1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Двигатель внутреннего сгорания как это работает

ТОПАЗ — вечная батарейка. Как это работает?

Многие десятилетия компактными источниками электроэнергии по умолчанию считались батарейки и аккумуляторы. Эдакий своеобразный символ, который мы видим даже в фильме «Матрица». Однако эти технологии дошли до своего предела и уже давно не соответствуют современным требованиям.

Серьезной заявкой на прорыв в этой области стали изобретенные российскими учеными новые топливные элементы, которые превысили показатели энергоемкости привычных нам литиевых аккумуляторов в 10 раз! Недавно проект «ТОПАЗ» был представлен Владимиру Путину . Ntinews.ru расспросил руководителя проекта Алексея Кашина, в чем уникальность технологии и какое место мирового рынка носителей энергии она способна занять.

— Алексей, в чем принцип работы ТОПАЗа и в чем уникальность технологии?

— Это устройство позволяет преобразовывать углеводородное топливо, например, пропан, в электроэнергию с высоким КПД и – что важно – технология позволяет делать это в компактных размерах устройства. Это так называемый микротрубчатый топливный элемент, который позволяет из пропана или бутана извлечь максимальное количество энергии. Удельная энергоемкость пропана 12,7 кВт*ч на килограмм. Мы стремимся к показателю в 3000 Вт*ч на килограмм на изделие уже с учетом КПД топливного элемента. Что более, чем в 10 раз превышает удельную энергоемкость литиевых аккумуляторных батарей. Литий на сегодня – это 200-250 Вт*ч на килограмм, с перспективой до 300-400. У нас нет сомнений в достижимости показателя энерговооруженности в 2000 Вт*ч/кг, так что ТОПАЗ — это источник энергии, который будет более чем на порядок лучше литиевых батарей.

— А если сравнить с двигателями внутреннего сгорания?

— По сравнению с ДВС у нас нет движущихся и трущихся деталей, нет системы смазки, нет громкого звука и нет выхлопа. То есть наше изделие компактнее, эффективнее, экологичнее, малозаметнее (если мы говорим про военное применение). Компактных ДВС не бывает, вы не можете сделать карманный ДВС для зарядки планшета. Двигатели внутреннего сгорания не масштабируются «вниз» — и это первое ограничение, которое мы снимаем. Например, это вспомогательная энергоустановка в робототехнике. Она может заряжать аккумулятор на роботе. ДВС такого не бывает, а если бывает, то он сильно шумит, работает недолго и плохо пахнет. При этом КПД у ТОПАЗа выше, чем у ДВС. Если сравнивать с маленькими двигателями внутреннего сгорания, то КПД выше в два-три раза.

— Две зарубежные компании, которые пытались сделать то же самое, потерпели неудачу. Что не смогли сделать они, и что смогли преодолеть вы?

— Дело в том, что у нас речь идет о сочетании нескольких технологий. Существуют так называемые твердооксидные топливные элементы – это высокотемпературные изделия, проводимость которых в твердом электролите работает в диапазоне 700-900 градусов Цельсия. Эти элементы бывают разные. Конструктивно они бывают либо трубчатые либо плоские – планарные. Больше всего распространены плоские топливные элементы, которые для массивных энергоустановок позволяют получить лучшие характеристики. Но для миниатюрных устройств они подходят плохо. Так что первая наша история – это особая, микротрубчатая технология изготовления керамического топливного элемента как таковая.

Второе – это высокоэффективный предварительный риформинг (температурные превращения углеводородов – прим. ntinews) или переход на технологию так называемого внутреннего риформинга, следующая фаза проекта. Когда мы пойдем в большую серию, именно эта — вторая технология у нас будет применяться. За счет оптимального сочетания двух технологий мы упрощаем конструкцию и снижаем требования к материалам.

Таким образом, у нас сочетается, по сути, микротрубчатая конструкция топливного элемента и реализация эффективного риформинга. Соединить воедино эти элементы в портативном устройстве не удалось пока никому.

— Какие основные ниши применения ТОПАЗа?

— На самом деле, ТОПАЗ — это не одно изделие, а платформа. У нас есть линейка из трех устройств. Первое – это портативное зарядное устройство. Тут все понятно, у нас очень высокая удельная энергоемкость, мы с собой на каждый килограмм веса можем взять больше ватт-часов, чем при любом другом способе хранения или получения энергии в компактном устройстве. Это компактная носимая электростанция на органическом топливе.

