Чем заправляют водородный двигатель - Авто журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Чем заправляют водородный двигатель

Топливо будущего: в каких видах транспорта водород используется уже сейчас

На протяжении всей истории человечества мобильность выступала верным индикатором прогресса. От колеса, конной тяги и парового двигателя до двигателя внутреннего сгорания и электробатареи – с появлением новых средств передвижения жизнь человека выходила на качественно новый уровень. Одно из многообещающих решений на этом пути – водородная энергетика.

Использование водорода в качестве топлива – идея не столь новая: способность этой молекулы производить большое количество энергии была открыта еще в XIX веке. Им можно заправить как двигатель внутреннего сгорания, так и газотурбинный двигатель, но из-за ограничений, которые он накладывает на работу этих механизмов, и возможных неблагоприятных последствий для окружающей среды водород сегодня преимущественно используется в специальных топливных элементах.

В них происходит элементарная электрохимическая реакция, которая позволяет водороду высвобождать энергию, оставляя после себя лишь водяной пар. Эта энергия, в свою очередь, превращается в электричество, которое питает электродвигатель, приводящий транспортное средство в движение.

Главное преимущество этого вида топлива – отсутствие выхлопных газов и шума. Этим же могут похвастаться и электромобили, но в отличие от них, автомобилям на водороде достаточно пятиминутной заправки, чтобы подготовиться к длительному путешествию на более чем 500 км. И что немаловажно, эффективные способы производства этого топлива уже давно освоены.

У водородного топлива огромный потенциал, и убедиться в этом можно, взглянув на то, как его используют на различных видах транспорта уже сейчас.

Водородные автомобили

Первые автомобили на водородных топливных элементах появились на рынке в 2013 году Большую ставку на эту технологию сделали азиатские автогиганты, и сейчас водителям доступны три водородные модели: Toyota Mirai, Hyundai Nexo, Honda Clarity.

По данным Международного энергетического агентства, на конец 2018 года в мире насчитывалось 11 200 водородных автомобилей, и их продажи в тот год возросли на 80% в сравнении с 2017 годом.

Наиболее популярны эти автомобили в США (Калифорния), Японии, Южной Корее и Германии. Главным фактором распространения личного водородного транспорта является наличие соответствующей заправочной инфраструктуры, и неудивительно, что упомянутые выше страны являются также лидерами по числу водородных станций. Наращиванием инфраструктуры занимаются отнюдь не автопроизводители, а компании, для которых газы, и, в частности, водород, являются основой бизнеса.

Например, французская компания Air Liquide, мировой лидер в производстве газов, технологий и услуг для промышленности и здравоохранения, уже установила более 120 заправочных станций в Европе, Азии, Северной Америке и на Ближнем Востоке.

«Переход на водородное топливо – это уже не вопрос инноваций. У нас есть все необходимые технологии, чтобы его осуществить. Сейчас важно наращивать производственные мощности и выстроить полноценную заправочную инфраструктуру наравне с существующей «ископаемой», и здесь важна поддержка государства, а главное, инвесторов, заинтересованных в создании новых бизнес-моделей для эры чистого топлива», – говорит вице-президент Air Liquide по водородной энергетике Пьер-Этьен Франк.

В космос на альтернативном топливе

У водородного топлива есть перспективы и в общественном транспорте. Он заправляется централизовано и не нуждается в масштабной заправочной инфраструктуре. Водородные автобусы уже курсируют в нескольких европейских городах, включая Осло, Роттердам и Аргау, а регион Нижняя Саксония в Германии пошел еще дальше – там водородный поезд перевозит пассажиров по 100-километровому маршруту.

Для сознательных пассажиров в Париже есть целый таксопарк, полностью состоящий из водородных автомобилей. Компания под ярким названием Hype насчитывает 100 такси и планирует расширить свой парк до 600 автомобилей к 2020 году.

Водород также проникает в сферу складского транспорта. Им заправляют свои вилочные погрузчики Coca-Cola в США, Walmart в Канаде и Carrefour во Франции. Даже разъезжая по замкнутому пространству, эти машины накатывают километры ежедневно. В этой связи такое свойство водородного топлива, как экономичный расход, приходится очень кстати.

Использование водорода в качестве топлива не ограничивается наземным транспортом. В 2017 году в воды Мирового океана вышло судно будущего – Energy Observer. Его уникальность заключается в том, что его энергообеспечение осуществляется исключительно за счет природных ресурсов: энергии солнца, ветра и водорода, получаемого из морской воды.

Это своего рода плавучая лаборатория, где экологически чистые технологии тестируются и оптимизируются в экстремальных условиях. За шесть лет плавания команда Energy Observer обошла 50 стран и совершила 101 остановку, и их одиссея красноречиво говорит о надежности и целесообразности использования водородного топлива.

К таким выводам пришли и специалисты аэрокосмической отрасли. Хотя авиаконструкторы пока только подступаются к идее самолета на электродвигателе, возможность обеспечить его бортовые функции чистой дешевой энергией кажется слишком привлекательной, чтобы не попробовать.

Водород также способен помочь человечеству в его амбициях покорить космос: существует целое семейство ракет – Ariane – основным топливом для запуска которых, помимо жидкого кислорода, является жидкий водород.

Молекула водорода составляет основу жизни на планете. Как и движение. На дорогах, на складах, в море и небе водород показывает себя как серьезная альтернатива традиционным видам топлива. Его потенциал заметили и испытывают страны, города, автоконцерны, компании-производители газов и визионеры.

