Эра безвредных автомобилей: BMW смотрит в будущее
На днях Арнольд Шварценеггер, нынешний губернатор Калифорнии, торжественно открыл первую заправочную станцию для автомобилей на водородном топливе и объявил о наступление новой автомобильной эры - эры безвредных автомобилей. Шварценеггер мечтает о создании в Калифорнии к 2010 году сети водородо-заправочных колонок. Шварценеггер надеется таким образом форсировать работы по созданию водородных двигателей. Этой проблемой заняты сейчас все концерны мира. При этом гонка идёт в двух направлениях.
Одни (скажем DaimlerChrysler) создают, практически, электро-автомобили, в которых ток вырабатывается в топливных ячейках, элементах в ходе соединения кислорода воздуха с водородом. Для этого и нужны заправки Шварценеггера - он говорит, что хочет даже свой Hammer оборудовать такой электростанцией из топливных ячеек. Другие - например BMW - работают над созданием водородного двигателя. Об этом мы подробно говорили недавно.
Причём, BMW предпочитает пока не отказываться совсем от бензина и предлагает строить (и испытывает) двухтопливные машины (бензино-водородные). Четырёхлитровые V-образные 8-цилиндровые двигатели БМВ развивают на водороде мощность до 180 л.с.. По различным данным, компания опробовала и впрыск газообразного водорода во впускные трубы (перед клапанами) и впрыск газообразного водорода (под большим давлением) непосредственно в цилиндр. Окончательный выбор не сделан.
Mazda, входящая сейчас в концерн Ford, приспособила под водород, точнее, под бензин и водород, роторно-поршневый двигатель Ванкеля. Такой мотор стоит на дорогой спортивной модели Mazda RX-8. Здесь надо сделать остановку, чтобы объяснить, кто такой Феликс Ванкель. О нём и его моторе не слышал почти никто, хотя жил он в ХХ веке.
Идея сделать автомобильный двигатель, во-первых, работающим ровно, плавно, гармонично, без толчков и мёртвых точек, и во-вторых, передающим свою энергию без всякого коленвала непосредственно на колёса, – эта идея со времён Дизеля и Отто занимала многих изобретателей.
В 1926 году увлёкся ею и молодой немецкий инженер Фридрих Ванкель. Он попытался разработать мотор, работающий как турбина, или электромотор. Но только через тридцать лет - в середине пятидесятых годов - Ванкель пришёл к той компактной и лёгкой конструкции, которая удовлетворяла самым строгим требованиям. Вместо кривошипно-шатунного механизма толкающего поршень Ванкель установил треугольный поршень, фактически, ротор. Он укреплён на валу и создаёт необходимое сжатие горючего, эксцентрично вращаясь внутри камеры сгорания - овального статора, похожего на кастрюлю. В 1960 году двигатель Ванкеля был установлен на автомобиль «Prinz» фирмы NSU. Мотор мощностью 30 л.с. имел рабочую камеру объёмом 250 куб. см.
В 1963 году двигатель был поставлен на серийный открытый автомобильчик «Wankel-Speider» немецкой фирмы NSU, позже растворившейся в концерне AUDI.
Плоский и компактный мотор объёмом 500 куб.см. и мощность 50 л.с. размещался под багажником. За 16 секунд «Wankel-Speider» разгонялся до сотни. Максимальная его скорость составляла 152 км. Для начала 60х годов это были вполне достойные показатели. К сожалению, Speider постоянно страдал от перебоев системы зажигания. Но разработанное в 66м году транзисторное зажигание помогло избавиться от этой проблемы.
Не только фанаты, но и владельцы бензоколонок полюбили «Wankel-Speider», потреблявший более 10 литров бензина на сто км. и 5 литров масла на 1000 км.
Правда, налоговая служба оказалась в растерянности – этот автомобиль нельзя было отнести ни к одной из существовавших категорий. Поэтому решили брать налог не объёма двигателя, а с веса машины. Однако, она выпускалась недолго и не пользовалась большим спросом – до октября 1968 года было продано только 2375 штук, вдвое меньше, чем планировалось. И это несмотря на то, что с 1966 года цена была снижена с 8500 до 7000 марок. Главным недостатком был уровень шума мотора - машину было слышно задолго до её появления из-за поворота.
Ротор совершает до 12 тысяч оборотов в минуту, но если мы раскрутим его до этого уровня – вы все оглохнете.
Зато автомобиль отменно вёл себя на виражах и благодаря этому в 1967 году «Wankel-Speider» NSU, точнее, его гоночный вариант выиграл ралли по горам Германии. Вершины популярности двигатель Ванкеля достиг на автомобиле Ro80.
Эта машина просто опередила своё время. Фирма NSU весьма удачно использовала компактность роторного двигателя для того, чтобы сделать Ro80 переднеприводной с полуавтоматической коробкой. А очертания кузова Ro80 и его отдельные детали легко узнаются в «AUDI 100» 80х и 90х годов. Однако моторы были ещё несовершенны и фирме пришлось создать специальный склад резервных двигателей, чтобы заменять выбывающие из строя.
Инженер Маркус Трунцер, работавший на NSU поясняет почему фирма прекратила выпуск двигателей Ванкеля
В 77м году у нас уже был усовершенствованный вариант роторно-поршневого двигателя и мы хотели поставить его на дорогие машины верхнего среднего класса, но потом по техническим причинам и из соображений экономии решили ограничиться традиционными моторами с поступательным движением поршней. Без сомнения, Wankel-Motor хорош своими небольшими размерами, равномерностю работы и плавностью хода. Однако недостатки, с которыми так и не удалось справиться полностью, перевесили все достоинства. Так, двигатель из-за большой поверхности камеры сгорания, обладал слишком низким термическим КПД, а потому и слишком низкой скоростью преобразования энергии и высокой потерей тепла. Кроме того, расход топлива был на 10-20% выше, чем у традиционного мотора с поступательным движением поршней. Вдвое больше был и выброс вредных веществ. В общем, двигатель Ванкеля ушёл в историю и, по меньшей мере AUDI не собирается работать над его развитием, хотя и вспоминает о нём с удовольствием.
Сегодня только концерн Mazda продолжает экспериментировать с двигателем Ванкеля. Началось всё в 70-е годы, когда Mazda поставила на свой спортивный автомобиль-купе RX-3 Wankel-Motor мощностью в 105 л.с. Машина имела успех, благодаря высокому качеству двигателей и хорошему сервису. В середине 80х годов особой популярностью пользовался спортивный кабриолет RX-7, имевший счетверённый двигатель Ванкеля, развивавший мощность до 170 л.с. Ещё мощнее – 270 л.с. - имеет Wankel-Motor на RX-7, выпускавшемся в середине 90х годов. Сотни этот RX-7 достигал за 5,3 сек.
В 2002 году на смену RX-7 пришла модель Mazda RX-8, мотор которой под названием RENESIS, завоевал титул "двигатель 2003 года". Так впервые в истории "Ванкель" обошёл классические моторы. Сейчас RENESIS приспособили и к водороду. Правда, на водороде Ванкель развивает всего 110 л.с. – значительно меньше, чем на бензине. Хотя энергетически водород предпочтительнее, чем бензин.
Организация "Американский совет за эффективное использование энергии" опубликовала рейтинг наиболее экологически чистых и экологически грязных моделей легковых автомобилей. При составлении рейтинга учитывались три главных критерия: количество потребляемого топлива, количество вырабатываемых при работе двигателя выхлопных газов и их "качество" - наличие в выхлопе веществ, способствующих разрушению озонового слоя Земли и глобальному потеплению.
Самыми "чистыми" признаны Honda Civic, Honda Insight и Toyota Prius, имющие комбинированные бензино-электрические двигатели - гибридные двигатели. Компьютер автомобиля решает, когда должен работать бензиновый, когда электродвигатель. Самыми вредными для окружающей среды стали VWTouareg, Land Rover, Range Rover, Ford Excursion, Dodge Ram и Lexus LX 470. Любопытно, что наиболее вредят окружающей среде дорогие модели автомобилей, поскольку на них установлены мощные, но не экономичные двигатели.
В середине года компания Volvo начинает продажи новых седанов S40 и универсалов V50, впервые оборудованных системой IDIS (Intelligent Driver Information System). Эту систему можно назвать секретарём, решающим можно ли соединить с водителем человека, звонящего ему по мобильному телефону. IDIS представляет собой компьютерный комплекс, получающий информацию от датчиков, регистрирующих скорость движения, поведение водителя, усилие, с которым он давит на педали тормоза и газа, угол поворота рулевого колеса. Кроме того учитывается работа стеклоочистителей, сигналов поворота, фар ближнего и дальнего света. Все входящие звонки попадают в IDIS. Оценив загруженность водителя, компьютер решает, соединять водителя со звонящим человеком сейчас, или позже, когда водитель, скажем, совершит обгон или проедет перекресток. Естественно, возможны и индивидуальные настройки. Аналогичные системы разрабатываются и на BMW.
Renault решила пополнить свой модельный ряд. Компания представила компактный родстер Wind-ветер. Концепткар представляет собой попытку дизайнеров компании создать автомобиль, ориентированный на молодых, активных людей. Wind выполнен в новом, для марки, стиле, и совершенно не похож на нынешние автомобили Renault. - Острые грани уступили место округлым формам. Некоторые элементы, например вертикально вытянутые передние и задние фары напоминают Nissan 350Z. Высоко посаженые, практически на капоте, фары подчеркивают спортивный имидж. Светодиодные фонари светят небесно-голубым цветом, а горящие задние фары, ночью, придают автомобилю новые грани.
Вообще «Ветреное» название очень подходит автомобилю. Wind – по-французски изящный автомобиль с пропорциями классического спортивного родстера – волнообразная верхняя линия кузова, вытянутый капот, небольшой кокпит, короткий задок, а также небольшие свесы и широко расставленные колеса. Стоит также выделить большие прорези воздухозаборников и пятиспицевые колесные диски. В длину - Wind получился 3 80, а в ширину - метр 80. Объем багажника - более 230-ти литров. На случай непогоды предусмотрен трехслойный мягкий складной верх.
Но самое интересное – в салоне. Он отделан коричневой кожей двух оттенков и алюминием. Renault Wind кажется двухместным, однако его посадочная формула – 2+1. Средняя часть, которая соединяет спинки сидений, при необходимости переворачивается, превращаясь в дополнительное место для третьего пассажира. Анатомические спортивные кресла жестко зафиксированы на полу. Ну, а для того, чтобы усесться поудобнее, водитель подгоняет под себя рулевую колонку и педальный узел. Педали, кстати, в традициях классических автомобилей закреплены на полу, а не подвешены, как у современных каров. Для облегчения посадки и высадки, руль и педали отодвигаются, когда открываешь дверь. Ну, и пожалуй самое необычное - это приборная панель. Вернее, ее отсутствие – передняя панель у новинки совершенно пустая, а все необходимые датчики расположились на рулевой колонке. Привычного приборного щитка у Wind нет – есть один большой круглый прибор, объединяющий в себе и тахометр, и спидометр. Блок управления микроклиматом расположен на водительской двери.
Мотор у Renault Wind – 136-ти сильный, позаимствованный у серийного Renault Megane. Работает двигатель в паре с 6-ти ступенчатой автоматической КПП. Правда, коробка может функционировать и в ручном режиме – при этом передачи перещелкиваются «лепестками», опять же, на руле. Двух литровый двигатель, обеспечивает легкому, 850-ти килограммовому родстеру завидную динамику, а максимальная скорость - достигает отметки в 200 километров в час.
В компании собираются сделать на базе Wind наследника знаменитому Renault Spider, который несколько лет назад был снят с производства. Таким образом, сейчас у Renault нет достойного конкурента популярному купе-кабриолету Peugeot 206 CC. По слухам, новый родстер от Renault начнет производиться в небольшом количестве в 2007-ом году.