В первом в истории гибриде Фердинанда Порше бензиновый двигатель вращал электрогенератор, питавший два электромотора передних колёс. На нём установили рекорд скорости, но в серию автомобиль с такой электрической трансмиссией не пошёл. Гибридизация давно реализована на таких тяжёлых средствах передвижения, как железнодорожные дизель-электрические локомотивы, карьерные самосвалы, тягачи и автобусы. На рубеже веков с удешевлением технологий настало время и менее мощных экипажей.

Мы публикуем заключительную часть статьи Александра Гурьянова про автомобили с гибридными двигателями. Начало читайте здесь – «Война гибридов».

Европа предпочитает японцев

Массовое производство гибридных авто началось в Японии в конце прошлого века. Первым гибридным автомобилем был Toyota Prius, появившийся в 1997 году. Затем в 1999 на рынок вышел Insight от фирмы Honda. При тогдашних низких ценах на топливо особого внимания публики они не привлекли. Не в последнюю очередь из-за высокой цены.

Но уже несколько лет спустя Япония лидировала на рынке гибридов и по количеству моделей, и по продажам. Сегодня – только по продажам. Наиболее известны три серийно выпускаемых авто. Это Prius от фирмы Toyota, Insight и Civic Hybrid от фирмы Honda.

Завоевавший всеобщую популярность Toyota Prius – это четырёхдверный пятиместный седан, весом за тонну. Его назначение – движение по городу с минимумом вредных выбросов в атмосферу. Первая его модель до скорости в 25 км/ч разгонялась на электрической тяге, затем включается бензиновый двигатель. Это позволило избежать хорошо известного недостатка обычных автомобилей, тратящих много горючего при медленном движении в пробках, на светофорах, на холостом ходу. При больших нагрузках и скоростях у автомобиля работали оба двигателя и расходовался энергозапас аккумулятора.

Toyota Prius – параллельный гибрид с элементами последовательного. Специально разработанная фирмой система деления мощности связывает воедино бензиновый двигатель, электромотор и электрогенератор. Она же действует и как автоматическая трансмиссия, режимами включения двигателей управляет компьютер.

В 2004 году фирма сменила дизайн автомобиля и выпустила Prius второго поколения. У него увеличенное пассажирское пространство, объём багажника, мощность, КПД, уменьшенные выбросы. Гибрид прошлого года выпуска имеет рассчитанный на 95 бензин 16-клапанный двигатель внутреннего сгорания с рабочим объёмом 1,8 литра. Максимальная скорость Prius составляет 80 км/ч, разгон до 100 занимает около 10 секунд. Средний расход топлива около четырёх литров на сотню. Совершенствование модели продолжается. К середине этого года на рынках США появится Toyota Prius V модельного ряда 2012 года.

Рис. 1. Honda Insight 1999 года – второй
гибридный автомобиль, выпущенный на рынок.
Это неполный параллельный гибрид, согласно
принятой классификации. Фото из
пресс-материалов Honda Motors.

Небольшая Honda Insight, выпущенная на рубеже веков, имела совсем другое назначение. Она была задумана для экономии топлива. Правда, стоил этот легкий (862 кг) двухместный автомобильчик каплевидной формы столько же, сколько его четырёхместный собрат Prius. Около 20 тысяч долларов.

У Insight был однолитровый двигатель внутреннего сгорания в 67 лошадей плюс маленький электромотор-стартер в 13 лошадей, который на низких оборотах добавляет крутящий момент. Коробка переключения передач обычная, пятиступенчатая с ручным переключением. На 100 километров пробега ему хватало четырех литров бензина. Первое поколение автомобиля перестали производить после 2006 года. Второе поколение из-за большого числа почитателей было запущено в 2010.

Первый Insight был неполным параллельным гибридом. Такая силовая установка под названием Honda Integrated Motor Assist применялась на всех первых гибридах фирмы Honda. С 2006 года, начиная с Civic, электромотор уже может самостоятельно перемещать автомобиль на средних скоростях.

У Honda Civic Hybrid при старте и резком ускорении задействованы оба мотора. Двигаться в крейсерском режиме можно на том или другом. Электромотор обратим, может работать как генератор и заряжать аккумулятор. Гибридный Civic был представлен в начале 2002 года. Он разработан на базе седьмого поколения Civic и выглядел идентично бензиновому собрату, но давал сорокапроцентную экономию топлива. Гибрид тратил чуть меньше пяти литров бензина на 100 километров.