Как работают водородные автомобили

Водородные автомобили: Принцип действия.

В мире в последние годы наблюдается повышенный интерес к альтернативным источникам энергии. Не обошла эта тенденция и автопромышленность, которая является главным источником загрязнения атмосферы Земли. Именно поэтому большинство стран мира планируют к 2030 году отказаться от использования автомобилей с традиционными двигателями внутреннего сгорания.

Мы знаем, что на смену обычным бензиновым автомобилям скорее всего придут гибриды и электрокары. Но не стоит сбрасывать со счетов и другие автомобили, которые могут работать на альтернативных источниках энергии. Давайте рассмотрим например, водородные автомобили, которые возможно рано или поздно смогут вытеснить с авторынка весь существующий ныне автотранспорт. Мы расскажем вам о том, как работают водородные автомобили, о их плюсах и минусах, сравним их с бензиновыми, дизельными и электрическими автотранспортными средствами.

Принцип работы

Это химическая реакция происходящая в водородном топливном элементе.

Водородные автомобили, которые начала серийно выпускать автопромышленность, в качестве своего альтернативного источника топлива используют как известно, водород, который взаимодействуя с кислородом превращается в водяной пар, а в результате этого выделяется уже энергия. Эта энергия в водородном автомобиле обычно направляется либо на электродвигатели, либо на аккумуляторную батарею, которая затем и питает электродвигатель машины.

На основе этой технологии возможно построить и двигатель внутреннего сгорания, который сможет работать на том же водороде и будет аналогичен моторам, которые работают на бензине.

Преимущества

Подобно электромобилям данные транспортные средства, что работают на водородном топливном элементе, не выделяют углекислого газа. В результате этого получается, что водородные автомобили не способствуют глобальному потеплению или загрязнению атмосферы воздуха. Нынешние водородные автомобили стали практически бесшумными, а это также является хорошим преимуществом перед автомобилями, которые оснащены двигателями внутреннего сгорания (ДВС). К сожалению, но увы, в мире пока не существует оснащенных ДВС машин, которые работали бы совсем бесшумно.

Поскольку в автомобилях с водородным топливным элементом используются только электродвигатели, то в этих видах автотранспорта максимальный крутящий момент доступен сразу, т.е. с 0-ых оборотов в минуту работы двигателя.

Водородные автомобили, в отличие от электрокаров и обычных бензиновых транспортных средств могут иметь более широкий диапазон работы, они более эффективны. Например, 1 грамм водорода выделяет в 3 раза больше энергии, чем грамм бензина. Заправка же водородного автомобиля происходит намного быстрее электрического авто. Кроме того, на полном баллоне заправленного водородом, автомобиль имеет гораздо больший запас хода, чем электрокар. В итоге получается, что водородные автомобили больше подходят для длительных поездок и на длительные расстояния в сравнении с электромобилями, которые рассчитаны как известно для передвижения на небольшие расстояния.

Недостатки

Основным недостатком водородных автомобилей является то, что такое топливо как водород, чрезвычайно сложно и трудно хранить. Чтобы заправить нормальное количество водорода в резервуар, его необходимо для начала сжать, примерно до 700 бар. А для сжатия водорода потребуется энергия. Кроме того, чтобы храненить водород под высоким давлением, требуется тяжелый усиленный высокопрочный резервуар, чтобы это легкоиспоряемое топливо не представляло ни какой опасности всей окружающей среде .

Таким образом, в случае такой утечки или разгерметизации баллона с водородом всегда существует огромный риск, что газообразный легковоспламеняющийся водород воспламениться или хуже того, возьмет и взорвется.

Что касаемо его производительности, то водородные автомобили с ДВС работающие на водороде, нуждаются в гораздо большем объеме количества воздуха, если сравнивать их с бензиновыми автомобилями. Вот например, идеальное химическое соотношение воздуха с топливом для бензиновых моторов составляет около 14,3 к 1, а для водородных автомобилей это соотношение уже будет составлять примерно 38 к 1. Однако при таком соотношении водорода и кислорода водородные двигатели внутреннего сгорания сжигают топливо при очень большой температуре, что приводит к разрыву тройных связей азота в воздухе и в результате этого начинает образовываться закись азота (да, это так и есть, образуется тоже вещество, которое выбрасывается в атмосферу при работе дизельного мотора). Это вещество является одним из самых вредных загрязнителей окружающей природы.

Чтобы уменьшить уровень вредных выбросов в ДВС который работает на водороде необходимо, чтобы соотношение между водородом и кислородом увеличилось почти до 80 к 1. Но вместе с этим, ДВС работающий на водороде потеряет большое количество своей мощности в сравнении с аналогичными бензиновыми моторами. Дело здесь вот в чем, как мы уже ранее сказали, водород является более энергоемким топливом по сравнению с бензином.

Один из способов обойти подобный неблагоприятный эффект, это использовать для максимальной мощности твердый топливный элемент, который будет давать энергию электромоторам, которая потребуется в тех случаев, когда автомобилю будет нужна максимальная мощность. То есть, как вы уже поняли идея заключается в том, чтоб в данном автомобиле при небольшой мощности и нагрузке в качестве альтернативы использовать водородное топливо а не бензин, которое и будет питать ДВС. Для максимальной же мощности в действие вступит уже аккумулятор, который и будет подпитывать электродвигатель.