Второе – вспомогательная силовая установка для робототехники. Эта штука, установленная в роботе, летающем, ползающем, плавающем, может обеспечивать его электроприводы энергией. Мы агрегируемся с буферным аккумулятором, который снимает пики нагрузки и в постоянном режиме вырабатываем нужную электроэнергию для перемещения дрона. Это принципиально снимает барьеры по энерговооруженности подвижных комплексов – и это революционная технология. Те роботы, которые у нас работали 20 минут, теперь могут работать 200 минут – это принципиальное улучшение, особенно для летающих дронов. При этом мы отказываемся от использования сложных систем, а топливо доступно в любом ларьке – баллончик с пропаном для зажигалок нам подойдет.

— Если заглянуть в будущее, то и для потребляющих огромное количество энергии квантовых компьютеров это подойдет?

— В каком-то смысле, да. Дело в том, что повысив на порядок энерговооруженность дрона, мы тем самым можем революционно изменить его функциональность. Потому что теперь мы можем ставить на роботы вычислитель, компьютер и избавить его от необходимости очень мощного канала связи. Ведь как сейчас поступают – если нам, например, нужно снять какую-то картинку и распознать ее, например, в гео-информационных системах, мы не можем ставить на дрон компьютер, который достаточно мощный, чтобы заняться распознаванием изображений, мы передаем данные для обработки оператору (вот тут нам нужен широкий канал), а на земле уже происходит распознавание. Сейчас мы можем производить обработку данных непосредственно на роботе, и нам не нужен очень мощный канал связи.

Третья наша история — это портативные квазистационарные энергосистемы, или совсем малая распределенная энергетика, инфраструктура интернета вещей. Это любые датчики, которые стоят «в поле». Например, камеры видеофиксации где-то совсем далеко. Какие у нас варианты? Ставить двигатель с ресурсом менее 500 часов до замены масла? Ставить 2-3 тонны аккумуляторов, чтобы хватило на неделю? Камера маломощная, но ДВС-генераторов настолько маломощных просто нет. Всяческие сенсоры с малым потреблением энергии – это как раз наш рынок. Сюда же относятся средства неинвазивного контроля, диагностики дорожного покрытия, и прочая, и прочая. В том числе, ретрансляторы, спутниковая связь и так далее. На сегодня этот рынок не очень виден как раз потому, что основной барьер в нем – это отсутствие адекватных источников энергии. Так что мы нашим устройством снимаем барьеры глобальных рынков.

— Вы сразу же нацелены на мировой рынок?

— Да, конечно. Мы видим себя глобальной компанией. Наша стратегия – выносить сертификацию на стратегического партнера в конкретные страны, который будет заниматься развитием за рубежом, а базовую технологию мы хотим оставить в России, у нас тут сильный R&D, и наша задача усиливать его и заниматься опережающим развитием в этой области. Как у Intel. Мозг компании останется в России, а то, что вовне лучше лицензировать – в том числе, и из-за санкций. В БРИКС мы займемся и прямыми продажами, а начнем с России, конечно.

Читать еще:  Шаговый регулятор холостого хода двигателей ваз

— И последний вопрос: правильно ли я понимаю, что ваша разработка имеет корни в Институте проблем химической физики в Черноголовке (на базе одной из лабораторий), в котором появился Центр компетенций НТИ?

— Да, мы выросли из науки. Наш основной партнер, это, конечно ИПХФ РАН, кроме этого – Институт высокотемпературной электрохимии и Институт химии твердого тела из Екатеринбурга, Институт катализа, институт Химии твердого тела и механохимии из Новосибирска. Всего у нас 10 совместных лабораторий – восемь из которых совместно с РАН. Благодаря этому сотрудничеству мы имеем возможность влиять на глобальные технологические траектории в области электрохимических технологий.

Беседовал Алексей Паевский

Фото ГК «Инэнерджи»

ТОПАЗ расшифровывается как ТвердоОксидная Перспективная Автономная Зарядка.

В 2016 году группа компаний «Инэнерджи», которая занимается разработкой высокоэнергоемких установок, работающих на органическом топливе (углеводородном), приняла решение выделить разработку ТОПАЗа в ведение отдельной компании. Так появился одноименный научно-исследовательский центр – резидент Сколково.