Одновременно с практичными японцами в Европе в 1997 году фирма Audi также выпустила в продажу гибрид Duo III на основе Audi B5 A4 Avant. Его силовая установка состояла из двухлитрового турбированного дизеля с прямой инжекцией и тридцатисильного электромотора. Из-за высокой цены было продано всего 60 таких автомобилей. Ещё три года назад этот автомобиль оставался единственным гибридом европейского производства.

Спортивные достижения

Последние автосалоны показывают, что все крупные автоконцерны имеют гибриды в своих продуктовых линейках или планируют их выпуск. Многие продают и гибридные варианты своих популярных моделей. В последние годы японцев догоняют американцы. Так, например, в 2008 фирма General Motors предложила гибридные версии моделей GMC Yukon и Chevrolet Tahoe. Хорошо известны Cadillac Escalade и Saturn Vue. В начале 2009 года был выпущен Ford Fusion.

Гибридные технологии проникают и в спортивный сегмент авторынка. Ford Escape Hybrid был первым «спортсменом», выпущенным в 2005 году. Перед этим у фирмы Toyota взамен патентов на европейские дизельные моторы Ford были получены разрешения на использование двух десятков «гибридных» патентов. Правда, силовая установка проектировалась независимо. В 2007 году Lexus выпустил гибридную версию спортивного седана GS 450h мощностью в 335 лошадиных сил.

Рис. 2. Концепт Lotus City Car от фирмы
Lotus Engineering представляет собой плагин
и одновременно флекс, способный
заправляться этанолом, метанолом и бензином.

Многотопливные флексы тоже могут быть гибридами. Три года назад фирма Ford построила первые 20 демонстрационных Escape Hybrid, работающих на бензине и этанольном топливе (Е85). Интересен Lotus City Car от фирмы Lotus Engineering, показанный на прошлогоднем Парижском мотор-шоу. Этот концепт представляет собой плагин и одновременно флекс, способный заправляться этанолом, метанолом и бензином.

В 2009 году был выпущен первый гибрид с инжекционным двигателем на сжиженном газе, «кореец» Hyundai Elantra LPI Hybrid. В этом неполном гибриде впервые применены современные литий-полимерные батареи. Выбросы в 100 граммов диоксида углерода на километр пробега вывели его в ряд выдающихся по экологии автомобилей. Полгода назад на рынке США появился Lincoln MKZ Hybrid. Это первый гибрид, который стоит столько же, сколько бензиновый автомобиль той же марки.

Японские основатели тоже не отстают. С год назад начались продажи третьей гибридной модели фирмы Honda CR-Z. Полгода назад появились Honda Fit Hybrid и Honda Jazz. Год назад появился Toyota Auris Hybrid. Его массовое производство началось на одном из английских заводов. Этот «японец» стал первым массовым европейским гибридом. В Англии его цена 27 с половиной тысяч долларов, что почти на 1000 дешевле Toyota Prius, у которого та же силовая установка.

Рис. 3. Honda CR-Z, модель 2011 года. Это гибридный вариант популярного японского внедорожника, и третий такого рода автомобиль в линейке Honda.

Поскольку КПД дизельного мотора в полтора раза больше бензинового, внимание многих производителей, в частности известных немецких фирм Mercedes и BMW, сегодня обращено в эту сторону. Германская фирма Robert Bosh уже продаёт различным автопроизводителям дизель-электрические гибридные технологии, которые раньше применялись, в основном, на автобусах.

Немецкий концерн Volkswagen объявил о своём намерении в 2012 году выпустить дизель-электрические версии своих наиболее популярных моделей. Уже показаны прототипы, тратящие два литра дизельного топлива на 100 километров пробега. В этом году Peugeot 3008 Hybrid4 станет первым массовым дизель-электрическим гибридом. Он тратит 3,8 литра на 100 километров и выплёвывает 100 граммов диоксида углерода на километр.

Гибридные технологии пришли и в автоспорт. На последних автосалонах внимание публики привлёк Porsche 918 RSR, на котором фирма предполагает тестировать гибридные двигатели для автоспорта. Над его задней осью установлен 563-сильный V8 двигатель с ограничителем на 10300 об/мин, на передних колёсах – два электромотора по 100 лошадиных сил. Интересуются гибридами и военные, так как их сниженное тепловыделение позволяет надёжную маскировку.

Газ – наш, идеи – ваши

В нашей стране бесконечных дорог и немереных запасов также всегда интересовались гибридными автомобилями. Но в индивидуальном порядке. Научно-популярные журналы печатали и продолжают печатать сообщения о разработках как отдельных кулибиных, так и целых коллективов из отдельных НИИ. На крупных военных предприятиях есть и некоторые детали гибридной технологии. Это, например, производство мотор-колёс на РКК «Энергия». Их периодически пробуют на тех или иных продуктах отечественного автопрома.

Пару месяцев назад вся Россия, а не только столичная мэрия причастилась духу гибридизации. Только глухой или слепой не слышал рассказов и не видел сюжетов о проекте гибридного автомобиля олигарха Прохорова с неблагозвучным названием из одной буквы. К сожалению, пока этот способный работать на газу и бензине гибрид существует только в проекте.

У нас продаются дорогие, в основном, японские гибриды, К примеру, Lexus RX450h с бензиновой шестёркой в 250 лошадей и двумя электромоторами. Его цена около трёх миллионов. Расход немногим больше шести литров на сотню. Есть Civic от фирмы Honda, а также Prius, 1,4 Harrier II 4WD, Estima 2,4 и Highlander от фирмы Toyota.

Скромная статистика

Серийные автомобили типа японской Toyota Prius становятся все более популярными на изрядно «позеленевшем» Западе. Сегодня эти лучшие по экологии автомобили продают примерно в половине стран мира. Окупаются они за срок до нескольких лет (в зависимости от законодательных льгот разных стран). Западные государства всячески поощряет владельцев подобных экологических авто. Правительства дают серьезные льготы и производителям, и покупателям. По законам США, например, хозяин Prius может ежегодно вычитать из своих налогов две тысячи долларов. Особенно популярны эти машины в среде голливудских актеров.

На сегодня распродано немногим более трёх миллионов Prius, причём около трети – в США. Второе место с большим отставанием занимают автомобили фирмы Honda, третье – Ford с его полутора сотнями тысяч гибридных экземпляров. В Штатах Ford Escape – это самый продаваемый гибридный автомобиль от национального производителя.

Две страны, США и Япония, покрывают львиную долю рынка гибридных авто. К настоящему времени в первой их продано около двух миллионов, во второй – один. Европа сильно отстаёт – чуть более 200 тысяч. В Штатах на гибриды приходится около трёх процентов общих покупок новых автомобилей. В других странах, а тем более в нашей стране – намного меньше.

Сегодня общий объём продаж гибридных автомобилей – это только капля экологически чистого мёда, если не в бочке, то в банке дёгтя автомобильных выхлопов. Эксперты пока не предрекают роста продаж выше десяти процентов. И это несмотря на тенденцию снижения цен из-за массовости производства и удешевления технологий. По некоторым оценкам, при современных трендах потребуется до трёх десятилетий, чтобы гибриды, к примеру, захватили 80 процентов американского рынка.

Эволюция лучше, чем революция

Постепенную эволюцию человечество всегда переживает легче, чем революцию, а создание на рубеже веков массового гибридного автомобиля отнюдь не было качественным скачком. Экономия топлива достигала всего лишь десятков процентов, сегодня лучший гибрид потребляет топлива всего вполовину меньше обычного. Это значит, что автопроизводителям не нужно отказываться от хорошо разработанных технологий производства двигателей внутреннего сгорания. И, что особенно касается нашей страны, нет нужды менять структуру энергетических комплексов, ориентированных на углеводородные топлива.

Строить гибриды выгодно и чисто коммерчески. Законодательство некоторых стран устанавливает лишь средний для всех выпущенных фирмой автомобилей потолок расхода бензина. Поэтому производство одного экономичного и экологичного автомобиля сразу дает возможность выпустить несколько популярнейших дорогих и мощных машин.

Автомобиль с гибридной силовой установкой – это промежуточное во всех смыслах решение. С конструктивной, топливной, затратной и экологической точек зрения. И при грамотном подходе это компромиссное решение позволяет в быстро изменяющихся условиях модернизации ведущих экономик мира обеспечить плавное их развитие, взяв лучшее от двух господствующих в мире видов двигателей.

Гибридные автомобили обязательно отомрут. Однако случится это не скоро. По всем показателям, на смену им придут электромобили. И начало этой тенденции мы видим уже сейчас. Однако до той поры будет наработан бесценный опыт, будет «обкатана» новая автомобильная электроника и внедрены наукоёмкие технологии. Да и экологическая ситуация должна значительно оздоровиться.