Другой проблемой для такого типа двигателей является тот факт, что водород чрезвычайно энергоемкое вещество, т.е. топливо. Если сравнивать его с бензином, то в 1 литре водорода содержится всего около 30% энергии в отличие от того же бензина. Соответственно, что запас хода водородного автомобиля на одном полном заправленном баке будет небольшим, если его сравнивать с бензиновой машиной.

Читать еще:  Двигатель x22xe какое масло

Водородные автомобили (не важно какую технологию они используют: топливный элемент или же водород, который используется напрямую вместо бензина в качестве топлива) так же как и бензиновые транспортные средства не так эффективны, если например их сравнивать с электрокарами. КПД водородных автомобилей составляет примерно 30 — 50%, что сопоставимо с бензиновыми автомобилями. А это почти на половину меньше, чем КПД электрических автотранспортных средств.

Это может означать или означает следующее, что сами водородные автомобили как и бензиновые, основную и большую часть своей энергии теряют в процессе обработки так называемой тепловой выделяемой энергии.

Есть еще один серьезный минус таких машин, которые работают на водородном топливном элементе. Этот тип или вид машин не очень-то приспособлен работать при холоде.

Откуда же берут водород?

Существует два основных способа получения водорода. Первый включает в себя следующее, а именно, взаимодействие паров с метаном (природным газом) в результате чего получается водород и двуокись углерода.

При таком способе получения водорода, существуют две проблемы. Первая, -при этом процессе выделяется углекислый газ, который является парниковым газом наносящим вред атмосфере планеты. Вторая, -газ метан является ископаемым топливом и он не возобновляется.

Второй способ получения водорода, это расщепление воды посредством электролиза. В результате этого процесса из воды выделяется чистый водород, который может служить источником топлива для водородного автомобиля. К нашему сожалению для этого процесса необходимо слишком много энергии, которая не будет потом возобновлена на все 100%. Кроме того, в процессе получения чистого водорода происходят некоторые косвенные выбросы углекислого газа.

В том числе, в процессе получения водорода часть энергии топлива теряется, что делает водородные автомобили менее эффективными в сравнении, например с тем же электрическим транспортом.

В заключительном итоге, в водородных автомобилях топливо стало обычным источником подзарядки аккумуляторных батарей, которые в свою очередь и питают сам электромотор. Тут есть все очень просто. Энергия от водорода поступает в так называемый накопительный аккумулятор, чтобы поддерживать уровень заряда самой батареи, который постоянно снижается из-за питания электродвигателя. Вот и вся хитрость.

Какие водородные автомобили сегодня продаются на мировом авторынке?

Прямо сейчас, единственным массово серийным водородным автомобилем, который можно купить и приобрести, является Toyota Mirai. В настоящий момент эта машина продается в США, в Японии и в некоторых странах Европы и ОАЭ. По имеющимся сегодня данным Японская компания продала уже более 3000 тысяч автомобилей. К большому сожалению этот водородный седан стоит очень дорого.

В среднем его цена- 60 000 долларов США. И эти деньги вы должны выложить и отдать за автомобиль мощностью всего в 152 л.с., где максимальный запас хода равен 500 км, и те только при идеальных условиях езды. В среднем автомобиль может проехать, где-то 300 км, что сопоставимо с автомобилем седан Tesla Model S. Так что запас хода этого водородного автомобиля не очень-то впечатляет.

Но есть еще одна важная проблема для автомобиля. Где вы будете заправлять Toyota Mirai? Ведь водородных заправок даже в мировом масштабе не так уж много. Именно отсутствие такой инфраструктуры и тормозит развитие водородного автотранспорта.

В мире существуют еще две серийные водородные модели автомобилей. Речь идет о Honda Clarity и Hyundai Tucson FCEV. Но эти машины доступны для граждан только в нескольких странах мира, и то в ограниченном тираже.

Недавно, компания Mercedes на автосалоне во Франкфурте представила на всеобщее обозрение свой первый серийный водородный кроссовер, под маркой- GLC, который в скором времени будет доступен для покупки его во всех странах Евросоюза.

Таким образом вы убедились, что выбор водородных авто не так уж на сегодня и богат даже в его глобальном мировом масштабе. Но тем не менее, мировая автопромышленность не стоит на месте, в настоящий момент уже многие автомобильные компании занимаются своими разработками и исследованиями в этой области автомобилестроения.

Например, компания BMW в настоящий момент проводит инженерные испытания своего водородного спорткара, созданного на базе i8.

В том числе активные разработки водородных автомобильных технологий ведет и компания Mazda. Вот например, у известного Японского бренда есть новая разработка роторного мотора, который способен работать на водородном топливе. Подобная технология была также использованна и на прототипе автомобиля RX-8 Hydrogen RE. Эта машина может работать и на водороде, и на бензине. Правда при работе на водороде мощность машины существенно падает и состовляет всего 109 л.с.

Не отстает от таких разработок и компания Aston Martin, которая уже создала Rapide S способный работать как на бензине, так и на водороде. Например, эта машина может использовать разные виды топлива как по отдельности, так и вместе взятые.

Кстати Aston Martin Rapide S стал первым водородным автомобилем, который успешно завершил 24-часовые гонки в Нюрбургринге.

Вывод

Итак, самый существенный вопрос, который волнует сегодня миллионы человек на Земле. Будут ли водородные автомобили в будущем жизнеспособными? И другой немало важный вопрос. Смогут ли они заменить все ныне существующие автомобили?

