Авто будущего
Времени остается все меньше. В зависимости от того, чьим прогнозам вы склонны верить, мировых запасов нефти хватит еще лет на 40 или 60, после чего цены на топливо взлетят до небес. Однако дефицит черного золота может наступить гораздо раньше. «По нашим оценкам, уже в 2020 году спрос будет превышать предложение», — говорит д-р Хилмар Ремпель, специалист в области нефтяной геологии из Германии. Но это только одна сторона проблемы.
Сотни миллионов людей ездят на автомобилях, а учитывая стремительный экономический рост Индии и Китая, в будущем число машин значительно возрастет. Автомобили загрязняют окружающую среду и требуют больших энергетических затрат как в процессе их производства, так и во время эксплуатации. Выбор за нами — или мы продолжим загрязнять атмосферу, или постараемся сделать автомобили максимально безопасными для экологии планеты.
В декабре прошлого года Европейский парламент утвердил нормы выброса СО2 автомобилями: к 2015 году у всех произведенных в Евросоюзе машин он не должен превышать 130 граммов на километр пробега, а в долгосрочной перспективе — 95 граммов. Сейчас пока этот уровень около 160 граммов. В результате исследовательские отделы и департаменты развития автоконцернов принялись обдумывать пути достижения новых стандартов.
Три фактора, мешающие автомобилю приобрести статус «экологически чистого» средства передвижения, — это инерция, аэродинамическое сопротивление и трение о дорожное покрытие. Первую проблему можно решать, уменьшая, например, размер автомобилей. Впервые за 30 лет развития автопрома машины последующих поколений перестали набирать вес. Так, новый Ford Fiesta примерно на 50 килограммов легче своего предшественника. Сбросила несколько килограммов и новая версия Mercedes C-класса.
Вес можно снижать, используя алюминий и полимерные композитные материалы, применяемые в авиастроении и при изготовлении гоночных автомобилей. «Мы полагаем, что в обозримом будущем цены на такие материалы станут приемлемыми для массового производства», — говорит Герберт Колер, глава научно-исследовательского подразделения «Мерседеса». Компания «Рено» давно выпускает крылья машин из пластика, ее примеру начали следовать другие.
Аэродинамическое сопротивление зависит от формы кузова автомобиля и площади лобового сопротивления. Эти показатели можно снизить, если сделать машины более узкими и низкими и отдать предпочтение кузову фастбэк. В будущем, возможно, водителям придется смириться с тем, что на заднем сиденье будут места лишь для двух пассажиров.
Что касается третьего фактора — контакта с дорожной поверхностью, — то здесь решающую роль играют шины. Новые материалы и усовершенствованные модели шин могут значительно снизить энергопотери, не в ущерб безопасности движения.
По мнению Хельге Хофманн, главы исследовательского и технического отдела фабрики «Мишлен» в Германии, «в шинах по-прежнему заключен огромный потенциал для экономии».
Чтобы уменьшить зависимость от импорта нефти, некоторые концерны, такие, как «Фольксваген» и «Опель», разработали модели, работающие на природном газе. Но следует помнить, что природный газ также относится к исчерпаемым ресурсам. Многие автомобильные компании работают над гибридными решениями
Топливная экономичность делает привлекательным производство электромобилей на ионно-литиевых батареях, наподобие тех, что сегодня есть почти во всех мобильных телефонах и ноутбуках. Однако автомобилю весом в тонну требуются тысячи подобных батарей.
— Стоимость электромобиля из-за батарей увеличивается на десять тысяч евро, — говорит Томас Ноулл, представитель компании «Бош».
И все же разработчики полагают, что гибридные и электрические двигатели отлично подходят для городских условий и за ними будущее.
В настоящее время автопроизводители один за другим заявляют о своих инновационных проектах. Так, «Мерседес» и БМВ начали полевые испытания электромобилей — Smart Mercedes и Mini. Однако эксперт по вопросам транспорта из «Гринпис» Марк Спековиус критикует обе компании: «Они просто прикрываются своими проектами, как фиговым листком». По его мнению, предпринимаемые автомобильной промышленностью меры по созданию безопасного для окружающей среды автомобиля, недостаточно эффективны.
