Электродвигатели / 2009_06_29

датчики

компоненты

29

Введение

• оптимизация функциональных характери-

ский двигатель). Но, несмотря на присутст-

стик;

вие на рынке в течение многих лет, количе-

Современные автомобили становятся бо-

• достижение соответствия стандартам и по-

ство гибридов все еще не превышает 2% про-

лее гармоничными, причем речь идет не толь-

требительским предпочтениям;

даж всех новых автомобилей — согласно не-

ко о гармонии функциональности и безопас-

• приемлемая стоимость инвестиций и экс-

давним данным Research & Market. Отмечено

ности автомобиля, но и о гармонии челове-

плуатации.

также, что в Европе только 0,2% от всех ав-

ка, машины и окружающей среды в малых

Перечень этих технологий включает:

томобилей являются гибридами, причем та-

и больших масштабах.

• бензиновые двигатели внутреннего сгора-

кая ситуация сложилась в связи с преоблада-

Топливная эффективность — важнейшая

ния,

нием дизельных автомобилей. Доминирова-

функциональная характеристика автомоби-

• дизельные двигатели,

ние дизельных автомобилей на европейском

ля, повышение которой практически равно-

• гибридные приводы,

рынке объясняется развитыми технология-

значно меньшей эмиссии. Большое количест-

• многие другие, так называемые альтерна-

ми: прямого впрыска (Direct Injection, DI),

во автомобильных систем, узлов и агрегатов,

тивные автомобили, работающие на био-

турбонаддув с переменной геометрией (Variable

управляемых электроникой — по сигналам

топливе типа E85, LPG/CNG,

Geometry Turbocharging) и Common Rail Direct

от датчиков и посредством актюаторов, в на-

• водородные автомобили FCV (Fuel Cell

Injection (CRDI), а также высокой экологич-

стоящее время выполняется как мехатронные

Vehicles).

ностью.

блоки, классифицировать которые по систем-

EPA (Environmental Protect Agency)

Многие специалисты R&M высказывают

ной принадлежности к группе Powertrain или

(www.epa.gov) оценивает показатель mpg

мнение, что спрос на гибридные автомоби-

контроля эмиссии невозможно, поскольку они

(миль на галлон, 1 галлон = 3,8 л) для всех но-

ли может значительно увеличиться в связи

работают на обе системы.

вых автомобилей, что позволяет сравнивать

с их топливной эффективностью и высокой

Кроме того, хотя прямая корреляция и от-

автомобили соответствующего класса и тех-

скоростью роста цен на бензин. Регуляция

сутствует, более «топливно-эффективный»

нологии между собой.

эмиссии также способствует стимулирова-

автомобиль является и более безопасным.

Изобретение гибридных автомобилей

нию спроса, так как правительства некото-

Так, топливная эффективность более аэро-

(Hybrid Electric Vehicles, HEV) было одним из

рых стран предлагают налоговые стимули-

динамичного автомобиля выше, и высокие

шагов автопроизводителей и послужило для

рующие факторы (налоговый кредит для по-

аэродинамические характеристики одновре-

осуществления двух стратегий — экономии

купателей).

менно означают лучшую маневренность, уп-

топлива и удовлетворению растущего спро-

Так, согласно исследованиям RNCOS, опуб-

равляемость и способность избегать столк-

са в менее загрязняющих окружающую сре-

ликованным в отчете “Global Hybrid Car

новений. Топливная эффективность снижа-

ду автомобилей. Бензиновые автомобили при

Market Forecast to 2010”:

ется при недокачке шин, что одновременно

эксплуатации создают проблему высокой це-

• Глобальные продажи HEV будут увеличи-

потенциально опасный фактор с точки зре-

ны топлива для клиентов, для электрических

ваться с совокупным среднегодовым тем-

ния безопасности.

автомобилей (Electric Vehicles, EV) необходи-

пом роста (Compound Annual Growth Rate,

Но только несколько автомобильных тех-

мы высокие начальные инвестиции для про-

CAGR) порядка 12% в период 2008–2015 гг.

нологий двигателей соответствует или может

изводителей и потребителей.

• Продажи гибридных автомобилей в США

соответствовать в полной мере в будущем од-

В этой ситуации автопроизводители изо-

достигнут 1 млн в 2012 году.

новременно осуществлению всех требова-

брели гибридные автомобили, работающие

• CAGR для японских HEV — 6,6% в пери-

ний. Это:

и на бензине, и на электричестве (электриче-

од 2008–2011 гг.

КОМПОНЕНТЫ И ТЕХНОЛОГИИ • № 6 '2009

www.kit e.ru

30

компоненты

датчики

• Рынок батарей для HEV увеличится с CAGR

ваниях и разработках, предназначенных для

О том, как осуществляют лидирующие

примерно 10,4% (с 2010 по 2015 год).

того, чтобы оптимизировать характеристи-

производители свои стратегии на примерах

• Рынок гибридных компонентов возрастет

ки батарей.

новых автомобилей, разработках и примене-

с CAGR 17,4% с 2008 по 2012 год.

Глобальный рынок PHEV оценивается по

нии новых топливно-экономичных автомо-

Экологичные гибриды привлекательны не

данным R & M в 130 000 автомобилей в 2015 го-

бильных технологий — далее в статье.

только для правительств или заинтересован-

ду. Но сравнительно высокая стоимость PHEV

Новые технологии двигателей

ных клиентов, но и для производителей, куль-

и FCV, главным образом именно из-за цены

тивирующих имидж технологического лидер-

стеков питания, все еще удерживает ценовой

General Motors

ства: Toyota, Honda, General Motors и других.

зазор между PHEV и FCV, с одной стороны,

Технология применяется и в потребляющих

и обычными автомобилями, с другой. Кро-

Ключевая стратегия GM — использование

много топлива SUV и люкс-седанах, спортив-

ме того, сложности продвижения батарейных

множественных источников энергии для по-

ных автомобилях, в которых электрический

технологий также создают проблемы ком-

вышения топливной эффективности/эконо-

привод добавляет мощности (вместе с эконо-

мерциализации PHEV и FCV. Ожидается, что

мичности автомобилей, сокращения затрат

мией топлива).

в расширении рынка сыграют значительную

на топливо, снижения эмиссии.

Но преимущественные признаки гибрид-

роль правительственные легислации.

В рамках этой стратегии GM параллельно

ной технологии значительно различаются для

С водородными автомобилями на топлив-

разрабатывает следующие технологии для

основных типов гибридомобилей:

ных ячейках, продуктом электрохимических

повышения топливной экономичности/эф-

• микрогибрид (Micro Hybrid);

процессов которых является вода, связыва-

фективности автомобилей:

• средний, «умеренный» или «мягкий» (Mild/

ется большое будущее, и различные автопро-

• новые технологии бензиновых двигателей;

Mid Hybrid), иногда также называемый

изводители разработали свои автомобили,

• биотопливо;

Assist Hybrid;

готовые к серийному выпуску. Но массовое

• электрические автомобили;

• полный гибрид (Full Hybrid).