Однозначно, что на эти вопросы сегодня вам никто не ответит: ни великие инженеры и автоконстукторы, ни физики и ни химики, даже самые известные всему миру фантасты не смогут сегодня дать ответ на эти конкретно поставленные вопросы..

А спрогнозировать заранее на чем будут ездить люди во всем мире примерно через 100 лет, просто невозможно.

Лично мы со своей стороны считаем, что водородные автомобили никогда не смогут стать нашими основными транспортными средствами и заменить традиционные автомобили с двигателями внутреннего сгорания. Ведь такие автомобили недостаточно эффективны. Кроме того, во всем мире под водородные автомобили нет необходимой инфраструктуры, а чтобы ее развить до уровня бензиновых и дизельных АЗС, потребуется не одно столетие и огромные инвестиционные средства.

Сегодня использование электричества в плане топлива для автомобилей, более предпочтительно. Ведь согласитесь, что использование напрямую электричества для питания электродвигателей куда логичней, чем использование преобразования воды в водород и обратно только с одной целью,- подпитывание или питание аккумуляторных батарей. Причем надо не забывать, что при данном процессе теряется до 50% всей энергии. Согласитесь, это не очень впечатляет.

Тем не менее мы хотим сказать, что водородные автомобили могут использоваться например, в тех же самых автогонках электрокаров, где поддерживать нужный уровень заряда аккумулятора является главной задачей всех спортивных команд. Используя водород во время таких гонок, т.е. гонок электрокаров, командам не нужно будет часто менять аккумуляторы, что естественно увеличит саму зрелищность этих соревнований.

Дуализм Hyundai: Nexo на водороде или хот-хэтч i30 N?

За сотню километров по австрийским дорожкам на водородном электрокроссовере Hyundai Nexo я окислил полтора килограмма Н ₂ , не выбросив в атмосферу планеты ни грамма гадости. Но потом пересел в хот-хэтч i30 N — и бессовестно сжег ведро бензина. Доктор, это у меня биполярное расстройство — или у людей из Hyundai?

С жатый водород подается в баллоны внезапно. Ты зафиксировал массивный пистолет на заправочном штуцере — но потом ждешь долгие минуты, пока система проверяет герметичность. Уже начинаешь беспокоиться, все ли нормально, и вдруг — удар!

Давление-то под 400 бар. Не взлететь бы на воздух здесь, на единственной под Грацем заправке с Н ₂ .

Вот она, карта водородных АГНКС. Одна под Веной, одна под Линцем. Это что же получается, всего три заправки на всю Австрию? А в Германии их около 60. На всю страну!

У нефтегазовой компании OMV в Австрии три таких терминала для заправки сжатым водородом. И все они пустуют — появление сразу двух Nexo стало событием

Я одного не пойму: почему мне вешают на уши эту водородную лапшу вот уже двадцать лет? Сперва Honda катала журналистов на специально разработанных машинках FCV, а в BMW втюхивали публике «семерки» с водородными моторами V12. Потом Mercedes устраивал потемкинские пробеги на А-классах с грузовиками сопровождения. Затем немцы вроде бы успокоились, но японцев не сбить с пути: серийные Honda FCX Clarity и Toyota Mirai соревнуются, кто кого. У Mirai вроде результат получше — за три года около 8000 проданных машин. Теперь и Hyundai туда же.

Я был поражен интерьером Nexo еще год назад, на прошлом Женевском автосалоне, — и теперь увлеченно кручу рукоятки из настоящего алюминия. Огромная консоль с массой кнопок, два длинных планшета а-ля Mercedes с хорошей графикой, беспроводная зарядка для мобильника, удобные кресла с вентиляцией. У двери багажника сервопривод, наружные дверные ручки тоже электрифицированы — прячутся в кузов для того, чтобы Сх достиг 0,32. Когда на ходу ты включаешь поворотник, в центре приборного дисплея высвечивается картинка с камеры, встроенной в наружное зеркало. А «полуавтопилот» уже умеет держать машину в пределах своей полосы — правда, постоянно смещая Nexo от края до края крупными зигзагами.

Передвижная выставка достижений южнокорейского народного хозяйства, ВДЮКНХ! И при этом передний McPherson и задняя многорычажка настроены в лучших традициях европейской школы — не зря перебежчика из BMW M GmbH Альберта Бирмана сделали главой инженерного центра всей компании Hyundai-Kia-Genesis. Что по автостраде, что по горной дорожке под Грацем едешь вообще без проблем. Образцовая послушность, ни намека на раскачку, тряска умеренная. Рулить приятно! Эх, тяги с таким шасси побольше бы, но электромотор на передней оси развивает лишь 120 кВт, то есть 163 силы, а весит это водородное чудо почти 1900 кг.

Ручки с сервоприводами и боковые дефлекторы — и для дизайна, и для пущей аэродинамичности

Ну а что вы хотели с такой начинкой? Водородный генератор, литий-полимерная батарея (правда, объемом всего-то 1,56 кВт·ч, буферная), три баллона, электродвигатель, инверторы. Тем более что кузов-то стальной, а из алюминия лишь рычаги подвески, поворотные кулаки и передняя балка между лонжеронами.

Водородный генератор, инвертор и электромотор плотно упакованы под капотом, а три баллона и двухсекционный батарейный блок (240-вольтовая тяговая часть и 12-вольтовая сервисная) размещены под полом задней части кузова

Читать еще:  Что такое душить двигатель

Но Toyota Mirai (АР №20, 2015) весит столько же, мотор у нее слабее, а на ходу она гораздо скучнее! Оснащена при этом беднее, а стоит дороже: если за Nexo в Германии просят от 69 тысяч евро, то к Mirai без 78600 евро не подходи. На хондовской FCX Clarity я не ездил, однако победителя внутри парочки Nexo/Mirai могу назвать уже сейчас.

Но не пиррова ли это победа?

С одной стороны, Nexo, конечно, чудо. Городской кроссовер, в меру компактный (длиной 4670 мм — на 100 мм короче Santa Fe), просторный и удобный, с массой современных фишечек. По запасу хода — как обычный автомобиль. Или как Tesla: в баллоны входит около шести килограммов водорода, а на 100 км у меня ушло примерно полтора кило газа. То есть на паспортный запас хода 666 километров (число Зверя!) по циклам WLTP внимания не обращаем — на самом деле километров четыреста проехать можно. Но если Tesla после этого зависнет у зарядки на ночь, то Nexo ты заправил за пять минут — и поехал дальше. Синтезировать воду. Стопроцентно экологически чисто.

Однако с другой стороны.

Если автомобиль — это свобода, то с электромобилем тебя ограничивают время зарядки от обычной сети и число «быстрых» станций постоянного тока, а с водородом ты привязан к еще более редким АГНКС. Но это лишь полбеды. Да, водород — самый распространенный элемент во Вселенной, а ежегодный объем производства Н ₂ на планете достигает 60 миллионов тонн. Но почему все популяризаторские экоброшюрки глухо молчат о том, что 90% всего водорода в мире добывается промышленными методами из природного газа, нефти или угля? И при этом на каждую тонну Н ₂ в атмосферу выбрасывается в 9—12 раз больше СО ₂ .

То есть 600 миллионов тонн углекислоты! Примерно одна треть от выбросов всего мирового автопарка.

Как на этом фоне выглядят потуги по выпуску нескольких тысяч водородомобилей — даже если газ для них якобы вырабатывается электролизом из воды с использованием экологически чистого электричества от ветряков? Я вам скажу. Лет десять назад в Рунете было модно сочинять «пирожки» — смешные четверостишия без знаков препинания. Например, такие:

илья старается скорее
уравновесить зло добром
увидел парни бьют мальчишку
красиво рядом станцевал

Так вот Nexo — как раз подобные танцы. На грани весны, как пел Гребенщиков. Вернее, зимы: я-то вместе с сербским астрофизиком Миланковичем (АР №14, 2017) уверен, что в скором времени Землю ждет новый ледниковый период. Но даже если считать, что нынешнее глобальное потепление не результат циклов Миланковича, а вина человечества и всем нам нужно судорожно сокращать выбросы углекислоты, то. Ну-ка, прикиньте их для Nexo по формуле ­well-to-wheel — то есть от первичного источника энергии, коим для водорода статистически являются природный газ, нефть или уголь. Вы удивитесь, но по суммарной эмиссии СО ₂ водородомобиль хуже, чем любой Bugatti Veyron!

И убыточен он, кстати, примерно на столько же. Потратили на разработку и индустриализацию миллиард, выручат в лучшем случае половину. А оплачиваете весь этот экобанкет в конечном итоге вы. Те, кто покупает Solaris или Tucson. Бессовестно, безответственно, преступно сжигая при этом бензин.

Вот и я, пересев из Nexo в Hyundai i30 N, стал преступником. Как минимум вдвойне. Прости, природа-мать!

Нечто подобное этому обвесу будет опционно предлагаться для обычных Hyundai в рамках N-пакета, да и на этот i30 N многие наружные детали нужно заказывать отдельно

Суббренд N? Дескать, рожден в Намьянге, корейском головном ­научно-техническом центре, а отшлифован на Нордшляйфе, где у Hyundai есть постоянная база с 2013 года. Литера M Бирману покоя не дает?

Я думал, что дело ограничится форсированным двухлитровым турбомотором и псевдогоночной мишурой. Ну знаете, все эти накладки на педали, шильдики на креслах и спойлер на пятой двери. Сделано у i30 N это неплохо: один опционный верхний стоп-сигнал в виде треугольника чего стоит. Но братцы — оно еще и едет!

Штатно мотор развивает 249 сил, а у этой версии Ultimate порог поднят до 275 л.с. Трогаться, правда, непросто — педаль сцепле. Да-да, у i30 N пока только шестиступенчатая «механика», а специальный «робот» о восьми передачах сейчас в Намьянге еще допиливают — ведь существующие у Hyundai преселективы крутящий момент 353 Нм не держат.

Словом, момента на самых-самых низах можно было бы и поболе, а информативность левой педали прихрамывает. Да и рычаг коробки «пустоват» и длинноходен на французский манер — нет, увы, того вкусного ощущения срабатывания синхронизаторов и зацепления шестерен, которым баловали нас обычные Жигули или любой Mitsubishi Lancer Evolution до восьмого поколения включительно. Даже в моем Evo IX c ниссановской коробкой передачами щелкать приятнее.

Чувствуете, жареным запахло, раз я начал Эвик вспоминать? Не всуе: i30 N играет в той же лиге!