Объясняется это тем, что технология создания электрохимического генератора на микротрубчатых ТОТЭ очень наукоемкая и практически никем в мире не реализована. Сейчас ООО «НИЦ «ТОПАЗ» имеет собственный Центр исследований и разработок с 45 сотрудниками, из них 12 – с учеными степенями.

Команда ведущих ученых и специалистов в рамках глобального стратегического видения ГК «ИнЭнерджи» развивает технологию, которая будет воплощена в линейке из 4 продуктов:

1. Малогабаритная портативная энергоустановка мощностью до 30 Вт.

2. Автоматизированная малообслуживаемая энергоустановка для распределенной энергетики мощностью до 300 Вт.

3. Мобильная энергоустановка для робототехники и беспилотных авиационных систем мощностью до 1000 Вт.

4. Учебно-методический стенд «Высокотемпературные трубчатые топливные элементы» для образовательных учреждений.

Двигатель внутреннего сгорания это вчерашний день

Почему пришло время уйти двигателю внутреннего сгорания.

Это удивительно, что мы уже более 100 лет используем огонь, металл, бензин и масло, чтобы приводить автомобили в движение. И это в то время, когда в наши дни у каждого из нас есть мобильные телефоны, по мощности ничем не уступающие компьютерам. Наши смартфоны могут распознавать лица, отпечатки пальцев и даже измерять сердечный ритм. У нас есть технологии и высокотехнологичные объекты, которые могут разбить друг об друга протоны, позволяющие изучить их обломки. Это позволяет нам раскрывать тайны Вселенной. Мы также можем посадить зонд на комету и отправить спутник за пределы Солнечной системы. И так можно продолжать до бесконечности. Так почему же в век технологической революции мир до сих пор пользуется устаревшими двигателями внутреннего сгорания?

Несмотря на все наши достижения в области науки и техники, двигатель внутреннего сгорания фактически остается основным источником движения всего автотранспорта в мире. И это с учетом того, что этот силовой агрегат был придуман более ста лет назад.

Примечательно, что на фоне других, более современных изобретений, двигатель внутреннего сгорания (ДВС) выглядит очень примитивно. Как и сто лет назад, ДВС работает за счет впрыска топлива, его сжатия, воспламенения и ударной волны, которая образуется из-за сгорания топлива.

Давайте немного проанализируем, как все работает в автомобиле с обычным двигателем.

И так. Вы вставляете ключ в зажигание и поворачиваете его, чтобы запустить стартер. В итоге стартер начинает двигать поршни двигателя вверх и вниз. Далее начинает работать топливный насос подавая топливо в камеру сгорания двигателя.

Вместе с ним начинают работать водяной насос, масляный насос, клапана двигателя, которые начинают свой гармоничный танец, чтобы подавать топливо в камеру сгорания двигателя каждую секунду. В итоге двигатель начинает свою работу, где все его компоненты начинают вращаться и смазываться большим количеством масла.

Согласитесь, что этот процесс относится к очень расточительной операции. Ведь для работы двигателя задействовано множество вспомогательного оборудования, которое практически расходует 75 процентов энергии двигателя впустую. К тому же огромное количество вспомогательных компонентов ДВС быстро выходят из строя из-за постоянной высокой нагрузки.

Но, несмотря на это нельзя говорить, что двигатель внутреннего сгорания изначально основывается на глупой идее. Нет конечно. ДВС служит нам верой и правдой уже более 100 лет и фактически изменил наш мир до неузнаваемости. Но это не означает, что этот удивительный мотор должен служить нам еще следующие 100 лет. Для того времени, когда появился ДВС, это был прорыв, что соответствовало тем технологиям, которые господствовали в ту эпоху.

Но сегодня все изменилось и теперь двигатели внутреннего сгорания не вписываются в тот мир, который нас окружает.

Вы посмотрите на современные автомобили. Они фактически стали выглядеть, как транспортные средства, которые мы видели не раз в фантастических фильмах и футуристических рассказах. Новые автомобили имеют удивительный дизайн, благодаря новым технологиям конструкции и достижениям в аэродинамике.

Современные автомобили могут обмениваться информацией со спутниками, автоматически брать на себя управление автомобилем, предупреждать нас об опасностях на дороге, экстренно тормозить, чтобы избежать опасности, выходить в всемирную сеть Интернет и многое другое.

