Двадцать первый век в самом разгаре, на дворе всемирный экономический и финансовый кризис, проблема экологии становится всё более острой и актуальной, население земного шара растёт не по дням, а по часам, с обратной пропорциональностью тают запасы углеводородов на планете. Всё это даёт нам хороший повод поговорить об альтернативных силовых установках ближайшего будущего, тем более что судьба простого автолюбителя на это самое ближайшее будущее уже практически предрешена.
Прежде чем повествовать о перспективах и целесообразности приобретения автомобилей с гибридными силовыми установками, позвольте, насколько нам позволяют рамки данной статьи, осветить техническую сторону дела. Гибридная силовая установка, как можно догадаться из названия, включает в себя два типа двигателей, в нашем случае – двигатель внутреннего сгорания (бензиновый или дизельный) и электромотор. Причина использования двух типов двигателей заключается в стремлении разработчиков максимально эффективно использовать энергию сгорания топлива, энергию заряда аккумуляторных батарей, а также кинетическую энергию автомобиля при торможении, что повышает КПД установки в целом.
Как известно, двигатель внутреннего сгорания малоэффективен на низких оборотах, в частности, при трогании автомобиля с места. Своего максимального КПД он достигает при нескольких тысячах оборотов в минуту, в то время как электродвигатель наоборот, максимальный крутящий момент выдаёт сразу же. Его не надо заводить и поддерживать холостые обороты, сжигая топливо и загрязняя окружающую среду. Но электродвигатель требует больших запасов энергии, то есть ёмких, но в то же время компактных аккумуляторов, что практически невозможно на современном этапе развития науки и техники. Поэтому, совместив оба типа двигателей в одной установке, можно воспользоваться преимуществами обоих. Автомобиль трогается с места за счет работы электродвигателя, двигатель внутреннего сгорания (ДВС) в этом режиме даже не запускается, что экономит топливо и не загрязняет воздух выхлопами. Насколько этот пункт важен в многокилометровых пробках, думаю, говорить не надо. При достижении автомобилем определённой скорости автоматически пускается ДВС. Посредством довольно хитрых систем трансмиссии, он сообщает крутящий момент колёсам. Часть энергии используется на подзарядку батареи при помощи генератора.
Подзарядка батареи происходит также при рекуперативном торможении. В отличие от обычных автомобилей, кинетическая энергия которых при торможении преобразуется в тепловую энергию тормозных механизмов и безвозвратно теряется, гибридный автомобиль использует энергию движения для подзарядки аккумуляторной батареи посредством генератора. Само собой разумеется, энергия эта без проблем используется в дальнейшем при разгоне. Нельзя сказать, что рекуперативное торможение возможно только посредством преобразования в электрическую энергию и обратно. Ведутся довольно успешные исследования по накоплению кинетической энергии в тяжелых вращающихся маховиках, а также пневмо- или гидроаккумуляторах. Но все эти схемы в том или ином аспекте уступают электрической, не говоря уже о потенциальной возможности включить автомобиль на ночь в розетку.
Ещё одним слагаемым высокого КПД являются хитрые системы трансмиссии, а именно планетарные передачи и бесступенчатые вариаторы. Они позволяют задействовать крутящий момент того или иного двигателя в разных пропорциях, выводить ДВС на максимально эффективные обороты в большом диапазоне скоростей движения автомобиля, что повышает и без того высокий КПД гибридной установки. Всё это мудрёное хозяйство управляется бортовым компьютером, который сам решает энергию какого двигателя целесообразнее использовать в данном режиме движения и как её использовать, не забывая при этом отчитаться перед водителем о своей работе посредством цветного дисплея. На дисплее обычно отображается, какой двигатель активен и какие метаморфозы происходят с энергией. Водителю остаётся немногое – выбирать между разгоном и торможением.
Что касается перспектив, то большинство автопроизводителей уже имеют в своём портфолио гибридные модели, либо намереваются сделать это в ближайшем будущем. Исследования идут полным ходом, причём преимущество за теми компаниями, которые были пионерами в производстве серийных гибридных автомобилей - фирмами Toyota и Honda, тем более что их модели Prius и Insight были изначально рассчитаны под гибридный тип силовой установки, а не переделывались в спешке из обычных серийных моделей. Плюс - нельзя не отметить довольно удачный маркетинговый ход: Toyota Prius и Honda Insight уже подразумевают новомодную гибридную начинку, в то время как в гибридных моделях других производителей её ещё надо суметь разглядеть.
С введением в Европе норм токсичности Euro 5 все другие типы силовых агрегатов будут практически обречены, ибо уложиться в эти нормы под силу в основном только гибридам, с их расходом от трёх литров на сто километров пробега. Вряд ли кто-то предпочтёт платить немалые штрафы за несоответствие своей продукции строгой букве закона. Этим можно и объяснить ту спешку, с которой все ведущие концерны обзаводятся моделями с новым типом силовой установки. Правительства развитых стран всячески содействуют распространению гибридных автомобилей различными поощрениями, так как понимают ограниченность запасов углеводородов, что неизбежно повлечёт в ближайшем будущем их подорожание. Наконец, в США покупают гибриды также из патриотических чувств, заботясь об экологии своей страны.
В заключение замолвим пару слов о российском потребителе. Ведущие мировые автопроизводители пока особо не торопятся наводнить отечественный рынок дешевыми гибридниками, а потому разница в цене между автомобилем с гибридной силовой установкой и его простым одноклассником довольно существенна, окупится она за несколько лет и зависит от интенсивности эксплуатации. Ресурс батареи гибридника составляет порядка 8 лет, стоит новая батарея несколько тысяч долларов. Добавим сюда необходимость более качественных и дорогих запчастей, квалифицированного и опять же недешевого обслуживания. Вобщем, в материальном отношении на данный момент вряд ли гибридный автомобиль будет обходиться намного дешевле обычного, разве что Вас согреют мысли о передовой начинке, малошумности и экологичности Вашего авто. Но нельзя забывать о том, что рано или поздно все детские болезни конструкции будут вылечены, цены «скорректированы» в сторону понижения, квалифицированное обслуживание станет более доступным, а вот ценники на заправках по прошествии кризиса ли, раньше ли, но неизбежно поползут вверх. Тогда и наступит эпоха гибридных автомобилей, а когда именно это случится – решать вам, наши читатели.