Два выхлопных патрубка. У моего Evo IX всего один

Ты тронулся, нажал на газ — и пошла потеха с 2500 и до 6500 об/мин. Голос моторный, правда, тускловат даже в спортрежимах, когда в глушителе открывается клапан и сзади добавляется басовитая подзвучка. Но разгон хорош — только успевай следить за разноцветными светодиодными полосками в комбинации приборов, которые сигнализируют о предельных оборотах. Почти что верю в заявленные 6,1 секунды разгона до 100 км/ч! Еще и потому верю, что самоблокирующийся дифференциал e-LSD работает идеально. Это особая гордость корейцев из отделения Hyundai Wia, известного своими прецизионными станками: агрегат со встроенной электрогидравлической фрикционной муфтой способен зажиматься за 0,15 секунды и держит 1400 Нм. Причем программа управления отменно согласована с кинематикой подвески — на разгоне баранка не рвется из рук, паразитных силовых подруливаний минимум. Вдобавок у мощной «ультимативной» версии трансмиссия сделана покороче — если отключена система стабилизации, мотору еще легче срывать в букс 19-дюймовые «катки» с шинами Pirelli P Zero.

Передние тормоза даже у мощной версии с дисками диаметром 345 мм — с однопоршневыми суппортами

Подвеска боевая! В спортрежимах даже чересчур: на неровной горной дорожке хот-хэтч чуть душу из меня не вытряс. Но цепляется, зараза, отменно. ­Скользит сперва передком, а под сброс газа послушно «ставится» в занос. Мощно, цельно, серьезно!

Эффектно? Не то слово!

Только усилие на руле я бы сделал пониже. Электроусилитель у N-версии, кстати, свой, смонтированный прямо на рулевой рейке, — все как у взрослых. «Прозрачности» я бы приводу, правда, добавил. Особенно когда переводишь машину в нормальный режим — здесь нарочитый «ноль» уже мешает. Зато электронноуправляемые амортизаторы расслабляются и не мешают катить в сонном австрийском ритме.

Катить и думать. Ну не странно ли одновременно хвалиться двумя противоположностями в духе анекдота «вы или крестик снимите, или трусы наденьте»? Ведь, сжигая высокооктановый бензин за рулем Hyundai i30 N — а эта машина достойна не только «минимально-паспортного» топлива АИ-95, но и 98-го, — владельцы уж точно перекроют гипотетическую эковыгоду от эксплуатации Nexo. Тем более что хот-хэтчи приняли на ура: в прошлом году продажи вдвое превысили планируемые 2800 машин, причем 60% всех «заряженных» пятидверок в Европе купили немцы. Говорят, i30 N уже мелькает на «туристических» днях на Нордшляйфе, а немецкие журналисты проехали круг по Петле за 8 минут 20 секунд. Не рекорд для переднеприводников: Renault Megane RS в кубковых версиях был быстрее еще в прошлых поколениях. Но Golf GTI или Seat Leon Cupra медленнее. И если нам в России ни они, ни Focus RS не светят, то i30 N в нашу страну привезут! Цены, конечно, будут конскими — в Германии, к примеру, они только начинаются с 30500 евро за 250-сильную машину. А Ultimate-мобиль со всеми цацками, включая мощную растяжку в багажнике, будет стоить под 50 тысяч евро.

В Европе компанию хэтчу i30 N уже составил i30 Fastback N (на самом деле лифтбек с подъемной пятой дверью) с теми же агрегатами: он на 11 см длиннее и на 600 евро дороже

Десять лет назад столько просили за полноприводный Lancer Evolution. Кстати, время моего Evo IX на Нордшляйфе — 8:11. Так, к слову.

Но иных уж нет, а те далече, как говаривал ас Пушкин. И спасибо корейцам, что включились в борьбу в сегменте настоящих хот-хэтчей — причем всерьез впряглись, бескомпромиссно. Зная, что это вчерашний день.

А будущее — это. Водород? Не смешите мои тапочки: Hyundai Nexo просто иголка модной водородной экомобильности в индустриальном стоге углеводородного сена. Тем не менее именно этот странный компакт-кроссовер с тремя баллонами и электроприводом стал лицом марки, ее технологическим флагманом. И самым дорогим Hyundai в Европе. А на подтанцовке у него пятидверка Ioniq Electric и кроссовер Kona Electric — оба на чистой электротяге. Первый мы уже испытывали в России (АР №22, 2018), а на втором я прокатился буквально пять минут — и едет он веселее и приятнее, чем Nexo. Что неудивительно, поскольку самая мощная, 150-киловаттная Kona на два центнера легче водородомобиля. И цены в полтора—два раза ниже.

Ну почему вместо Nexo не сделать по-настоящему мощный и престижный электромобиль? Такой, как Tesla. Вот это был бы флагман. Хоть бы и под маркой Genesis.

Но в любом случае Hyundai — молодцы. Начали полвека назад с лицензионного выпуска малолитражных иномарок, как и один большой автозавод одной огромной страны в городе имени одного итальянского коммуниста. Однако ­кое-кто за это время так и не смог сделать автомобиль с «автоматом» — даже под внешним управлением. Что происходит в Северной Корее, думаю, напоминать не надо. А в Южной под сенью американских авиабаз — просто технологический беспредел. Не удивлюсь, если и электрохимический генератор Nexo, и инверторы, и электромотор окажутся своими, домашними разработками. А уж про южнокорейские аккумуляторы и говорить нечего, они и так везде.