распространение сейчас ограничено главным

• гибридные автомобили;

Кроме того, выделяют также следующие

образом их сравнительно высокой ценой,

• технология «чистый дизель»;

типы гибридных автомобилей:

а в последующие годы может быть ограни-

• топливные ячейки (fuel cell).

• последовательные (Series Hybrids);

чено отсутствием распределенной топливной

На данном этапе реализации стратегии, ле-

• параллельные гибриды (Parallel Hybrids);

инфраструктуры. Поэтому переход на эти

жащей в основе технологии Advanced Pro-

• последовательно-параллельные гибриды

экологичные автомобили компании также

pulsion Technology, в современных линейках

(Series/Parallel Hybrids);

предполагают осуществить в два или три эта-

автомобилей GM реализован прямой впрыск

• одно- и двухрежимные гибриды (One-

па. На первом этапе — с привлечением гиб-

и другие топливно-экономичные технологии

Mode и Two-Mode Hybrids).

ридной технологии, на втором и третьем эта-

бензинового топлива.

Первоначально концепция гибридного ав-

пах — посредством привлечения различных

GM предполагает, что разработки в облас-

томобиля предполагала совместную работу

источников энергии (электричества, E85,

ти новых технологий позволят автомобилям

именно бензинового двигателя с привлечени-

биотоплив, бензиновых топлив).

2009 года сэкономить примерно 700 млн гал-

ем электрического двигателя. Но в дальнейшем

Согласно данным R&M, сейчас три авто-

лонов бензинового топлива в сравнении с по-

эта концепция расширилась и теперь включа-

мобильных производителя — Toyota, Ford

казателем 2008 года.

ет следующие разработки и технологии:

и Honda — контролируют рынок гибридных

Топливно-эффективные/экономичные тех-

• плагинные гибриды (Plug-in Hybrids);

автомобилей. Доминирование этих произво-

нологии GM, о которых идет речь, включают:

• дизельные гибриды;

дителей ожидается и в последующем. Но ес-

• DI — прямой впрыск топлива в цилиндры.

• гибриды на топливных ячейках (Fuel Cells);

ли оценивать рынок гибридов по объемам

• VVT (Variable Valve Timing) — переменное

• регенеративное торможение;

продаж, то лидерство удерживает Toyota, не-

время открытия впускного и выхлопного

• новые батарейные технологии;

сколько опережающая GM.

клапанов в зависимости от скорости дви-

• новые электрические двигатели;

Другие лидирующие компании — General

гателя, предназначенное для оптимизации

• 42-вольтные электрические системы;

Motors, Daimler, BMW, Chrysler, Mercedes-

расхода воздуха и эмиссии.

• гибридные трансмиссии;

Benz, Nissan, Renault, Hyundai, PSA Peugeot

• Active Fuel Management — система актив-

• стартеры и генераторы: Integrated Starter

Citroёn, Volkswagen и ряд других — парал-

ного управления топливом, которая авто-

Alternator Damper (ISAD) (Continental), Belt

лельно работают над осуществлением своих

матически позволяет двигателю запускать-

Alternator Starter (BAS) Delphi;

технологических стратегий. Многие произ-

ся на половине его цилиндров, если пол-

• новые электронные компоненты.

водители компонентов для гибридных, аль-

ная мощность не требуется.

Достижения в технологии литий-ионных

тернативных и водородных автомобилей од-

• Турбонагнетатели — работающие от энер-

батарей изменили рынок PHEV (Plug-in Hybrid

новременно работают над созданием plug-

гии выхлопов турбокомпрессоры воздуха,

Electric Vehicles) — так называемых плагин-

and-play powertrain платформы для новых

нагнетаемого в двигатель.

ных, или подключаемых к домашней элект-

автомобилей, сокращая число узлов, отни-

• Топливно-экономичные системы Powertrain,

рической сети для зарядки батареи. Способ-

мающих мощность двигателя и, напротив,

основной компонент которых — 6-скоро-

ность PHEV снижать цену топлива оценива-

извлекая мощность из других источников —

стные трансмиссии.

ется примерно в 75 центов/галлон, кроме

энергии торможения, выхлопов, Солнца, хи-

В двигателе с обычным впрыском через

того, ввиду отсутствия использования мно-

мической энергии.

порт Port Fuel Injected (PFI) engine воздух

гих механических частей снижается и увели-

Безусловно, все электронные средства уп-

и топливо смешиваются прежде достижения

чивающаяся цена масла.

равления и обеспечения безопасности, уров-

камеры сгорания. В DI-двигателях компании

Все же на данном отрезке времени литий-

ня исполнения и комфортабельности авто-

GM впрыск топлива производится непосред-

ионные батареи характеризуются размерами,

мобиля, такие как электрические двигатели,

ственно в цилиндр, где оно смешивается с воз-

температурным управлением, надежностью,

дисплеи, средства визуального и звукового

духом и воспламеняется посредством свечи

прочностью, ценой материалов и производ-

предупреждения, навигационные системы,

зажигания при приближении поршня к верх-

ства — теми характеристиками, которые со-

фары, также потребляют мощность, и пита-

ней мертвой точке. Причем, когда топливо

здают временные трудности в применении

ние этих систем — важный аспект проекти-

впрыскивается в цилиндр, и топливо, и воз-

этой технологии. Внимание производителей

рования систем автоэлектроники следующе-

дух являются охлажденными. Это допускает

сфокусировано на инновационных исследо-

го поколения.

помещение в камеру сгорания в большей сте-

датчики компоненты

31

пени сжатой и в большем количестве ТВС,

Все новые 2010 Chevy Equinox представля-

жет быть заряжена ночью от обычного до-

следовательно, увеличивается мощность и эф-

ют собой 5-местные кроссоверы с показате-

машнего 110-Вт источника, что позволяет

фективность двигателя, повышается эконо-

лем 32 mpg на шоссе, что лучше в сравнении

проехать до 40 миль в течение дня.

мия топлива (больше воздуха дает бóльшую

с Honda CR-V и Toyota RAV4.2. Гарантия на

Если поездка — на расстояние свыше 40 миль,

мощность и больший крутящий момент, вы-

автомобиль, который сейчас находится в ста-

для зарядки электрической литий-ионной ба-

сокие коэффициенты сжатия обеспечивают

дии подготовки к серийному производст-

тареи может использоваться бензиновый, E85

эффективность и экономию топлива; холод-

ву, — 100 000 миль на 5 лет, коммерческая до-

или биодизельный топливный источник.

