На заданную тему

ДВС или электротяга? За кем будущее?

На полигоне фирмы Bosch, что в Боксберге, установлен надувной макет свечи зажигания — одного из символов компании. Если развитие силового агрегата пойдет по пути, предсказанному «бошевцами», то через 20 лет надобность в свечах отпадет. Тогда вместо надувной свечи посетители полигона будут разглядывать макет обмотки ротора и тоже надувного

Компания Bosch в очередной раз, 59-й по счету, отчиталась перед журналистами. В свете необходимости повышения уровня безопасности автомобилей и улучшения их экологических характеристик рассматривались достижения Bosch. Но самой, на наш взгляд, актуальной из затронутых проблем является тема развития источника тяги.

По мнению инженеров Bosch, через 20 лет электромоторы вытеснят традиционные ДВС. Утверждается также, что, развивая направление гибридных силовых агрегатов (ГСА), автопроизводители сознательно готовят почву для перехода к электротяге. Так ли это?

Гибридизация автомобиля не была бы возможна без постоянного ужесточения экологических норм. И заинтересованы в этом в первую очередь сами автопроизводители: налоговое законодательство многих европейских стран является удобным инструментом по поддержанию спроса на новые машины.

А вот в чем автопроизводители не заинтересованы, так это в переходе на электротягу. Технологическое переоснащение отдельной компании обойдется в такую гигантскую сумму, какую компания эта не потянет. Именно поэтому фирмы и тратят сейчас средства на разработку ГСА: до тех пор, пока будут выпускаться «гибриды», сохранится и конвейерное производство двигателя внутреннего сгорания, поскольку ДВС — это основной элемент ГСА.

По этой же причине многие фирмы сосредоточились на адаптации водорода к использованию его в качестве топлива. BMW Hydrogen7 серийно выпускается на заводе в Дингольфинге с декабря 2006 года. И в Мюнхене даже построено три заправки, где любой желающий может пополнить запасы Н2. Инженеры Mazda приспосабливают к работе на водороде свой «любимый» роторнопоршневой двигатель, но газовая RX-8 который год находится на стадии испытаний. О том, что маздовцы пока не нащупали верные подходы, косвенно говорит недавний дебют прототипа на базе Mazda5, в состав силового агрегата которого (помимо водородного ДВС) входит и электродвигатель.

BMW является и участником проекта H2BVplus, который также нацелен на изучение поведения водорода в камере сгорания ДВС. Образцы, в которых максимальное давление впрыска достигает 300 бар, показывают отдачу свыше 100 кВт/л рабочего объема! Что уж говорить про историю с биоэтанолом. Правда, сейчас наблюдается отлив «спиртовой волны», но множество модификаций, моторы которых охотно потребляют Е85, доведено до конвейера.

Можно вспомнить и попытки некоторых фирм повысить КПД двигателей. Те же мюнхенцы используют тепло системы выхлопа. Пар, произведенный в парогенераторах, установленных на выпускном тракте, вращает турбину, которая добавляет мощность на коленчатый вал. До серии не дошло, но разработчики дизелей для грузовых машин используют похожий принцип (в системах турбокомпаунда) достаточно широко.

Единство и борьба

Как видно, автоконцерны не так уж спешат отказываться от ДВС. Кстати, рассматривая «водородную» тему, нельзя забывать о силовых агрегатах на базе блока топливных ячеек, ведь де-факто это разновидность электропривода, только электричество на борту хранится не в «готовом» виде, а генерируется при окислении H2. Спор двух этих концепций будет разрешен в тот момент, когда один из двух видов «горючего» — сетевое электричество или водород — по отпускной цене (в пересчете на 1 км пробега) сравняется с ценой бензина или солярки.

В пользу «водородного» варианта говорит и сложность получения экологически чистого электричества. Ведь только страны, где большая доля энергии приходится на атомные электростанции (например, такие, как Франция), теоретически смогут покрыть потребности парка электрокаров, не загрязняя атмосферу. А суммарный эффект от эксплуатации электромобилей, потребляющих «напряжение» от тепловых станций, часть из которых до сих пор работает на мазуте, будет негативным.

Вернемся к технике. Высоковольтная аккумуляторная батарея (ВАКБ) — вот узел, который «объединяет» и гибридные машины и транспорт на топливных элементах и электрокары. Собственно говоря, развитие трех этих концепций по большей части и определяется уровнем развития ВАКБ. Единственный пункт, на котором пока сошлись разработчики, — это тип батареи. Никельметаллогидриную конструкцию, похоже, уже «сняли с пробега». Причем даже те, кто поначалу начинал экспериментировать с ней, сейчалу переключились на литий-ионную «идеологию». Инженеры пытаются решить сразу несколько проблем. Во-первых, сегодня высока стоимость одного киловатт-часа, «хранящегося» в батарее. Во-вторых, недостаточны ни энергоемкость, ни удельная мощность литий-ионных ВАКБ. Наконец, не решен вопрос и со сроком службы батареи: сегодня он в несколько раз меньше срока службы автомобиля. Конструкторам предстоит поломать голову и над вопросом утилизации. В США, где за последние несколько лет объемы продаж гибридов выросли в несколько раз, это едва ли не проблема номер один в секторе. Чтобы сделать ВАКБ конкурентоспособной, необходимо поднять ее совокупную эффективность не менее чем на 40%! Даже человек, не искушенный в инженерном деле, понимает, что для этого нужен технологический прорыв.

Несмотря на все сложности, электрокары медленно, но верно прокладывают себе дорогу к конвейеру. И речь идет не только о машинах малого класса, как, например, Mitsubishi i-MiEV. Североамериканская фирма Tesla производит на базе Lotus Elise модель Roadster (в двух модификациях). Готовится к производству и среднеразмерный седан Tesla S. Успехи Tesla настолько впечатляющи, что к работе подключились специалисты Daimler AG. Их интерес (помимо «далекой» электрификации моделей Mercedes-Benz) — налаживание выпуска Smart EV, испытания которого идут сейчас полным ходом.

На мажорной ноте

А что получит от электрокаров конечный потребитель? В первую очередь выиграют те, кто платит налог по соответствию своего автомобиля норме «Евро». Кроме того, при прочих равных электромобиль в перспективе должен быть значительно дешевле — по оценкам специалистов, на треть — такой же машины с ДВС. И дело не только в том, что традиционные машины технически сложнее (и, стало быть, дороже) электрических аналогов. За счет большей свободы в принятии компоновочных решений при равной длине колесная база электромобиля будет больше, а значит, и класс его выше.

В пострелизе, посвященном результатам брифинга в Боксберге, в частности, сказано: «Разнообразие мнений и недостаточно полное понимание технологических аспектов приводят к появлению нереалистичных прогнозов». Будем надеяться, что специалисты Bosch не промахнулись с «электрическим» вопросом. В противном случае на «боксбергском процессе» 2029 года немецким инженерам придется краснеть за своих предшественников. Кстати, наш прогноз на то, что через 20 лет очередной слет прессы под крылом Bosch состоится, положительный.

текст: Сергей АРБУЗОВ
фото: Сергей АРБУЗОВ,
фирмы-производители