Читать еще:  Двигатель был как настоящий

Так что поздравляю Hyundai с тем, что де-факто они стали одним из мировых лидеров в персональной мобильности. Хоть на водороде, хоть на электричестве из розетки.

Справочная: как работают водородные автомобили и когда они появятся на дорогах

В Испании, где я сейчас живу, довольно много электромобилей — встречаю их практически каждый день, как на дорогах, так и на станциях для зарядки. И каждый год электрокаров становится все больше (не только в Испании, конечно). Но есть и альтернатива — автомобили на водородном топливе, которые тоже не загрязняют природу, поскольку их выхлоп — вода. Тема сегодняшней справочной — водородные машины, принцип их работы и перспективы.

Когда появились первые автомобили на водороде?

Изобрел двигатель внутреннего сгорания, работающий на водороде, Франсуа Исаак де Ривас (François Isaac de Rivaz) в 1806 году. Водород он получал с помощью электролиза воды. Поршневой двигатель, который создал изобретатель, называют машиной де Риваса (De Rivaz engine).

Зажигание было искровым, двигатель имел шатунно-поршневую систему работы. Ну а цилиндр приводился в движение детонацией смеси водорода и кислорода электрической искрой — ее приходилось генерировать вручную в момент опускания поршня. Через два года этот же изобретатель построил уже самодвижущееся устройство с водородным двигателем.

Но более-менее широко применять водород для работы автомобильных двигателей стали много лет спустя. В 1941 году в блокадном Ленинграде автомобильные двигатели ГАЗ-АА были модифицированы инженер-лейтенантом Б. И. Шелищем. Движки управляли лебедками аэростатов заграждения (их заправляли водородом, и запасов газа в Ленинграде было много), но это были автомобильные двигатели. Кроме того, были модифицированы и несколько сотен движков в автомобилях.

Начиная с 1980-х сразу в нескольких странах, включая США, Японию, Германию, СССР и Канаду стартовало экспериментальное производство по созданию автомобилей, работающих на водороде, бензин-водородных смесях и смесях водорода с природным газом.

В 1982 году нефтеперерабатывающий завод «Квант» и завод РАФ разработали первый в мире экспериментальный водородный микроавтобус «Квант-РАФ» с комбинированной энергоустановкой на основе водородо-воздушного топливного элемента мощностью 2 кВт и никель-цинковой аккумуляторной батареи емкостью 5 кВт*ч.

На протяжении многих лет такие автомобили разрабатывали в разных странах по большей части в качестве эксперимента. После того, как концепция «зеленого» автомобиля стала популярной, автомобилями на водороде заинтересовались крупные корпорации вроде Toyota. Начиная с 2000-х, автомобильные компании стали разрабатывать концепты коммерческих авто.

А где брать водород?

Водород можно получать разными методами:

  • паровая конверсия метана и природного газа;
  • газификация угля;
  • электролиз воды;
  • пиролиз;
  • биотехнологии.

Наиболее экономичным способом производства водорода сейчас считается паровая конверсия. Так называют получение водорода из легких углеводородов (метан, пропан-бутановая фракция) с использованием парового риформинга. Риформингом называют процесс каталитической конверсии углеводородов в присутствии водяного пара. Водяной пар смешивается с метаном при высокой температуре (700–1000 Сº) и большом давлении с использованием катализатора.

При паровой конверсии водород получать дешевле, чем используя любые другие методы, включая электролиз.

Наиболее безвредный способ производства водорода — электролиз — получение водорода из воды с использованием электрического тока. Чистота выхода водорода близка к 100%. Если не считать загрязнение для получения электричества, такие установки почти безвредны для окружающей среды, поскольку в процессе работы выделяются только водород и кислород.

Еще один безопасный для окружающей среды способ получения водорода — реактор с биомассой.


Источник

Производить водород можно и на крупной фабрике, и на относительно небольшом предприятии. Чем масштабнее производство — тем ниже себестоимость газа. Но зато в первом случае увеличиваются расходы на доставку водорода к местам заправки машин.

Как работает топливная система и какие есть варианты?

Лучше всего рассмотреть принцип работы такой системы на примере серийных водородных авто Toyota Mirai. Основа — топливный элемент, электрохимическая система, преобразующая частицы водорода и кислорода в воду. Внутри такого элемента — протонпроводящая полимерная мембрана, которая разделяет анод и катод. Обычно это угольные пластины с нанесенным катализатором.

На катализаторе анода молекулярный водород теряет электроны, катионы проводятся через мембрану к катоду, а электроны отдаются во внешнюю цепь. На катализаторе катода молекулы кислорода соединяются с электроном и протоном, образуя воду. Пар или жидкость — это единственный продукт реакции.

Преимущество топливных ячеек на основе протонообменных мембран — высокая удельная мощность и относительно низкая рабочая температура. Они быстро греются и почти сразу после старта начинают производить энергию.

В Mirai используются топливные элементы с высокой удельной мощностью на единицу объема (3,2 кВт/л), максимальная их мощность 124 кВт. Произведенный топливным элементом постоянный ток преобразуется в переменный с одновременным повышением напряжения до 650 В. Электричество поступает в литий-ионный аккумулятор. Для движения машина расходует запасенную в нем энергию.

Водород в топливный элемент Mirai поступает из баллонов высокого давления (около 700 атм). Блок управления в автомобиле контролирует режим работы топливного элемента и зарядку/разрядку аккумулятора.