ный воздух уменьшает детонацию).

ступность запланирована с лета 2009 года.

В течение долгого вождения на старте поезд-

В условиях холодного старта прямой

Прямой впрыск был впервые введен в ав-

ки может использоваться заряженная элект-

впрыск может помогать при создании более

томобилях 2007 года Saturn Sky Red Line

рическая батарея. Затем будет использовать-

богатой ТВС в близости свечи, облегчая за-

и Pontiac Solstice GXP. Линейка GM 2009 года

ся внешний источник питания. При удержи-

жигание и обеспечивая более «сглаженную»

с осуществленным прямым впрыском вклю-

вании управления с двигателем, работающим

работу двигателя в течение холодного стар-

чает 6 двигателей в 18 моделях, а в 2010-м GM

на основе топлива, батарея вновь заряжается,

та и нагрева, когда создается значительная

планирует представить 8 двигателей в 38 мо-

и с комбинированием этих двух источников

эмиссия. Согласно данным производителя,

делях, что составляет 10% от глобального объ-

мощности возможно достичь показателя по-

двигатели GM с прямым впрыском снижают

ема.

рядка 50 mpg. В Cvevy Volt будет использо-

эмиссию холодного старта на 25%.

Дополнительные факты об автомобилях

ваться нетурбированный вариант двигателя:

Поскольку топливо впрыскивается непо-

GM: 12 моделей линейки 2009 года показы-

поскольку он служит вспомогательным,

средственно в камеру сгорания, при прямом

вают топливную экономию в 30 mpg и более

но параллельно GM развертывает производ-

впрыске — более высокие давления топлива,

(Chevrolet Malibu, Saturn Aura — 33 mpg

ство и турбированных 4-цилиндровых дви-

чем в обычных двигателях с впрыском через

на шоссе; Chevrolet Cobalt XFE и Pontiac G5

гателей (1,0–1,4 л), в 2011 году двигателем 1,4 л

порт. Это обеспечивается специальным насо-

XFE — 37 mpg по хайвею).

будет оборудоваться Chevrolet Cruze.

сом топливного давления, управляемым од-

General Motors и Мичиганский Универ-

Рассмотренная технология, по сути, пред-

ним из распределительных валов двигателя.

ситет в 2008 году образовали совместный

ставляет собой универсальную плагинную

Вместе с технологией прямого впрыска но-

исследовательский институт — GM/U-M

гибридную технологию.

вые двигатели GM используют технологию

Institute of Automotive Research and Education.

В текущей линейке GM сейчас представ-

VVT (рис. 1а–б), позволяющую повысить

Его важнейшие цели — повышение эконо-

лено 8 гибридных автомобилей. Стандарт-

мощность и топливную эффективность на

мии топлива и усовершенствования в обла-

ная (однорежимная) гибридная система GM

многих рабочих частотах/скоростях, а также

сти технологий двигателей. И одно из направ-

характеризуется на 10–20% более высокой

снизить эмиссию. VVT оптимизирует процесс

лений исследований — разработка HCCI

топливной экономией и включает 36-В ни-

сгорания и повышает баланс мощности, эф-

(Homogeneous Charge Compression Ignition),

кель-металл-гидридную батарею и 3-кВт эле-

фективности, эмиссии, а также характеристи-

топливно-экономичной технологии двигате-

ктрический двигатель, работающий вместе

ки NVH (noise, vibration, handling) двигателей.

лей с низкой эмиссией на основе гомогенно-

с 4-цилиндровым двигателем и автоматиче-

Вот некоторые цифры, опубликованные

го сжатия топлива для зажигания без свечей,

ской трансмиссией. Система сохраняет топ-

в декабре 2008 года и характеризующие теку-

уже достигшей стадии прототипирования.

ливо посредством выключения двигателя,

щую линейку автомобилей GM в общем:

GM Voltec Electric Propulsion System — сле-

например, при замедлении и движении по

• 700 000 автомобилей GM используют тех-

дующая инновационная разработка GM,

инерции, и характеризуется признаком ре-

нологию прямого впрыска.

включающая электрический привод в авто-

генеративного торможения, используемого

• Более 3,7 млн автомобилей оборудуется

мобиле, способном брать энергию из различ-

для захвата энергии и заряда 36-В батареи.

VVT.

ных источников: запускаться от электриче-

Двухрежимная система работает с исполь-

• В 600 000 автомобилей применена техно-

ства, E85, бензинового топлива. Система

зованием мощности двигателя, электричес-

логия деактивации цилиндров Active Fuel

включает генератор, непосредственно уста-

кой мощности и комбинации обеих. Модуль

Management, (по другим данным — 1 млн ав-

навливаемый на двигателе мощностью 53 кВт

управления вычисляет требуемую мощность

томобилей с двигателями V-8 и V-6 имеют

в нетурбированном варианте 4-цилиндрово-

для каждого момента времени и выбирает

систему активного управления топливом).

го двигателя 1,4 л, позволяющего удерживать

подходящий рабочий режим, также с исполь-

• 200 000 автомобилей оснащены турбона-

управление автомобилем во время переза-

зованием регенеративного торможения.

гнетаемыми двигателями.

рядки батарей.

В гибридном режиме 1 (на низких скоро-

• 42 000 автомобилей используют и прямой

Примером реализации данной системы,

стях и при малых нагрузках) гибриды компа-

впрыск, и турбонагнетение.

коммерчески доступным для большого чис-

нии GM могут питаться от бортовой 300-В

• Более 2 автомобилей оснащено сберегаю-

ла покупателей, в скором времени станет

батареи. Режим 1 может также использовать

щей топливо 6-скоростной трансмиссией.

Chevy Volt (рис. 1г).

комбинацию электрической мощности и мощ-

Лидирующие показатели топливной эко-

Линейка Chevrolet Chevy сейчас включает

ности двигателя. Потребление топлива сни-

номии в своем классе на шоссе в 30 mpg —

9 моделей с показателем 30 mpg или более

жается в условиях stop-and-go трафика, ког-

у автомобиля линейки 2010 года Chevrolet

на шоссе, включая три гибридные модели.

да используется электрическая мощность.

Equinox (рис. 1в), оборудованном одним из

Более 2,5 млн Chevrolet работают на топливе

В городских условиях, при частых останов-

двух новых двигателей, в которых реализо-

E85. В следующем, 2010 году, Chevrolet будет

ках и стартах автомобиля, это заметное пре-

вана технология прямого впрыска (DI) —

предлагать покупателям Chevy Volt — элек-

имущество.

4-цилиндровый двигатель объемом 2,4 л

трический автомобиль со способностью пе-

В гибридном режиме 2 потребление топ-

и 3-литровый V-6. На сайте компании опуб-

редвижения на расстояние 40 миль без ис-

лива снижается посредством использования

ликованы данные, что клиенты, которые про-

пользования горючего.

некоторой гибридной мощности батареи, яв-

едут с двигателем Equinox 2,4 L 15 000 миль

Данные, собранные GM, показывают, что

ляющейся в данном режиме дополнением

в год, сохранят 134 галлона топлива или

многие автовладельцы проезжают в день не

к двигателю 6L V-8 (Chevy Tahoe, GMC Yukon,

$270–400 ежегодно (при цене горючего $2–3

более 40 миль. Поэтому, если дальность по-

Cadillac Escalade).

за галлон) в сравнении с 2009 Equinox. Общая

ездки не превышает 20 миль в один конец,

Cadillac Escalade Platinum Hybrid`2009

экономия ожидается в $1,4–2,1 млрд в 2009 го-

вождение может быть чисто электрическим.

(рис. 1д) — выпущен компанией Cadillac как

ду и $2,2–3,3 млрд в 2010 году.

Система Voltec Electric Propulsion System мо-

наиболее технически продвинутый большой

КОМПОНЕНТЫ И ТЕХНОЛОГИИ • № 6 '2009

www.kit e.ru

32

компоненты

датчики

люкс-автомобиль, SUV, в котором объедине-

ны признаки модели Platinum с топливно-

сберегающими технологиями Escalade Hybrid.

Его характеристика — 20 mpg в условиях го-

родского вождения, что на 50% лучше, чем

у негибридных моделей.

Двухрежимная гибридная система Escalade

позволяет экономить топливо, при этом обес-

печиваются признаки автомобиля SUV клас-

са «люкс».

Escalade Platinum Hybrid доступен в кон-

фигурациях 2WD и полноприводной 4WD.

Двухрежимная гибридная система GM

а

б

в данном автомобиле состоит из электриче-

ской трансмиссии (Electrically Variable Trans-

mission, EVT) и 300-В никель-металл-гидрид-

ной системы запаса (Energy Storage System, ESS).

Эти системы работают вместе со стандарт-

ным 6-литровым бензиновым двигателем

4-го поколения V-8 с системой активного уп-

д

равления топливом (Active Fuel Management,

AFM) и технологией закрытия впускного кла-

пана с запаздыванием (Late-Intake Valve Closing,

LIVC). Процесс сгорания в двигателе осуще-

ствляется согласно циклу Аткинсона вместо

распространенного цикла Отто. (С циклом

Аткинсона ход расширения мощности длин-

в

г

нее, чем ход сжатия, так что энергия сгора-

ния может более эффективно использовать-

Рис. 1. Новые технологии двигателей и брендовые автомобили General Motors:

ся для производства мощности двигателя.

а, б) двигатели 2010 года с прямым впрыском DI и VVT

Это дает более низкие температуры выхлоп-

(источник: медиа%ресурс GM; согласно условиям использования фото, выражается благодарность GM Corp.):

ных газов.) Мощность двигателя — 332 л. с.

а) 2010 GM 3.0L V%6 VVT DI (LF1); б) 2010 Ecotec 2.4L I%4 VVT DI (LAF);

(248 кВт), крутящий момент — 498 Н·м.

в) кроссовер Chevy Equinox 2010 года с лидирующей в классе характеристикой в 30 mpg,

оборудованный новыми двигателями GM;

В двухрежимной гибридной системе

г) Chevy Volt — автомобиль 2011 года со способностью передвижения до 40 миль

Escalade электрическая мощность, которая

при использовании только электрической мощности;

используется для того, чтобы вести автомо-

д) Cadillac Escalade Platinum Hybrid `2009 — топливно%экономичный люкс SUV

биль, генерируется гибридной системой са-

мостоятельно. Обеспечивают мощность для

EVT два электрических двигателя и 300-В

стандартная тризонная. Электрически управ-

времени, прочитывающую дорогу в пределах

никель-металл-гидридная ESS. Когда при-

ляемая 42-В система рулевого управления так-

миллисекундных интервалов. Система заме-

кладывается торможение или автомобиль

же снижает вибрации и обеспечивает до 0,5

щает обычные амортизаторы с механически-

двигается по инерции, электрические дви-

mpg экономии топлива: улучшение за счет

ми клапанами электронно-управляемыми

гатели в гибридной системе вырабатывают

снижения паразитных потерь, обычных для

с синтетической жидкостью, включающей ча-

электричество, которое запасается в 300-В

гидравлических систем с ременным управле-

стицы железа. В присутствие магнитного по-

батарее. Запасенная энергия используется

нием. В системе ESS охлаждающий систем-

ля частицы выравниваются и обеспечивают

для того, чтобы продвигать автомобиль,

ный вентилятор настраивается также для ра-

сопротивление демпфирования практически

и цикл регенеративного торможения возоб-

боты на низких скоростях, когда шум венти-

непрерывно.

новляется.

лятора могут услышать пассажиры.

В фокусе Cadillac — топливная эффектив-

Батарея размещена под сиденьем второго

В батарейном пакете Escalade Platinum Hybrid

ность и функциональность новых автомоби-

ряда, что фактически не требует дополнитель-

прочность и надежность поддерживаются по-

лей. Так, Cadillac будет также запускать летом

ного места и не ухудшает доступ к сиденьям.

средством оптимизированных циклов заряда

SRX кроссоверы, отличающиеся высоким

По достижении скорости 0 км/ч в услови-

и разряда, так же как и для охлаждающей сис-

уровнем функциональности и двигателем 3,0 л

ях городского вождения или в условиях stop-

темы. Как часть автомобильной системы кон-

с прямым впрыском V-6, обеспечивающим

and-go бензиновый двигатель автоматичес-

троля эмиссии, энергосберегающая система

больше мощности и 10–15% экономии топ-

ки выключается, и автомобиль движется

ESS гарантируется на 8 лет/100 000 миль.

лива по сравнению с замещаемыми двигате-

только от электрической мощности (режим

Другие технологии модели Escalade Platinum

лями 3,6 л, который ранее попадал в десятку

Auto Stop). Система выхлопов и резонатор

включают светодиодные фары и систему маг-

Ward's AutoWorld как один из 2009 “Ten Best

специально настраиваются для работы LIVC

нитного контроля подвески Cadillac Magnetic

Engines”.CTS Sport Wagon, тоже запускаемый

AFM двигателей — и для V-4, и для V-8, так

Ride Control. Фары LED эмулируют характе-

этим летом, с тем же топливно-эффектив-

что гарантируется комфортабельная акусти-

ристики натурального дневного света в боль-

ным двигателем (как и седаны CTS/STS) так-

ка автомобиля и выхлопные тоны. Электри-

шей степени, чем традиционные. Полезный

же предлагает бóльшую функциональность.

чески управляемый 300-В компрессор конди-

срок службы — в 20 раз выше галогеновых.

Технология прямого впрыска и электриче-

ционирования воздуха снижает вибрацию

Magnetic Ride Control — система подвески,

ские/гибридные двигатели и приводы — это

и позволяет системе HVAC охлаждать пасса-

дающая более точный контроль движения

не полный перечень направлений работы GM

жирское оборудование, даже когда бензиновый

корпуса Escalade Platinum, представляющая

по осуществлению стратегии питания от раз-

двигатель выключается. Климат-система —

собой систему демпфирования в реальном

личных источников энергии. Высокие цены

датчики

компоненты

33

на бензин/нефть активизировали усилия

Технологии Ford:

инжекторы. Факторы, которые оказывают

многих автопроизводителей по созданию ав-

Ecoboost, гибриды, Powertrain

влияние на системные характеристики, сле-

томобилей, способных работать на биотоп-

дующие:

ливе, или так называемых FlexFuel автомо-

Ford Motor Company в настоящее время вы-

• расход топлива,

билей — с топливной системой, гибко при-

деляется среди других автопроизводителей,

• тепловое распределение,

спосабливающейся к имеющемуся топливу.

прежде всего, тем, что активно развертывает

• распределение топлива,

Наибольшее распространение в сравнении

производство двигателей EcoBoost как сигна-

• NVH,

с другими видами топлива получил этанол

турной части новой технологии, представлен-

• гидравлические пульсации.

E85 — смесь из 85% этанола и 15% бензина,

ной ранее на автошоу NAIAS 2009 и 2008 го-

Эти входные факторы требуют тщатель-

которую производят посредством переработ-

да (рис. 2а). Оценивается, что топливная эко-

ного системного тюнинга.

ки или утилизации отходов сахарного трост-

номия, достижимая с применением этой

Bosch — поставщик аппаратной части GDI

ника, кукурузы, лозняка. Это восполнимое

технологии, составит 20%, снижение эмиссии

системы Ford EcoBoost и разработчика уже

топливо, чисто сгорающее и менее дорогое,

CO2 — до 15%, вместе с функциональными

второго поколения технологии бензинового

чем бензин.

улучшениями. Первые автомобили, оснащен-

прямого впрыска GDI, для осуществления ко-

В Соединенных Штатах в настоящее время

ные этим двигателем, — Ford Flex 2010 года

торого компания сконцентрировала свои уси-

уже более 7 млн автомобилей, которые могут

(рис. 2б) и Lincoln MKS, MKT 2010 года.

лия на трех ключевых компонентах в систе-

применять E85, причем GM — лидер в про-

Топливно-эффективная

технология

ме: насос высокого давления, датчик высоко-

изводстве автомобилей FlexFuel, работающих

EcoBoost (рис. 2а, в–е) — это комбинация пря-

го давления и инжекторы. Насос высокого

на E85: более 3 млн FlexFuel автомобилей

мого впрыска и турбонагнетения, усиливаю-

давления характеризуется мембранным ди-

(по данным сайта www.gmaltfuel.com — уже

щая 4- и 6-цилиндровые двигатели. Прямой

зайном и включает малый поршень, который

3,5 млн) и 18 моделей GM в 2009 году нахо-

впрыск топлива обеспечивает впрыск топли-

активируется некоторыми рабочими кулач-

дятся на дорогах США. Цель GM — полови-

ва в каждый цилиндр двигателя в малых

ковыми выступами на распределительном

на E85 или биодизелей в 2012 году. В числе

и точных количествах. Как уже отмечалось,

валу — тремя или четырьмя, в зависимости

этих автомобилей — Cadillac Escalade, GMC

в сравнении с обычным впрыском, прямой

от расхода топлива и требований топливно-

Yukon, Hummer H2 и H2 SUT, Opel Ampera,

впрыск обеспечивает более холодный и плот-

го давления. Система контролирует мембра-

Saab 9.3 X и 2,5 млн автомобилей Chevy.

ный наддув, обеспечивает бóльшую эконо-

ну с непрерывным контролем рабочего цик-

Некоторые исследования показывают, что

мию топлива и улучшенные характеристики.

ла. Давление в магистрали измеряется датчи-

в 2030 году этанол может обеспечить заме-

Важной особенностью технологии являет-

ком давления Bosch, который использует

щение до 35% потребления бензина в США,

ся применение двойных спаренных турбона-

сенсорный элемент из нержавеющей стали

хотя параллельно существует мнение, что

гнетателей, принцип работы которых осно-

с металлическими тонкопленочными изме-

значительно ранее большинство новых авто-

ван на переводе выхлопной энергии обратно

рителями напряжения. Драйвер, активирую-

мобилей станет полностью водородными, ми-

в двигатель для усиления его мощности, поз-

щий инжекторы, оптимизирован для каждо-

новав стадию гибридных FCV.

воляющих обеспечивать автомобилям типа

го применения, в зависимости от числа ин-

Chevy Equinox Fuel Cell 2010 питается от

Flex и MKS мощность двигателя V-8 с сохра-

жекторов и цикла сгорания. Это дает гибкость

системы Fuel Cell Propulsion System GM 4-го

нением эффективности V-6. 3,5-литровый

и возможность осуществления множествен-

поколения и проезжает уже 150 миль без пе-

Duratec EcoBoost дает 355 л. с. на 5700 об/мин

ных инжекций в течение одного цикла.

резаправки, достигая скорости 100 миль в час,

с крутящим моментом 350 ft.-lb (примерно

В сравнении с системой инжекции через порт

но пока этот автомобиль еще не представлен

475 Н·м) на 3500 об/мин.

(Port Fuel Injection, PFI), где топливная ин-

к продаже, в отличие, например, от уже про-

Применение технологии позволяет авто-

жекция должна быть закончена, прежде чем

даваемой с 2008 года Honda FCX Clarity.

мобилю 2010 Flex достигать 22 mpg на шоссе

впускной клапан закроется, с системой пря-

Издание Green Car Journal удостоил авто-

и 18 mpg в городе, MKS — 25 mpg, с 16 mpg

мого впрыска топливо может впрыскивать-

мобиль Chevy Equinox Fuel Cell своей награ-

в городе. Это больше мощности и лучшая

ся после того, как впускной клапан закроет-

дой Green Car Vision Award, отметив его на

экономия на шоссе в сравнении с лидиру-

ся. Это имеет различные преимущества: эф-

фоне таких номинантов, как Honda FCX

ющими автомобилями 2009 Lexus GS460

фект охлаждения и нагнетение больше

Clarity и Toyota Prius Plug-In, о которых так-

и 2009 Infiniti M45.

воздуха, а топливная эффективность на 3–4%

же будет рассказано в данной статье.

Новый двойной турбонагнетаемый 3,5-ли-

выше в сравнении с PFI. Дальнейшие преиму-

В 2010 году на легких грузовиках Chevrolet

тровый двигатель EcoBoost V-6 дебютирует

щества — возможность оптимизации систе-

Silverado и GMC Sierra будет устанавливать-

этим летом на моделях 2010 Lincoln MKS, MKT,

мы с VVT с помощью стратегий инжекции

ся дизельный двигатель Duramax 4,5 л V-8.

Ford Flex и Taurus SHO. В дальнейшем в пла-

и нагнетения.

Chevrolet и GMC будут также предлагать

нах Ford — осуществить технологию EcoBoost

Гидравлические пульсации или стук дви-

лидирующую в классе полноскоростную

как признак 90% автомобилей линейки Ford

гателя — обычное явление для всех топлив-

трансмиссию или новый двухрежимный ги-

Motor Company к 2013 году с полумиллио-

ных систем прямого впрыска, которое влия-

брид, обеспечивающий повышение дости-

ном автомобилей, работающих на этом дви-

ет на распределение топлива и срок служ-

жимого показателя mpg на 40% в городских

гателе.

бы/прочность компонентов. Ford и Bosch

условиях и на 25% — улучшение эффектив-

Топливная система двойного турбонагне-

разработали гидравлические модели и мето-

ности в общем.

таемого 3,5-литрового EcoBoost V-6 с топли-

ды для настройки гидравлической частоты

Каталитический конвертер, фильтр частиц,

вопроводом — пример сотрудничества Ford

в каждой подсистеме, в результате чего гид-

охлаждаемая система Exhaust Gas Recirculation

с поставщиками: в данном случае Bosch

равлические пульсации были снижены, по-

(EGR), турбонагнетатель переменной геоме-

(рис. 2е). Топливное давление в системе пря-

этому обеспечивается лучшее распределение

трии — все это используется вместе с дизе-

мого впрыска EcoBoost может достигать

топлива и улучшенная прочность компонен-

лем DURAMAX 6600 и позволяет значитель-

2150 psi, что в 35 раз больше, чем в обычном

тов, повышается функциональность/уровень

но снизить эмиссию. Дизельная технология

V-6 с впрыском через порт, поэтому здесь

исполнения и снижается эмиссия.

GM Clean Diesel Technology реализована в сле-

требовался специфический инжиниринг.

Другой новый метод, реализованный

дующих транспортных средствах: 2009 Chevy

Большинство топливных систем делятся

в EcoBoost, — паттерны (Bolting Pattern) для

Express, 2009 Chevy Silverado, 2009 GMC

на подсистемы: топливные насосы, топлив-

топливных магистралей высокого давления,

Savana, 2009 GMC Sierra.

ные линии — топливопроводы, магистрали,

предназначенные для уменьшения эффекта

КОМПОНЕНТЫ И ТЕХНОЛОГИИ • № 6 '2009

www.kit e.ru

34

компоненты

датчики

механического перемещения магистрали при

гидравлическом давлении порядка 2150 psi.

а

Ford и Bosch разработали также новую сис-

тему питания с Y-топливопроводом, который

отличается от обычных мультитопливных си-

стем. Метод Y-топливопровода обеспечивает

в системе прямого впрыска частные преиму-

щества, включая сниженные пульсации, раз-

деление гидравлических частот, улучшенное

б

распределение топлива, улучшение техноло-

гии сборки. Y-pipe также одновременно запол-

няет две половины магистрали — в противо-

в

положность мультитопливной системе, где од-

на магистраль должна заполняться полностью

прежде наполнения другой магистрали.

Двойные турбонагнетатели в системе

EcoBoost представляют новый подход Ford

к осуществлению топливно-экономичных/

эффективных бензиновых двигателей. EcoBoost

включает два турбонагнетателя Honeywell

GT15 — по одному на каждом блоке цилин-

дров, работающие в тандеме. Эта технология,

использующая выхлопной газ в комбинации

с прямым впрыском топлива, позволяет

EcoBoost V6 обеспечивать мощность V-8.

EcoBoost V-6 объемом 1,5 л — первый бен-

г

д

е

зиновый двигатель прямого впрыска с двой-

ным турбонагнетением, произведенный

в Северной Америке.

Электронное управление уравнивает уров-

ни усиления и крутящего момента и непре-

рывно обеспечивает крутящий момент —

что, как следует заметить, не является типич-

ным признаком для турбонагнетаемых дви-

гателей предыдущего поколения.

В системе турбонагнетателя — шлюз вы-

ж

и

бросов с контролируемым давлением и тща-

тельно настроенным внутренним клапаном.

з

Выхлопной газ, текущий через турбонагне-

татель, вращает турбинное колесо на очень

высокой скорости (≈170 000 об/мин) и ведет

турбину компрессора на стороне с чистым

воздухом. Вентилятор с высокой плотностью

заполняет впускным воздухом двигатель

к

(воздух сжат до 12 psi), что дает увеличенные

характеристики. С этим двойным турбона-

Рис. 2. Топливно%экономичные/эффективные технологии Ford для новых автомобилей:

гнетателем EcoBoost V-6 дает на 25% больше

EcoBoost, гибриды, разработки Powertrain:

воздуха, чем 3,5-литровый Duratec V-6.

а) двигатель Ford EcoBoost Engine в действии;

Сконструированные для надежности с дол-

б) автомобиль 2010 Flex с двигателем EcoBoost — двойным турбонагнетаемым 3,5%литровым EcoBoost V%6;

в–е) иллюстрация технологии EcoBoost;

гим сроком службы, турбонагнетатели EcoBoost

ж) автомобиль Ford Fusion Hybrid 2010 года; з) 2010 Ford Fusion SmartGauge с EcoGuide;

характеризуются водяной охлаждающей ру-

и) концепция BEV автомобиля 2011 года; к) иллюстрация новой технологии dry dual%clutch PowerShift

башкой подшипников/опорных поверхнос-

тей. Эта архитектура предназначена для пре-

дотвращения масляного «коксования» (Oil

Важное отличие системы EcoBoost также

у Toyota Camry Hybrid. Fusion Hybrid полу-

Coking), типичного для предыдущих версий

состоит в следующем. Обычный турбона-

чает мощность от двух источников: электри-

турбонагнетателей. Новый дизайн EcoBoost

гнетаемый бензиновый впрыск использует

ческого двигателя, питающегося от NiMH-

означает, что водителям не нужно следить за

датчик массового расхода воздуха и MAP

батареи, и двигателя следующего поколения

специальными рабочими предупреждения-

(датчик абсолютного давления впускного

2,5 л I-4, функционирующего в соответствии

ми типа холостого хода двигателя прежде его

патрубка). Система Ford использует только

с циклом Аткинсона. Комбинированная мощ-

выключения.

MAP-датчик.

ность — 191 л. с. Данный бензиновый двига-

Турбонагнетатели рассчитаны на срок

Технологии Powertrain и гибридная систе-

тель также характеризуется поздним закры-

службы 150 000 миль, или 10 лет. Плюс, Ford

ма Ford Fusion Hybrid 2010 года (рис. 2ж)

тием клапана (Late Intake Valve Closing Timing,

EcoBoost обещает окупить затраты за 2,5 го-

обеспечивают для этого автомобиля лучший

iVCT или LIVC) и специально разработанным

да за счет экономии топлива. В сравнение, ди-

в классе показатель — 41 mpg в городских

микропроцессорным управлением на этапе

зельные двигатели требуют 7,5 лет окупаемо-

условиях и 36 mpg на шоссе, что на 8 mpg

перехода от электрического к бензиновому

сти, гибриды — 12 лет.

в городе и на 2 mpg выше, чем, например,

двигателю.

датчики компоненты

35

Для того чтобы проехать более 700 миль

нальность автоматической коробок. В отличие

Вождение в агрессивной манере соответству-

с топливным баком в 17,5 галлонов, Fusion

от концепции автоматизированной ручной пе-

ет синему/голубому цвету. Если стиль вож-

Hybrid может достигать в чисто электричес-

редачи, качество переключения повышено.

дения соответствует среднему из стилей, цвет

ком режиме скорости до 47 миль/ч, что явля-

Ford производит также гидравлическую

переключается от зеленого к синему.

ется очень высоким для гибридного автомо-

трансмиссию с двойным сцеплением для ев-

Функция Eco Guide обеспечивает дальней-

биля показателем. (Параллельно можно от-

ропейских автомобилей. В «сухой» версии ис-

шую обратную связь о методах вождения,

метить довольно высокие показатели гибрида

пользуется мехатронный подход. Два двига-

функция Eco Scoring обеспечивает обратную

Ford Escape Hybrid — 34 и 31 mpg в городе и на

теля контролируют и сцепление, и вилки пе-

связь о стиле вождения. Когда вождение эф-

шоссе соответственно и скорость 40 миль/ч.)

реключения передач. Мехатронный дизайн

фективно, система информирует об этом

Кроме того, в автомобиле Fusion Hybrid за-

исключает преобразователи крутящего мо-

иконкой листочка. Мультиинформационный

действована электронная бесступенчатая

мента и гидравлический насос — основные

дисплей (Multi-Information Display, MID) поз-

трансмиссия electronic Continuously Variable

потребители мощности в традиционной ав-

воляет видеть топливно-экономичные фигу-

Transmission (e-CVT) (Aisin Powersplit), допу-

томатической коробке, что обеспечивает кон-

ры за прошлые три поездки, обеспечивает сбор

скающая более сглаженный переход от элек-

сервативное улучшение экономии топлива

мгновенной и средней статистики. Таким об-

трического режима к обычному и наоборот.

до 9% в сравнении с 4-скоростными. Данная

разом, Eco Assist помогает разрабатывать топ-

Другие гибридные системы Fusion вклю-

технология дополняет EcoBoost.

ливно-эффективные характеристики вожде-

чают:

«Экологичные» технологии Honda:

ния в течение длительного времени.

• Батарею NiMH — малую и более легкую,

Характеристики EPA для этого автомоби-

а также на 20% более мощную, чем пред-

IMA, Eco Assist, FCX Clarity

ля: 40 mpg в городе; 43 mpg на шоссе; 41 mpg

шествующая.

комбинированных.

• Улучшенное управление дросселем с умень-

Гибридная технология Honda представле-

Honda выпускает также автомобиль Civic

шением расхода воздуха при выключении,

на двумя моделями: Civic Hybrid и Insight

GX, работающий на CNG-топливе (рис. 3е) —

что снижает необходимость в топливе при

Hybrid (рис. 3а–б). Honda Civic Hybrid харак-

AT-PZEV автомобиль с 16-клапанным 4-ци-

последующем старте.

теризуется как автомобиль AT-PZEV CARB

линдровым 1,8-литровым двигателем SOHC

• Регенеративную систему торможения, за-

по эмиссии, показателем до 45 mpg на шоссе

i-VTEC мощностью 113 л. с.

пасающую около 94% энергии, часть из ко-

и оснащается интегрированной системой по-

Honda FCX Clarity (рис. 3ж–з) — более топ-

торой теряется вследствие трения.

мощи Honda Integrated Motor Assist (IMA),

ливно-эффективный автомобиль в сравнении

Инновационная разработка Ford, дебюти-

принцип работы которой показан на рис. 3в.

с обычными бензиновыми автомобилями.

рующая в 2010 году в Fusion Hybrid — двой-

Данная система — классический пример па-

В бензиновых двигателях бензиновое топ-

ной кластер SmartGauge с EcoGuide (рис. 2з) —

раллельного гибрида, в котором оба двигате-

ливо используется для нагрева и расширения

с инструментальным кластером, помогаю-

ля — и электрический, и бензиновый — мо-

воздуха, который тогда управляет поршнями

щим водителю в осуществлении более топ-

гут передавать мощность на ведущие колеса

двигателя и коленчатым валом. Водородные

ливно-экономичного вождения.

параллельно, в отличие от последовательной

автомобили (Fuel Cell Vehicles, FCV) намного

В планах Ford также разработка гибридов

схемы, в которой ведущие колеса, как прави-

более эффективны, поскольку преобразова-

плагинного типа PHEV и гидрогенных Fuel

ло, непосредственно управляются только эле-

ние водорода в электричество, используемое

Cell автомобилей.

ктрическим двигателем. Отличием системы

для питания электрического двигателя, — эле-

Ford продолжит разработку батарейных ли-

IMA является то, что бензиновый двигатель

ктрохимический процесс, продуктом которо-

тий-ионных систем, которые будут питать бу-

(4-цилиндровый двигатель i-VTEC мощнос-

го является только вода.

дущие электрические, гибридные электриче-

тью 110 л. с.) в ней является основным агре-

FCX Clarity характеризуется значительно

ские и плагинные автомобили 2010–2012 го-

гатом, а электрический — вспомогательным

меньшим числом компонентов в своей сис-

да. В больших объемах их цена ниже, чем

или ассистирующим. Также в системе для за-

теме привода, отсутствием поршней, распре-

у батарей NiMH: примерно на 30% в объемах

пасания энергии торможения применяется

делительных валов, поэтому потери энергии

партии из 3 млн гибридных автомобилей.

батарея, электродвигатель в данном режиме

в этих системах исключаются.

Ford планирует использовать Li-ion систе-

работает как генератор. В Civic Hybrid приме-

Эволюция FCX Clarity ведет отсчет с 1999 го-

мы для того, чтобы питать чисто батарейный

нены последовательное зажигание и CVT.

да, когда были созданы первые прототипы ав-

коммерческий автомобиль BEV Transit Connect

Honda Insight 2010 года отличается улуч-

томобилей FCX-V1 и FCX-V2. Стеки питания

commercial van 2010 года и пассажирский BEV

шенной системой IMA для 1,3-литрового дви-

вначале отличались значительными размера-

2011 года, разработанный в сотрудничестве

гателя i-VTEC, а также интерактивной техно-

ми, но, работая над своими оригинальными

с Magna International (рис. 2и).

логией повышения экономии топлива посред-

стеками Fuel Cell (FC), специалисты Honda

Можно добавить также, что, согласно май-

ством акцентирования внимания водителя,

сделали их меньше и легче.

ским данным сайта Ford и Clean Green Cars

названной Ecological Drive Assist System (Eco

В2000 году были введены прототипы FCX-V3,

(www.cleangreencars.co.uk), именно Ford сей-

Assist)(рис. 3б–д). Eco Assist (рис. 3д) вклю-

а в 2001 они были оборудованы батарейны-

час лидирует по уровням снижения CO2, что

чает два главных компонента: кнопку ECON,

ми стеками Honda. При разработке автомо-

прямо связано с улучшенным потреблением

которая модифицирует работу автомобиля,

билей следующих поколений инженеры стре-

топлива. Две топливно-эффективные моде-

и систему обратной связи. Эти компоненты

мились достичь таких целей:

ли 2009 года — Fiesta и Ka. Эмиссия Ford Fiesta

могут работать индивидуально или в танде-

• безопасность автомобиля для публики;

ECOnetic — всего 98 г/км (что эквивалентно

ме, усиливая экономию топлива. При нажа-

• работа в условиях заморозков;

76,3 mpg). Ford Ka характеризуется выходом

тии зеленой кнопки ECON водителем акти-

• способность к вождению в течение суще-

CO2 от 112 г/км (67,3 mpg).

вируется режим ECON, оптимизирующий

ственных расстояний без пополнения топ-

Более эффективные коробки передач — еще

работу CVT-трансмиссии и двигателя.

ливной системы;

одна ключевая часть технологий Powertrain

Eco Assist также имеет функцию обратной

• легкость пополнения топлива;

Ford. 6-скоростная, так называемая сухая транс-

связи, которая использует Ambient Meter —

• уровень исполнения и комфортабельность.

миссия dry dual-clutch PowerShift (рис. 2к) —

усиленный цветом фон спидометра, для того

Прототипы FCX-V4 в 2002 году были серти-

одна из недавних инноваций. Два сцепления

чтобы обеспечивать руководство в вождении

фицированы Environmental Protection Agency

контролируются двумя ручными коробками,

в соответствии с окружением. Когда управ-

(EPA) и California Air Resources Board (CARB)

что дает эффективность ручной и функцио-

ление эффективно, цветовой фон зеленый.

и одобрены для коммерческого использования.

КОМПОНЕНТЫ И ТЕХНОЛОГИИ • № 6 '2009

www.kit e.ru

36

компоненты

датчики

С этого момента автомобили Honda выпу-

скались малыми партиями для удовлетво-

рения частных, правительственных/ведом-

ственных/коммерческих заказов, а с лета

2008 года автомобили FCX Clarity представ-

лены к продаже для клиентского примене-

ния. Фактически, именно Honda становится

первым в мире производителем коммерчес-

ких FCV-автомобилей, хотя концептуальные

а

б

модели, готовые к серийному выпуску, раз-

работали и другие производители.

Как известно, главный барьер для распро-

странения водородных автомобилей — от-

сутствие инфраструктуры питания. Honda

разрабатывает также домашние электростан-

ции Home Energy Station, позволяющие обес-

печивать энергией дом и автомобиль.

Эксперименты с целью разработки домаш-

них электростанций начались в США в 2003 го-

в

г

ду. Honda FC Stack — это поколение систем

питания уже было способно работать при

–20 °C, и компания в 2005 году на основе этих

систем разработала второе поколение авто-

д

мобилей FCX. Дебют FCX Clarity как первого

в мире FCV-автомобиля состоялся на лос-ан-

джелесском автошоу. Новый стек на 20%

меньше и на 30% легче, чем предшественник,

старт возможен при температурах 23 °F.

Наиболее отличительный признак FCX

Clarity помимо наличия FC — схема линей-

ного течения, позволившая сделать power-

train-компоненты более компактными и эф-

фективными.

Назначение основных powertrain-компо-

нентов следующее (рис. 3з):

• FC комбинирует водород и кислород и ге-

нерирует электричество, которое затем пи-

тает электрически двигатель, продвигаю-

щий автомобиль. Вода как единственный

гидропродукт остается позади автомобиля.

е

ж

• Водородный бак запасает водород.

• Литий-ионная батарея запасает электриче-

ство.

• Блок управления мощностью Power Drive

Unit (PDU) — назначение явствует из на-

звания.

• Электрический двигатель и привод про-

двигают автомобиль.

С EPA-сертифицированным эквивалентом

в 60 mpg (60 миль на кг), FCX Clarity спосо-

з

бен проехать до 240 миль без пополнения за-

пасов топлива. Газообразный водород для FCX

Clarity измеряется в килограммах. Для срав-

нения, один килограмм виртуально сравним

с галлоном газа, и заполнение бака составля-

Рис. 3. Новые технологии автомобилей Honda:

ет по времени только 1 минуту. Легко и безо-

пасно можно получить его на одной из водо-

а, б) гибридные автомобили Honda:

родных заправочных станций — при их на-

a) Civic Hybrid 2009 года; б) Insight Hybrid 2010 года;

личии в распределенной инфраструктуре,

в) принцип работы;

г) внешний вид системы Integrated Motor Assist (IMA) в автомобиле Honda Insight Hybrid;

создание которой — задача будущего для топ-

д) система Ecological Drive Assist System (Eco Assist) в автомобиле 2010 Insight Hybrid;

ливного бизнеса и правительства.

е) CNG автомобиль Civic GX;

Данный автомобиль был назван «зеленым

ж) внешний вид водородного автомобиля FCX Clarity;

з) принцип работы: 1 — водородный бак запасает водород; 2 — топливный стек FC генерирует электричество;

автомобилем мира» в текущем году — 2009

3 — литий%ионная батарея запасает электричество; 4 — блок управления мощностью Power Drive Unit (PDU);

World Green Car.

■

5 — электрический двигатель привода продвигает автомобиль