Потенциальные покупатели с подозрением относятся к электромобилям. Эти машины пока могут проехать максимум 200 километров, после чего им необходима подзарядка батарей, на что уходит от четырех до восьми часов. Проект строительства специальных заправочных станций, на которых хранился бы полный набор батарей для замены разрядившихся, еще не разработан. Однако, прежде чем это произойдет, нужно решить массу других, не менее важных задач. Если электричество, необходимое для питания автомобиля, будет производиться из невозобновляемых источников, эти автомобили нельзя считать экологически чистыми.
Желая объединить лучшие качества электро- и автомобилей, большинство производителей работают над гибридными решениями. Многие голливудские звезды, например Леонардо Ди Каприо, демонстрируют озабоченность состоянием окружающей среды, останавливая свой выбор на гибриде Toyota Prius. Однако преимущества гибрида не бесспорны. Основная проблема таких машин — это вес тяжелых батарей и, соответственно, дополнительный расход топлива. «Что касается потребления бензина и вредных выбросов, то тут гибриды ничем не лучше дизельных двигателей с теми же характеристиками», — говорит Томас Ноулл.
Гибрид класса Toyota Prius — лишь одна из возможных альтернатив. Когда движение равномерное, Prius питается от аккумуляторов, при торможении заряжает батареи, а во время ускорения подключает бензиновый двигатель. В так называемом «мягком» гибриде, таком, как у «Хонды», маленький электрический двигатель просто помогает работать обычному мотору.
Перевести электромобили на следующую ступень развития можно с помощью электрогенератора, увеличивающего запас хода машины. Это небольшой двигатель внутреннего сгорания, который заряжает батарею, когда датчик покажет, что она скоро разрядится. Французская компания PSA предложила другое решение. У моделей «Пежо» и «Ситроена» будет электрический привод задних колес наряду с традиционными двигателями внутреннего сгорания и передним приводом. «Таким образом, — говорит представитель “Ситроена” Томас Альбрехт, — покупатель получит четырехколесный привод».
Но несмотря на столь приятные известия, мы должны понимать, что электромобили, по меньшей мере в обозримом будущем, займут лишь мизерный сегмент рынка. По некоторым оценкам, из 85–90 миллионов автомобилей, которые могут быть проданы в 2015 году, лишь 3,5 миллиона будут гибридными и не более 0,5 миллиона — электрическими.
Очень привлекательна идея «водородных» автомобилей на топливных элементах: водород вступает в химическую реакцию с кислородом, вследствие чего вырабатывается много энергии, а из выхлопной трубы вырывается обычный пар. Однако слишком рискованно хранить в машине легковоспламеняющийся сжатый газ. Кроме того, производство чистого водорода требует больших энергетических затрат, которые тоже нужно каким-то образом возмещать. Биотопливо вырабатывается из отходов сельского хозяйства
Пройдет немало времени, прежде чем по нашим улицам будут ездить бесшумные, экологически чистые автомобили. «Двигатель внутреннего сгорания по-прежнему будет играть важную роль в ближайшие десять-двадцать лет», — считает главный инженер компании «Мерседес» Герберт Колер.
А пока автомобильная промышленность стран — членов ЕС сосредоточила свое внимание на ближайшем будущем. С сентября автомобилям с новым дизельным двигателем будет запрещено выезжать на дорогу без сажевого фильтра. Уже сейчас последние модели двигателей оснащаются специальными катализаторами, которые ограничивают выброс СО2 до 120 граммов.
Некоторое время назад казалось, что дизельный двигатель с современными технологиями впрыска и наддува навсегда оставит далеко позади классический бензиновый двигатель. Но судя по всему, и он переживает возрождение. Производители пытаются заменить двигатели с турбокомпрессором их более экономичными вариантами.
«Гринпис» смотрит на эти попытки скептически. Тринадцать лет назад активисты-экологи представили модель с турбодвигателем, снижающим расход бензина до трех литров на сто километров пробега. Однако автомобиль SmILE так и не дождался серийного производства. «Десять лет назад автомобиль с подобным двигателем был создан у нас в “Фольксваген”, — говорит Герман Миддендорф, разработчик двигателей концерна, — но, к сожалению, лишь несколько человек купили Volkswagen Lupo. Тогда он опережал свое время».
В сочетании с прямым бензиновым впрыском турбодвигатель также может быть очень экономичным, если его не включать на полную мощность.
Потребление топлива, уровень загрязнения и выброса СО2 можно снизить и без долгосрочных исследовательских проектов. Немалый интерес вызвала новая программа БМВ EfficientDynamics, благодаря которой работа автомобилей с двигателями внутреннего сгорания теперь регулируется электроникой. Когда машина останавливается, двигатель автоматически выключается. Если режим охлаждения не задействован, воздушные клапаны закрываются, способствуя лучшей обтекаемости автомобиля. Энергия торможения, которая прежде расходовалась впустую, собирается и запасается. Благодаря этим нововведениям потребление топлива снижается примерно на 23%. Почти все модели БМВ выпускаются теперь с этой программой.
Похожая инициатива Blue Motion есть и у концерна «Фольксваген». Кроме того, неотъемлемой частью многих его проектов, благодаря новым конструкторским идеям и сотрудничеству с концерном «Даймлер» и топливной компанией Choren, стало биотопливо (SunDiesel), которое добывается из сельскохозяй-ственных отходов.
Однако как бы ни был высок полет фантазии у производителей, есть один важный фактор, который остается неизменным на протяжении последних ста лет. В конце концов, количество энергии, потребляемой автомобилем, напрямую зависит от того, насколько сильно водитель давит на педаль.
Времени остается все меньше. В зависимости от того, чьим прогнозам вы склонны верить, мировых запасов нефти хватит еще лет на 40 или 60, после чего цены на топливо взлетят до небес. Однако дефицит черного золота может наступить гораздо раньше. «По нашим оценкам, уже в 2020 году спрос будет превышать предложение», — говорит д-р Хилмар Ремпель, специалист в области нефтяной геологии из Германии. Но это только одна сторона проблемы.
Сотни миллионов людей ездят на автомобилях, а учитывая стремительный экономический рост Индии и Китая, в будущем число машин значительно возрастет. Автомобили загрязняют окружающую среду и требуют больших энергетических затрат как в процессе их производства, так и во время эксплуатации. Выбор за нами — или мы продолжим загрязнять атмосферу, или постараемся сделать автомобили максимально безопасными для экологии планеты.
В декабре прошлого года Европейский парламент утвердил нормы выброса СО2 автомобилями: к 2015 году у всех произведенных в Евросоюзе машин он не должен превышать 130 граммов на километр пробега, а в долгосрочной перспективе — 95 граммов. Сейчас пока этот уровень около 160 граммов. В результате исследовательские отделы и департаменты развития автоконцернов принялись обдумывать пути достижения новых стандартов.
Три фактора, мешающие автомобилю приобрести статус «экологически чистого» средства передвижения, — это инерция, аэродинамическое сопротивление и трение о дорожное покрытие. Первую проблему можно решать, уменьшая, например, размер автомобилей. Впервые за 30 лет развития автопрома машины последующих поколений перестали набирать вес. Так, новый Ford Fiesta примерно на 50 килограммов легче своего предшественника. Сбросила несколько килограммов и новая версия Mercedes C-класса.
Вес можно снижать, используя алюминий и полимерные композитные материалы, применяемые в авиастроении и при изготовлении гоночных автомобилей. «Мы полагаем, что в обозримом будущем цены на такие материалы станут приемлемыми для массового производства», — говорит Герберт Колер, глава научно-исследовательского подразделения «Мерседеса». Компания «Рено» давно выпускает крылья машин из пластика, ее примеру начали следовать другие.
Аэродинамическое сопротивление зависит от формы кузова автомобиля и площади лобового сопротивления. Эти показатели можно снизить, если сделать машины более узкими и низкими и отдать предпочтение кузову фастбэк. В будущем, возможно, водителям придется смириться с тем, что на заднем сиденье будут места лишь для двух пассажиров.
Что касается третьего фактора — контакта с дорожной поверхностью, — то здесь решающую роль играют шины. Новые материалы и усовершенствованные модели шин могут значительно снизить энергопотери, не в ущерб безопасности движения.
По мнению Хельге Хофманн, главы исследовательского и технического отдела фабрики «Мишлен» в Германии, «в шинах по-прежнему заключен огромный потенциал для экономии».
Чтобы уменьшить зависимость от импорта нефти, некоторые концерны, такие, как «Фольксваген» и «Опель», разработали модели, работающие на природном газе. Но следует помнить, что природный газ также относится к исчерпаемым ресурсам. Многие автомобильные компании работают над гибридными решениями
Топливная экономичность делает привлекательным производство электромобилей на ионно-литиевых батареях, наподобие тех, что сегодня есть почти во всех мобильных телефонах и ноутбуках. Однако автомобилю весом в тонну требуются тысячи подобных батарей.
— Стоимость электромобиля из-за батарей увеличивается на десять тысяч евро, — говорит Томас Ноулл, представитель компании «Бош».
И все же разработчики полагают, что гибридные и электрические двигатели отлично подходят для городских условий и за ними будущее.
В настоящее время автопроизводители один за другим заявляют о своих инновационных проектах. Так, «Мерседес» и БМВ начали полевые испытания электромобилей — Smart Mercedes и Mini. Однако эксперт по вопросам транспорта из «Гринпис» Марк Спековиус критикует обе компании: «Они просто прикрываются своими проектами, как фиговым листком». По его мнению, предпринимаемые автомобильной промышленностью меры по созданию безопасного для окружающей среды автомобиля, недостаточно эффективны.
Потенциальные покупатели с подозрением относятся к электромобилям. Эти машины пока могут проехать максимум 200 километров, после чего им необходима подзарядка батарей, на что уходит от четырех до восьми часов. Проект строительства специальных заправочных станций, на которых хранился бы полный набор батарей для замены разрядившихся, еще не разработан. Однако, прежде чем это произойдет, нужно решить массу других, не менее важных задач. Если электричество, необходимое для питания автомобиля, будет производиться из невозобновляемых источников, эти автомобили нельзя считать экологически чистыми.
Желая объединить лучшие качества электро- и автомобилей, большинство производителей работают над гибридными решениями. Многие голливудские звезды, например Леонардо Ди Каприо, демонстрируют озабоченность состоянием окружающей среды, останавливая свой выбор на гибриде Toyota Prius. Однако преимущества гибрида не бесспорны. Основная проблема таких машин — это вес тяжелых батарей и, соответственно, дополнительный расход топлива. «Что касается потребления бензина и вредных выбросов, то тут гибриды ничем не лучше дизельных двигателей с теми же характеристиками», — говорит Томас Ноулл.
Гибрид класса Toyota Prius — лишь одна из возможных альтернатив. Когда движение равномерное, Prius питается от аккумуляторов, при торможении заряжает батареи, а во время ускорения подключает бензиновый двигатель. В так называемом «мягком» гибриде, таком, как у «Хонды», маленький электрический двигатель просто помогает работать обычному мотору.
Перевести электромобили на следующую ступень развития можно с помощью электрогенератора, увеличивающего запас хода машины. Это небольшой двигатель внутреннего сгорания, который заряжает батарею, когда датчик покажет, что она скоро разрядится. Французская компания PSA предложила другое решение. У моделей «Пежо» и «Ситроена» будет электрический привод задних колес наряду с традиционными двигателями внутреннего сгорания и передним приводом. «Таким образом, — говорит представитель “Ситроена” Томас Альбрехт, — покупатель получит четырехколесный привод».
Но несмотря на столь приятные известия, мы должны понимать, что электромобили, по меньшей мере в обозримом будущем, займут лишь мизерный сегмент рынка. По некоторым оценкам, из 85–90 миллионов автомобилей, которые могут быть проданы в 2015 году, лишь 3,5 миллиона будут гибридными и не более 0,5 миллиона — электрическими.
Очень привлекательна идея «водородных» автомобилей на топливных элементах: водород вступает в химическую реакцию с кислородом, вследствие чего вырабатывается много энергии, а из выхлопной трубы вырывается обычный пар. Однако слишком рискованно хранить в машине легковоспламеняющийся сжатый газ. Кроме того, производство чистого водорода требует больших энергетических затрат, которые тоже нужно каким-то образом возмещать. Биотопливо вырабатывается из отходов сельского хозяйства
Пройдет немало времени, прежде чем по нашим улицам будут ездить бесшумные, экологически чистые автомобили. «Двигатель внутреннего сгорания по-прежнему будет играть важную роль в ближайшие десять-двадцать лет», — считает главный инженер компании «Мерседес» Герберт Колер.
А пока автомобильная промышленность стран — членов ЕС сосредоточила свое внимание на ближайшем будущем. С сентября автомобилям с новым дизельным двигателем будет запрещено выезжать на дорогу без сажевого фильтра. Уже сейчас последние модели двигателей оснащаются специальными катализаторами, которые ограничивают выброс СО2 до 120 граммов.
Некоторое время назад казалось, что дизельный двигатель с современными технологиями впрыска и наддува навсегда оставит далеко позади классический бензиновый двигатель. Но судя по всему, и он переживает возрождение. Производители пытаются заменить двигатели с турбокомпрессором их более экономичными вариантами.
«Гринпис» смотрит на эти попытки скептически. Тринадцать лет назад активисты-экологи представили модель с турбодвигателем, снижающим расход бензина до трех литров на сто километров пробега. Однако автомобиль SmILE так и не дождался серийного производства. «Десять лет назад автомобиль с подобным двигателем был создан у нас в “Фольксваген”, — говорит Герман Миддендорф, разработчик двигателей концерна, — но, к сожалению, лишь несколько человек купили Volkswagen Lupo. Тогда он опережал свое время».
В сочетании с прямым бензиновым впрыском турбодвигатель также может быть очень экономичным, если его не включать на полную мощность.
Потребление топлива, уровень загрязнения и выброса СО2 можно снизить и без долгосрочных исследовательских проектов. Немалый интерес вызвала новая программа БМВ EfficientDynamics, благодаря которой работа автомобилей с двигателями внутреннего сгорания теперь регулируется электроникой. Когда машина останавливается, двигатель автоматически выключается. Если режим охлаждения не задействован, воздушные клапаны закрываются, способствуя лучшей обтекаемости автомобиля. Энергия торможения, которая прежде расходовалась впустую, собирается и запасается. Благодаря этим нововведениям потребление топлива снижается примерно на 23%. Почти все модели БМВ выпускаются теперь с этой программой.
Похожая инициатива Blue Motion есть и у концерна «Фольксваген». Кроме того, неотъемлемой частью многих его проектов, благодаря новым конструкторским идеям и сотрудничеству с концерном «Даймлер» и топливной компанией Choren, стало биотопливо (SunDiesel), которое добывается из сельскохозяй-ственных отходов.
Однако как бы ни был высок полет фантазии у производителей, есть один важный фактор, который остается неизменным на протяжении последних ста лет. В конце концов, количество энергии, потребляемой автомобилем, напрямую зависит от того, насколько сильно водитель давит на педаль.
Комментариев нет:
Отправить комментарий