По данным Toyota на 100 км пути Mirai требуется до 750 граммов водорода. Владельцы Mirai говорят о примерно килограмме водорода на 100 км пути.

Такие автомобили опасны? Почему?

Поскольку водород — горючий газ, то транспортировать и хранить его нужно осторожно. Нужны высокочувствительные газоанализаторы, которые смогут дать сигнал в случае утечки. Правда, водород очень летучий газ (ведь это самый легкий химический элемент) и при попадании в атмосферу водород быстро поднимается вверх.

Сгорает он очень быстро. Дирижабль «Гинденбург» горел всего 32 секунды. Благодаря скоротечности пожара погибли далеко не все пассажиры, выжили 62 человека из 97, находившихся в гондоле дирижабля.

Тем не менее, если автомобилей на водороде станет много, то потребуются новые меры безопасности движения на дорогах. Машины с ДВС тоже опасны — в случае аварии и пробоя бака бензин или дизельное топливо вытекают на дорогу и могут воспламениться. Если будет пробит бак с водородом, газ очень быстро улетучится. Но если близко будет источник открытого огня или искр, водород может загореться.

В Mirai и других моделях водородных авто используются очень прочные баки для водорода. Toyota сделала свои баки пуленепробиваемыми, их стенки из сверхпрочного волокна выдерживают выстрелы из крупнокалиберного оружия. Для тестов компания наняла снайперов и пробить бак смогла только пуля калибром .50 после двойного попадания в одно и тоже место.

Если соблюдать меры безопасности, водородные автомобили не опаснее машин с ДВС.

Какой срок службы у топливных ячеек?

Пока что такая информация есть лишь для Mirai. Toyota заявляет, что одна ячейка гарантированно будет работать на протяжении 250 000 км. Затем, если работа ячейки ухудшается, ее можно заменить в сервисном центре.

Какие компании уже выпускают или собираются выпускать автомобили на водороде?

Водородные машины разрабатывают Honda, Toyota, Mercedes-Benz и Hyundai — у этих компаний уже есть готовые транспортные средства. Другие показывают пока лишь концепты (впрочем, рабочие) или просто красиво отрендеренные картинки. К числу первых можно отнести Audi и Ford, к числу вторых — BMW (справедливости ради нужно сказать, что в 2007 году BMW выпустила партию из 100 экспериментальных «водородных» моделей, которые так и остались экспериментом) и Lexus.

В серию запущены пока лишь Toyota Mirai и Honda Clarity. Их можно приобрести в США и Европе.

Сколько это стоит?

В настоящий момент водородные автомобили немного дороже обычных в плане эксплуатации. Так, при поездке в Европе протяженностью 480 км затраты на горючее для владельца обычной машины составят примерно $45, а вот владелец Mirai заплатит около $57. И это при том, что правительство некоторых стран субсидирует производство водорода для машин. Стоимость 1 кг водорода составляет в среднем $11.45.

Чем водородные авто лучше электромобилей?

Собственно, вопрос не совсем корректный. Дело в том, что и автомобиль на водороде, с топливной ячейкой, и «чистый» электрокар — это электромобили. Просто в одном случае машину заправляют водородом, во втором — электричеством.

Если сравнивать стоимость большинства электромобилей и Toyota Mirai, то они сравнимы, это несколько десятков тысяч долларов США. Стоимость Hyundai ix35 Fuel Cell составляет около $53 тыс., Toyota Mirai — $57 тыс., Honda Clarity — $59 тыс. Стоимость электрокаров Tesla начинается с $45 тыс. (базовая комплектация с прайсом в $35 тыс. пока доступна лишь для предзаказа). Электромобили от BMW стоят около $50 тыс.

Водородные автомобили быстро заправляются — на это уходит всего 3–5 минут, в отличие от электромобилей, где нужно от получаса до нескольких часов для подзарядки.

Основное достоинство водородного транспорта в том, что топливные ячейки служат много лет и практически не нуждаются в обслуживании. Если взять «чистый» электромобиль с его огромной батареей, то ее срок службы всего 1–1,5 тыс. циклов, то есть 3-5 лет. Причем водородный автомобиль без проблем будет работать на морозе (заводиться в том числе), а вот аккумулятор электромобиля потеряет заряд.

Какие перспективы у водородных машин и когда их можно будет увидеть на дорогах?

Водородные автомобили уже колесят по дорогам Европы и США (возможно, единичные экземпляры есть и в других регионах). Но их немного — несколько тысяч, что нельзя назвать массовым внедрением.

Проблема, которая сейчас мешает распространению водородных транспортных средств — отсутствие инфраструктуры (всего несколько лет назад аналогичная проблема была актуальной и для электромобилей). Нужны специализированные фабрики по производству водорода, транспортные системы для водорода и заправки.


Водородные АЗС в 2019 году(источник)

Кроме того, водород получается довольно дорогим, так что если электромобили покупают, в частности, для экономии на топливе, то в случае водородной машины — это не вариант. При массовом появлении фабрик по производству водорода для машин, а также сервисной инфраструктуры можно ожидать выхода гораздо большего числа транспортных средств на водороде на дороги общего пользования.

Но нет гарантии, что это вообще случится ли это или нет — пока неясно. Автопроизводители вроде Toyota активно продвигают свои машины и преимущества водорода в транспортной сфере. Но конкуренция слишком велика, как среди обычных машин с ДВС, так и среди электромобилей.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector