиновая модель Chevrolet Equinox Fuel Cell — прототип автомобиля  будущего: расход топлива — ноль, выхлопы — ноль. Но присутствует  в настоящем: сто машин этой  модели проходят сейчас потребительские  испытания в рамках проекта  Project Driveway, крупнейшего в мире  маркетингового теста автомобилей  на топливных элементах.

Последний экспонат стоял несколько особняком: от Chevrolet Volt Fuel Cell в Шанхай привезли только шасси  — для демонстрации системы E-Flex, позволяющей полностью или почти  полностью отказаться от заездов  на заправочную станцию. 
Весь парк автомобилей GM (кроме стоящего на стенде шасси) активно участвовал в проходивших в рамках форума ралли, демонстрационных заездах и пробных поездках журналистов. Шоу оставим за рамками повествования, лучше присмотримся повнимательнее к конструкциям.

Opel

Альтернативное  топливо. Fuel Cell  
© Фото: General Motors

Corsa четвертого  поколения, дебютировавшая в 2006 году, уже хорошо всем знакома.  Ее появление на форуме в  Китае — подтверждение того, что  насущные задачи охраны окружающей  среды давно и успешно решаются  при выпуске массовой серийной  продукции. Низким расходом топлива  отличается не только представленный, но и все другие дизельные  и бензиновые двигатели Ecotec с  четырьмя клапанами на цилиндр. 

Если 90-сильный 1.3 CDTI потребляет 4,6 л, то бензиновый мотор 1,2 л с коробкой Easytronic при 80 л.с. — 5,8 л. И это в смешанном цикле (по методике MVEG). Zafira CNG дебютировала еще  на год раньше. Использование сжатого  природного газа — старый и надежный конек Opel. Zafira — очередное тому подтверждение.

Основная беда работающих на сжатом газе машин —  громоздкие баллоны высокого давления. А Zafira всех поколений славится возможностью быстрой и удобной трансформации  салона. Дабы не лишать газовую версию конкурентных преимуществ, все четыре баллона спрятали под полом у  задней оси. Ни одного из 645 (1820 — в  семиместной модификации) литров объема багажника «украдено» не было.

Zafira CNG успешно  прошла крэш-тесты германского  автоклуба ADAC, подтвердив необоснованность  слухов о необычайной опасности  «газовых» автомобилей при аварии. Переход на сжатый газ снижает  затраты на топливо. В Германии, например, при их ценах экономия  составляет 30% по сравнению с дизельными  и 50% — с бензиновыми аналогами.  Кроме того, Zafira CNG с мотором мощностью  57 л.с. выбрасывает в атмосферу  на 80% меньше NOx и на 25% — CO2 в сравнении  с бензиновой версией. По последнему  показателю она выигрывает 10% и  у дизеля. В выхлопе полностью  отсутствуют частицы сажи, что  означает, что Zafira CNG не будет подпадать  под грядущие ограничения въезда  в крупные города.

Saab

Saab 9-3 с мотором BioPower  
© Фото: General Motors

Мы уже привыкли, что на альтернативных видах топлива  машины едут медленнее, разгоняются  хуже. Saab опровергает устоявшееся  мнение. Концепт Saab BioPower на топливе  Е85 (85% этанола, 15% бензина) имеет мощность на 17% и крутящий момент на 10% большие, чем бензиновые аналоги, при одновременном уменьшении выбросов СО2. Новый мотор намечается устанавливать на все модели семейства 9-3, включая Sport Sedan, Sport Combi и Convertible. Шведы надеются, что он повторит успех Saab 9-5 BioPower, признанного наиболее успешно продаваемым двухтопливным автомобилем Европы. 
Использование турбонаддува позволило совместить исключительные динамические характеристики автомобиля с меньшей нагрузкой на окружающую среду.

Помимо повышения  мощности со 150 до 175 л.с. и крутящего  момента с 240 до 265 Нм, достигнута и  лучшая динамика. Saab 9-3 Sport Sedan на биотопливе разгоняется от 0 до 100 км/ч за 8,4 с (на бензине — за 9,5 с), а на пятой  передаче с 80 до 120 км/ч — за 13,9 с (на бензине — за 15 с).

Дело в том, что топливо Е85 имеет октановое  число 104, позволяющее поднять давление наддува и увеличить угол опережения зажигания без угрозы детонации, разрушительной для деталей двигателя. Без наддува преимуще- 
ства Е85 над бензином в многотопливном двигателе не реализовать.

Opel Corsa с дизельным  двигателем CDTI  
© Фото: General Motors

Изменений в  конструкции при переходе на биотопливо потребовалось не много. Помимо перепрограммирования электронного блока управления двигателем потребовалось установить более стойкие клапаны и их седла, а ряд деталей системы питания (бак, насос, трубопроводы и их соединения) выполнить из совместимых со спиртом материалов. «Мозги» анализируют состав топлива в баке после каждой заправки и перестраивают управление рабочим процессом без вмешательства водителя.

К слову, в Швеции в этом году будет функционировать  не менее 800 заправок биотопливом, во Франции  — 500. Развиваются сети в Великобритании, Германии, Ирландии, Голландии и  Бельгии. С появлением заправок в  США биоэтанол стал наиболее быстро обретающим популярность альтернативным топливом в мире.

Уже сегодня  во многих странах в товарный бензин вводится от 5 до 10% этанола. Производство этилового спирта не требует больших  финансовых затрат, процесс хорошо изучен и отработан. Запасы растительного  сырья возобновляемы. Использование  биоэтанола не требует серьезных  переделок двигателя. Все перечисленные  факторы дают этому топливу шанс со временем стать заменителем нефтепродуктов. Если только такой переход не приведет к мировому продовольственному кризису.

Chevrolet

Серийный 1-и 2-литровый двигатель Ecotec  
© Фото: General Motors

Вы представляете  себе полноразмерный американский SUV? Этакий приплюснутый сверху городской  автобус с мотором литров на семь, который при заправке надо глушить  обязательно, иначе никогда не уедешь. Забудьте такую картину. Технология 2-Mode Hybrid («Гибрид двух видов»), примененная  на Chevrolet Tahoe и GMC Yukon, позволила на машинах  с приводом на одну ось снизить  расход топлива на 50% — в смешанном  цикле. Монстр с двигателем объемом 6 л потребляет топливо как 2,4-литровая Toyota Camry, также не страдающая повышенным аппетитом. При этом полноразмерники  не потеряли ни в динамике, ни в способности  тянуть прицеп.

Секрет в новейшей электрической трансмиссии GM Electic Variable Transmission (EVT) и 300-вольтовой никель-металлогидридной «Системе хранения энергии» (Energy Storage System — ESS), работающих совместно со стандартным  бензиновым 6-литровым двигателем V-8 Gen IV. Характерные отличия этого  силового агрегата — активная система  управления подачей топлива (Active Fuel Management — AFM) и позднее закрытие впускных клапанов по технологии LIVC (Late Intake Valve Closing). Гибридная схема позволяет Tahoe и Yukon не только трогаться с места  и разгоняться до 30 миль (приблизительно 50 км) в час на электротяге, но и  дальше использовать экономичный режим V-4. Для снижения расхода топлива  пришлось также уделить внимание аэродинамике кузова (Сх = 0,34) и снижению веса отдельных деталей. Вспомогательное  оборудование (кондиционер, усилитель  рулевого управления) переведены на электропривод.

Освоение производства новой трансмиссии на заводе в  Балтиморе обошлось General Motors в 116 млн  долларов. Считается, что 2-Mode — единственная гибридная трансмиссия, разработанная  и выпускаемая в США крупным  автопроизводителем. Особенность трансмиссии 2-Mode — в уникальной комбинации двух электромоторов и четырех фиксированных  передач, размещенных в пространстве, которое обычно занимает автоматическая коробка передач. Более широкий  диапазон рабочих скоростей электромоторов и четыре варианта передаточных чисел  позволяют выбрать наиболее экономичный  режим работы силового агрегата без  снижения других эксплуатационных характеристик.

Chevrolet Equinox Fuel Cell не расходует бензин и не  выбрасывает в атмосферу ничего, кроме водяного пара. Автомобиль  работает на топливных элементах.  Топливом для него служит водород.  Это полноценный автомобиль, разгоняющийся  до 100 км/ч за 12 с и развивающий  максимальную скорость 160 км/ч. Он  вмещает четырех человек и  приличный объем багажа. Одной  заправки хватает на 320 км пробега.  Машина оборудована АБС на  всех четырех колесах, имеет  эффективные тормоза и, в отличие  от ранних моделей автомобилей  с топливными элементами, легко  заводится и полноценно работает  при отрицательных температурах.

По своим эксплуатационным характеристикам машина не отличается от бензинового аналога. Энергетическая установка спрятана под капотом  на месте двигателя. Помимо пакета топливных  элементов она включает в себя никель-металлогидридную аккумуляторную батарею под полом между передними  сиденьями. Батарея накапливает  регенерируемую при торможении энергию  и «помогает» топливным элементам  при интенсивном разгоне. 
В три размещенных позади задних сидений баллона, армированных углепластиком помещается 4,2 кг водорода под давлением в 700 бар. На месте выхлопной трубы — четыре щели, через которые выходит водяной пар. На дисплее в центральной консоли отражается не только навигационная, но и «энергетическая» информация, а место тахометра заняли указатель потребляемой мощности, отградуированный в киловаттах.

Saturn Aura — «Автомобиль  2007 года» в Северной Америке  — в нынешнем году получит  новый экономичный четырехцилиндровый  двигатель Ecotec DOHC объемом 2,4 л.  Этот же силовой агрегат установлен  на гибридном Aura Green Line. Он агрегатирован  с коробкой Hydra-Matic 4745, электрическим  мотор-генератором и никель-металлогидридным  аккумулятором.

Высокая топливная  экономичность (24 мили на галлон в городе и 32 — на шоссе) достигнута за счет системы  «старт-стоп», раннего отключения подачи топлива при замедлении, рекуперации  кинетической энергии при торможении, подзарядки батареи в наиболее благоприятных  режимах. Продажи автомобиля начнутся в этом году. Цена в 22 790 долларов делает Aura Green Line самым дешевым гибридным  седаном средних размеров на североамериканском рынке. 
Электрический концепт Chevrolet Volt впервые показали широкой публике в январе 2008 года, а осенью в Шанхае уже дебютировал Volt второго поколения.

У первенца (относительного, первый электроконцепт EV1 появился еще  в 1996 году) подзарядить батарею в  пути позволял работающий на Е85 двигатель, новый Volt подпитывается от топливных  элементов. Второй вариант системы E-Flex использует топливные элементы GM пятого поколения и литий-ионную батарею.

Запас хода без  заправки и выбросов — 480 км. Каждая подзарядка от сети дает дополнительные 34 км. Система E-Flex позволяет использовать различные виды электроэнергии. Упомянутый Volt 1 мог проехать на зарядке от сети 65 км, а подзарядка на ходу от маленького биотопливного двигателя внутреннего  сгорания доводила запас хода до 1030 км. Достоинство системы — в  ее «всеядности». Источник энергии  выбирается в зависимости от местных  условий. Электричество и водород  могут вырабатываться с помощью  ветра, солнца, геотермальных источников, энергии воды, биотоплива или традиционных — газа, угля, атомной энергии  и даже бензина. Причем любой из способов получения водорода вызывает меньший  парниковый эффект, чем прямое использование  бензина.

При той же мощности топливные элементы GM пятого поколения  имеют вдвое меньшие по сравнению  с предшественниками габариты. Агрегаты четвертого поколения ныне используются на концепте Chevrolet Sequel. При запасе в 8 кг водорода Sequel «пробегал» на одной  заправке 480 км. Volt проходит такое же расстояние на 4 кг водорода. Правда, он на 30% легче, чем Sequel, за счет использования  ряда облегченных деталей. Топливные  элементы у Volt размещаются под капотом  и по размерам эквивалентны четырехцилиндровому  двигателю с коробкой-автоматом.

В системе E-Flex используются ступичные электромоторы GM третьего поколения, размещаемые внутри задних колес и повышающие крутящий момент полного электрического привода.

2 Марта 2008г.

Автор: Владимир Заборщиков 
© 5 колесо