Но, несмотря на высокотехнологичность, под капотом современных автомобилей, чаще всего, устанавливаются двигатели внутреннего сгорания, которые являются пережитками прошлого. Это в наши дни выглядит точно также, если бы iPhone 7 оснащался поворотным диском для набора номера.

В наши дни, в 21 веке двигатель внутреннего сгорания действительно выглядит устаревшим. Особенно его технология получения энергии, которая образуется путем сжигания материала (топлива), от которого образуются отходы в виде газа. И этот вредный газ мы возвращаем обратно в природу, нанося непоправимый вред всей планете.

Хочу отметить, что я не сумасшедший эколог, которые часами на пролет разглагольствуют о защите земли, атмосферы и сохранения пингвинов в Антарктиде. Таких «зеленых фанатов» в нашем мире и так предостаточно. Причем хочу отметить, что различных ярых защитников природы (на грани фанатизма) было очень много еще задолго появления паровых двигателей, не говоря уже о появлении ДВС. И хочу вас заверить, что подобных фондов и организаций, борющихся за экологию планеты, будет большое количество даже в том случае, если экологии нашей планеты больше ничего угрожать не будет.

Но несмотря на свой нейтралитет по отношению к экологии природы, я хочу однозначно сказать, что двигатель внутреннего сгорания действительно себя изжил и ему не место в нашем 21 веке и в нашем будущем.

Тем более, что в наши дни уже есть технологии, которые основываются на более простых и более эффективных способах получения энергии для движения транспорта.

Но, для того чтобы двигатель внутреннего сгорания ушел навсегда в прошлое, необходимо, чтобы мы с вами поняли, что пришло время поменять наш мир, начав с себя. Дело в том, чтобы любая технология стала основной для использования по всему миру необходимо, чтобы мы к ней привыкли, перестроив свои устои и привычки. Это точно также, как мы сначала тяжело привыкали к мобильным телефонам и долгое время не могли отказаться от домашних стационарных телефонов. Затем на смену пришли смартфоны, которые долгое время оставались нами незамеченными, но в итоге прочно вошли в нашу жизнь. Также можно сказать и о новых технологий в автопромышленности. Ведь пока с нашей стороны не появится спрос на новые источники энергии, новые технологии не смогут отправить двигатели внутреннего сгорания на пенсию.

Читать еще:  Lada kalina какой двигатель выбрать

К сожалению, в наши дни не стоит пока рассчитывать на скорое исчезновение ДВС из современных автомобилей. До того момента, когда двигатели внутреннего сгорания мы сможем увидеть только в музеи или в технической литературе в библиотеке или в Интернете, может пройти еще достаточно времени. Дело в том, что несмотря на устаревшую технологию получения энергии, двигатели внутреннего сгорания еще имеют небольшой потенциал развития и увеличения мощности и экономичности. Этим и пользуются автопроизводители. Но я считаю, что в настоящий момент мы наблюдаем переломный момент в истории ДВС и в скором времени люди начнут понимать, что пришло время отказаться от использования автомобилей, оснащенных традиционными двигателями, работающие на бензине и дизельном топливе. И как только это произойдет, автомобильные компании будут вынуждены в короткий срок перестроиться и начать выпускать массово автомобили без ДВС.

Поверьте, совсем скоро двигатели внутреннего сгорания, в качестве источника энергии для передвижения транспорта, станут, как лошади в начале 20 века.

На первом этапе заката двигателей ДВС, уйдут самые неэффективные силовые агрегаты. На рынке на определенное время останутся только самые инновационные и экологически чистые двигатели внутреннего сгорания. Затем исчезнут и они.

Так что наше будущее связано с автомобилями, которые будут оснащаться двигателями, работающие на альтернативных источниках энергии.

Скорее всего, совсем скоро мы будем владеть автомобилями с электрическими двигателями, часть которых будет заряжаться электроэнергией, а часть водородным топливом.

Но также есть вероятность и появления новых видов источников энергии для автотранспорта или нас ждет возрождение старых давно забытых технологий. Например, вполне возможно, что автомобили будущего будут оснащаться пневматическими источниками энергии или, возможно, мы будем заправлять автомобили пищевыми отходами.

