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

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

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

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

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.

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

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.