В любом случае мир меняется с бешеной скоростью. Так что исчезновение ДВС в 21 веке неизбежно. Особенно в условиях изменения климата на планете, которое происходит из-за выбросов в атмосферу Земли вредных выхлопных газов от автотранспорта, оснащенных двигателями внутреннего сгорания.

Основы работы двигателя внутреннего сгорания [понятия и термины «на пальцах»]

Что такое цилиндры, турбонаддув, как расшифровывать характеристики двигателя без технической документации

Двигатель внутреннего сгорания работает за счет сжигания бензина и дизельного топлива. Независимо от вида топлива, на котором работает движок, принципы его работы, термины и названия запчастей одинаковы.

Как работает?

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания похож на принцип работы насоса: на одном конце в него втягивается воздух и воспламеняется (внутреннее сгорание), затем, через выхлопную трубу вытесняются отработанные (выхлопные) газы. Движок преобразует энергию сгорания в механическую энергию для движения машины. Детальная работа «сердца машины» разобрана здесь, а в этой статье обсудим из чего состоит мотор машины и как устроен.

Для описания размера и мощности мотора автомобиля пользуются устоявшимися терминами и маркерами. Правда, не разобравшись в каждом, не сообразишь, что они означают. Если не до конца понимаете, что собой представляет 1,8-литровый, 4-цилиндровый, V-образный двигатель на 20 клапанов и с турбонаддувом эта статья для вас.

Что означает «1,8-литровый»?

Значение «1,8-литровый», «2-х литровый», «3-х литровый» указывает на объем движка. Объем двигателя влияет на объем воздуха, который тот может переработать в течение одного цикла. Эта величина обычно отображается в литрах или в кубических сантиметрах, в зависимости от производителя, но измерение в сантиметрах встречается крайне редко.

Чем больший объем мотора, тем больше он производит энергии. Больше энергии — больше расход топлива. Правда, инженеры автоконцернов пытаются сломать этот стереотип. О том, как им это удается, читайте в статье журнала Zap-Online.ru: «Топ 10 улучшений в конструкции мотора автомобиля».

Характеристика «4-цилиндровый» означает количество цилиндров в движке

Цилиндром называют камеру двигателя цилиндрической формы, в которой смешиваются и сгорают воздух, и топливо. Каждая такая камера считается одним цилиндром. Чем больше цилиндров, тем больше мощность автомобиля и расход топлива. Для экономии топлива, некоторые современные 8-цилиндровые движки разработаны так, чтобы цилиндры оставались закрытыми, когда их работа не принципиально важна. Эта технология применена в последних моделях Mercedes. На светофоре движок будет работать на холостом ходу, отключив 6 цилиндров и оставив в работе 2, чтобы машина не заглохла. Движок будет смешивать топливо и воздух в двух цилиндрах вместо восьми, перекрыв подачу бензина или солярки в ненужные.

Также будет и на загородной трассе, где водитель, включив круиз-контроль, двигается с одной скоростью до 90 км/ч.

V-образный или рядный двигатель означает угол расположения цилиндров друг к другу — это называется конфигурация мотора

У автомобильных моторов бывают разные конфигурации: разные расположения цилиндров по отношению друг к другу. Размещение цилиндров в один ряд создает «линию» двигателя: 4-рядный– 4 цилиндра в линию, или 6-рядный — 6 цилиндров и т.д. —это общая и простая конфигурация классической силовой установки внутреннего сгорания.

Когда цилиндры расположены противоположно друг другу в угловых блоках, они имеют вид латинской буквы «V». Цифра, следующая за этим символом, опять-таки, обозначает количество цилиндров в одном ряду, например: V-4, V-6, V-8 и т.д.

Три блока цилиндров располагают в форме латинской буквы «W». По количеству цилиндров в одном ряду различают движки W-8, W-12 или W-16. От конфигурации цилиндров зависит физический размер движка и то, как ровно он работает. V – образная форма облегчает ход цилиндров, т.к. сила тяжести распределяется под наклоном, а не вертикально, как на обычных автомобильных моторах. Все эти разработки стали результатом тщательнейших испытаний, которые привели к совершенствованию внутреннего КПД (коэффициента полезного действия) мотора и к его экономичности.

Клапаны

Воздух входит в цилиндры и выходит из них через клапаны, работающие по принципу работы клапанов сердца. Раньше цилиндры имели только два клапана: один для воздуха, который поступает в цилиндр, второй — для выхода отработанных газов. Современные двигатели имеют по три, четыре и даже пять клапанов в каждом цилиндре, что более эффективно перемещает воздух по двигателю, увеличивает мощность автомобиля и сокращает расход топлива. Обычно автопроизводители сообщают общее число клапанов в движке. Разделите это число на количество цилиндров и узнаете, сколько клапанов в каждом из них.

Наддув и турбонаддув

Нагнетание воздуха в двигатель под давлением называется «принудительная индукция». Нагнетанием воздуха можно резко увеличить мощность автомобиля. Наддув работает на ременном приводе от мотора автомобиля и разработан, чтобы немедленно давать дополнительную мощность, когда отработанный газ выходит из движка. Турбонаддув приводится в действие выхлопными газами и требует меньших затрат мощности самого двигателя, что делает его более экономным, чем просто наддув. При этом у турбонаддува реакция на дроссель гораздо медленнее. Еще есть электрический турбонаддув, о нем подробно писали здесь, различия с классическим незначительные. Хотя при увеличении скорости наддувом и турбонаддувом сжигается больше топлива — они позволяют маленьким экономным моторам показывать те же результаты, что и их более большие собратья.

Читать еще:  Влияние форсунок инжектора на работу двигателя

Остались вопросы по терминологии принципам работы мотора автомобиля? Задавайте их в комментариях, будем рады ответить.

Двойная мощность

S — самый юный отпрыск в семействе инновационных гибридов, над разработкой которых усиленно работает .

Рвануть с места, стирая шины об асфальт, и с неистовым ревом мотора нестись навстречу каждому крутому повороту: он — может. Но сначала должен спокойно отвезти детей в школу. Бесшумно, на электротяге. Так начинается каждая поездка. Ведь он хорошо воспитан и не привык рубить с плеча.

Вот он, новый , динамичный, плечистый, словно скала среди бурного потока времени. В принципе, в нем все, как и прежде, но только немного лучше. И все же, это другой , не один автомобиль, а два в одном. Гибкостью характера S обязан плагин-гибридной системе привода. У него двигатель внутреннего сгорания и электромотор с возможностью подзарядки от обычной электросети или от специальной электроколонки. При полностью заряженном аккумуляторе S только на электротяге может проехать до 36 километров, развивая максимальную скорость до 125 км/ч, что вполне достаточно для повседневных поездок. Если заряд батареи опускается ниже определенного уровня или если требуется более высокая скорость, в игру вступает ДВС.

Электродвигатель и ДВС расположены в тесном соседстве: первый, мощностью 70 кВт (95 л.с.), установлен непосредственно между мотором V6 и восьмиступенчатой автоматической коробкой передач Tiptronic S. Столь близкое расположение способствует гармоничному симбиозу, электродвигатель способен в любой ситуации «подставить плечо» своему собрату. Если требуется максимальное ускорение, оба агрегата в связке дают совокупную мощность 306 кВТ (416 л.с.). При медленной езде, в частности, на высоких оборотах, ДВС работает с немного большей мощностью, чем требуется, параллельно заряжая через электродвигатель аккумуляторную батарею. При этом диапазон частоты вращения и нагрузки ДВС не превышает пределов экономичного режима. Водитель чувствует повышение мощности, не ощущая его источника. «Для нас было очень важно добиться того, чтобы водитель не замечал перехода от одного режима к другому», объясняет Йорг Кернер, руководитель разработок приводных систем . И действительно, определить, когда подключается бензиновый двигатель, можно только по тахометру.

Бензоколонку проезжаем не останавливаясь. Потребление топлива по циклу NEFZ составляет 3,4 л на 100 км, но часто — при регулярной зарядке во время повседневных поездок — и того меньше. Для небольших маршрутов электротяги вполне достаточно. Подзаряжается аккумулятор экологически чистой электроэнергией в домашнем гараже с помощью универсального зарядного устройства . Оно весьма практично в использовании, спокойно помещается в багажнике и надежно служит для подзарядок в пути.

Автомобиль с мощностью спорткара при выбросе CO2 ниже, чем у малолитражки без электропривода — эта идея пришла в голову горстке инженеров в центре разработок в Вайссахе в 2009 году. «Мы не стремились создать чистый электромобиль», рассказывает Уве Михаэль, руководитель электрических и электронных разработок, один из инициаторов проекта. «Мы хотели найти удобное и практичное решение». Разработанный ранее традиционный гибридный привод также дает ощутимую экономию топлива. Однако его эффективность ограничена, поскольку батарея заряжается только во время движения автомобиля преобразованием энергии торможения и через двигатель внутреннего сгорания (целенаправленным смещением точки нагрузки).

Чтобы ставить новые рекорды экономичности, требовался автомобиль, который на электротяге едет быстрее и дальше. Нужен аккумулятор с повышенной энергоемкостью, заряжаемый от внешнего источника, а также электромотор с большей мощностью. Решением стало повышение напряжения с 288 до 382 вольт, вместо никель-металлгидридного аккумулятора — литий-ионная батарея. Разработали и универсальное зарядное устройство для преобразования переменного тока из электросети в ток постоянный для зарядки.

В мае 2010 года эта идея была реализована: первый плагин-гибридный , переоснащенный , был заряжен на специально оборудованной в Вайссахе электроколонке. А осенью того же года было принято решение запустить этот тип провода в серию! Летом 2013 года появляется S . За ним следует S , практически с такой же конструкцией трансмиссии, как и у предшественника. Чтобы компенсировать больший вес, оснащается батареей повышенной энергоемкости. При одинаковой массе аккумулятор нового поколения способен накопить на 15 % больше энергии.

Перед выездом на автобан переключается на гибридный режим. Батарея уже практически пуста, а хотелось бы прибыть в пункт назначения так, чтобы произвести там впечатление на партнеров по бизнесу. Выручит режим E-Charge, который позволяет заряжать батарею во время движения.

Одно нажатие кнопки — и характер автомобиля меняется. Инженеры предусмотрели четыре режима вождения. Заводится машина исключительно на электротяге в режиме E-Power. Когда батарея (почти) разряжена, машина переходит на гибридный режим, здесь ведущую роль берет на себя ДВС. При скорости ниже 154 км/ч двигатель отключается от трансмиссии, как только водитель убирает ногу с газа, и машина едет накатом, что дополнительно экономит горючее. В режиме Sport постоянно работает ДВС, а в аккумуляторе всегда поддерживается такой уровень энергии, который позволяет выполнить очередной рывок с максимальной совокупной мощностью. В режиме E-Charge батарею можно заряжать без подключения к сети, например, во время движения по автобану, чтобы в городе переключиться на электротягу.

«Мы много дискутировали о приводной технике», рассказывает конструктор Кернер. У автомобиля могло бы быть еще больше режимов вождения. Например, как у 918 Spyder, где есть еще гоночный режим и режим пиковой мощности Hot-lap, при котором батарея короткое время работает на пределе. «Но у 918 Spyder другой характер», говорит Кернер. И сама конструкция привода у него иная. Два электромотора: один через ДВС V8 и разделительное сцепление связан с задней осью, второй (95 кВт, 129 л.с.) управляет передней осью. При максимальном крутящем моменте 1 280 Нм приводы обеих осей дают огромное преимущество в динамике.

Но у 918 Spyder и есть кое-что общее: координацию всех компонентов привода выполняет гибридный менеджер (Hybridmanager), неотъемлемая часть управления двигателем. Этим интеллект не ограничивается: есть еще специальная система контроля и управления батареями, которая отвечает за заряд и разряд батареи, ее безопасную и максимально эффективную эксплуатацию. Это особенно важно при зарядке от высоковольтной сети, как у S . Опционально автомобиль может быть оснащен бортовым зарядным устройством мощностью 7,2 кВт, аккумулятор полностью заряжается менее чем за полтора часа.

Незадолго до финиша мультифункциональный индикатор сигнализирует: батарея полностью зарядилась. Переходим в режим E-Power. Почти бесшумно катит в город.

Текст Йоханнес Винтерхаген

S ,

Двигатель: V-образный шестицилиндровый двигатель
Рабочий объем: 2995 cм3
Мощность: 245 кВт (333 л.с.)
Maкс. крут. мом.: 440 Нм при 3000–5250 об/мин
Мощность электродвигателя: 70 кВт (95 л.с.)
Maкс. крут. мом. электродвигателя: 310 Нм

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector