Статья о Lexus RX400h

Ключ зажигания повернут уже несколько раз. Двигатель молчит. Лихорадочно вспоминаю, какие системы блокировки я встречал на других машинах, на ,всякий случай еще раз нажимаю на ключе кнопку Unlock. Безрезультатно. Ищу на приборной панели кнопки с надписью Start или Engine. Не нахожу. Может, нужна какая-нибудь карточка-иммобилайзер? Да нет, вроде не выдавали. Все, сдался. Открываю дверь и зову инженера. Жизнерадостный японец возникает как из-под земли.

-Дружище! Забудь свои привычки из прошлого тысячелетия! Сейчас на дворе XXI век! Просто жми на педаль - и машина сама поедет. Да, и не расстраивайся - при сертификации на полигоне испытатели не могли тронуться места в течение часа.

Жму на педаль. Огромный внедорожник тихо, как в компьютерной игрушке с отключенным звуком, трогается с места и катит к выезду на автостраду. Японец же спешит к очередному Lexus RX400h, за рулем которого отчаянно вращает ключом зажигания очередной автомобильный журналист.
Выезжаю на автостраду. Справа - серебристый Porsche. Давлю на педаль. Водитель Porsche, пытаясь переключить высшую передачу, видно не попадает - раздается знакомый скрежет синхронизаторов. Мой же Lexus плавно, но мощно, без всяких рывков и толчков, под рычание электромоторов секунд за 15 набрал 200 км/ч и начал пожирать пространство. За два дня на дорогах Греции меня не обогнал ни один автомобиль. Впрочем, вру. Один раз на серпантине все-таки обошли. Но это был другой Lexus RX 400h.
Один хорошо, а три – лучше.
Весь секрет моего "Лексуса" - в двух электромоторах: один, в 167 л.с., помогает 3-литровому бензиновому двигателю (211 л.с.) крутить передние колеса, а второй, мощностью 67 л.с., - задние. Причем электромоторы не просто прибавляют мощности. Вспомните характеристики бензиновых моторов. В том, который стоит под капотом моего автомобиля, - 211 Л..с. при 5600 оборотах в минуту. Это значит, что максимальная мощность выдается именно при таких оборотах, при меньшем или большем значении мощность начнет падать, причем значительно. Именно поэтому любители "выстрелить" на светофоре "рычат", раскручивая двигатель перед стартом, чтобы он мог выдать
Как экономится горючее?
В среднем наш автомобиль на 100 км расходует чуть больше 8 литров бензина. Это почти в два раза меньше, чем точно такой же автомобиль, не отягощенный
аккумуляторами и электромотора- ми. В чем фокус? На спидометре 160 км/ч, смотрим на экран бортового компьютера - расход 14 литров на 100 км. Чудес не бывает. Но откуда в конце дня расход в 8 литров? Это мы сэкономили.
Во-первых, на торможении. Обычный автомобиль при торможении переводит избыточную энергию в тепло. Если очень интенсивно тормозить на мощной машине, то это можно увидеть даже невооруженным взглядом - тормозные диски раскалятся докрасна. Гибридные же автомобили поступают более гуманно - при торможении электромоторы начинают работать как генераторы, преобразуя кинетическую энергию в электрическую и заряжая встроенные аккумуляторы. Хотя и нормальные дисковые тормоза не простаивают, дополняя и подстраховывая электрические.
Если электронная система вашего автомобиля позволяет выводить на дисплей мгновенный расход топлива, попробуйте посмотреть на него в момент ускорения - он вырастает как минимум в 1,5 раза. Вот вам и второй пункт экономии - гибридный Lexus при ускорении, перед тем как начинать глотками поглощать бензин, сначала пытается "выпить" батареи, чего, как правило, оказывается достаточно.
Третий момент. Возьмем два одинаковых автомобиля с разными двигателями: один 3-литровый, второй - 4-литровый, И поедем, например, со скоростью 100 км/ч. Расход топлива у двигателя с большим объемом будет больше. А дополнительный объем нам понадобится только при интенсивном ускорении. Собственно, на этом эффекте работает система экономии с отключаемыми цилиндрами - при неторопливой езде половина двигателя не работает. Гибридный же автомобиль просто эту вторую половину с собой не возит.
Экология
Большой быстрый автомобиль имеет удивительно низкий уровень токсичности - выбросы (02 находятся на уровне малолитражек, а содержа- ние окислов азота NOx удалось довести почти ДО нуля, что значительно ниже норм Euro-4. Это достигается, с одной стороны, тем, что бензиновый двигатель почти не работает в предельных, самых "грязных" ре- жимах. ( другой - в пробках и при остановке двигатель автомобиля глушится, и Lexus, подобно подводной лодке, начинает передвигаться на аккумуляторах.
В-третьих; японские инженеры по- работали над донорским бензиновым двигателем, понизив степень сжатия и изменив характеристики управления, потеряв немного в мощности, но зато выиграв в экологичности и тяге. Кстати, заодно конструкторы у базового мотора за отсутствием надобности удалили стартер, генератор и кое-какие другие мелочи. Как гибридный автомобиль обходится без этих деталей, читайте в специальной врезке.
Цена вопроса
Во что же обходится превращение обыкновенного автомобиля в гибрид? С одной стороны, из автомобиля исчезают карданный вал, традиционная трансмиссия и различные навесные агрегаты двигателя, например стартер и генератор. С другой, прибавляются блок управления и преобразования напряжения (32 кг), высоковольтные (288 вольт) батареи Panasonic (70 кг), задний электромотор (40 кг) и электромеханическая трансмиссия со встроенным электромотором и генератором (118 кг). В итоге вес гибридного Lexus RX 400h на 200 кг превышает массу "донорского;' Lexus RX 330. 3аместитель главного инженера Toyota по гибридным автомобилям Масаки Санаяма уверил нас, что такая переделка увеличивает себестоимость автомобиля на $3000. Хотя на российском рынке Lexus RX 400h будет продаваться за $77 300 против $66 100 за бензин новый Lexus RX 300 в аналогичной комплектации. Вот такая японская математика.
Не секрет, что в бытовой электронике аккумуляторы приходится раз в два года менять они постепенно теряют часть своей емкости. Каков же ресурс аккумуляторов. установленных в Lexus RX 400h? Масаки Санаяма рассказал "Популярной механике". что на аккумуляторы в первых Toyota Prius давал ась отдельная гарантия 8 лет. Но время доказало, что аккумуляторы не нуждаются в замене в течение всего срока службы автомобиля, поэтому сейчас никаких отдельных оговорок уже не делается.
Гибридология
Вообще-то существует несколько видов гибридных автомобилей. Например, продающаяся уже несколько лет по всему миру Toyota Prius имеет очень nохожую на Lexus схему, за исключением заднего электромотора - Prius переднеприводной. Компания Honda выпускает сразу три гибридных автомобиля: Accord, Civic и Insight. Однако назвать их полноценными гибридами можно лишь с очень большой натяжкой – маломощный электромоторчик в 9 л.с. лишь ассистирует основному бензиновому двигателю. Citroen и Ford в своих гибридных микролитражках просто увеличили мощность старте Ра-генератора. В результате он способен быстро запустить двигатель, который автоматически глушится электроникой при любой остановке. Трансмиссия же всех "нетойотовских" гибридов остается классической, сводя почти на "нет" все изюминки полноценных гибридов.
Впрочем, существует еще более прогрессивная гибридная схема, известная почти полстолетия. Она с успехом применяется в гигантских карьерных самосвалах, в том числе и белорусских "БелАЗах": мощный дизель-генератор питает электромоторы, интегрированные непосредственно в колеса. Такая схема позволяет полностью избавиться от механичес- кой трансмиссии: карданных валов, коробок передач, дифференциалов, раздаточных коробок и Т.д.
Почему же нельзя применить эту схему на легковых автомобилях? Мы задали этот вопрос Масаки Санаяма. Все просто, объяснил он, встроенные в колеса электромоторы сильно увели- чивают неподрессоренную массу, и это приводит к заметному ухудшению управляемости и комфорта. А что если электромоторы разместить в кузове, соединив с колесами не- сложной трансмиссией? Первый шаг в этом направлении инженеры Toyota сделали, построив фантастический суперкар Alessandro Volta. В нем З,З-литровый бензиновый двигатель Vб механически вообще не связан с колесами, а вращает только генератор. Два тяговых электромотора суммарной мощностью 300 кВт (408 л.с.) приводят переднюю и заднюю ось, позволяя автомобилю выстреливать до 100 км/ч за 4,03 секунды и развивать максимальную скорость свыше 250 км/ч. При этом средний расход горючего составляет всего 7,4л/100 км.
Альтернативы
Возьмем на себя смелость утверждать, что в ближайшее десятилетие большинство легковых автомобилей станут гибридными и будут ездить на бензине. Постараемся доказать.
Об удобстве управления и динамике мы уже написали и не будем повторяться. Гибридные двигатели намного эффективнее бензиновых аналогов - наш гибридный Lexus RX 400h убедительно положил на лопатки своего бензинового конкурента Lexus RX 300 (по крайней мере, я не знаю ни одного человека, который придерживался бы противоположной точки зрения).
Остаются дизельные, водородные и полностью электрические автомобили. Специалисты утверждают, что дизельные двигатели практически исчерпали возможности модернизации. Себестоимость производства перспективных турбодизелей почти в два раза превысит стоимость аналогичного бензинового мотора. Многие эксперты также сходятся во мнении, что двигателистам не удастся справиться с европейскими требованиями по выбросу С02 к 2008 году. Дизельные же гибриды получаются фантастически дорогими, обеспечивая экономию всего 5-15%.
Как ни парадоксально, водородные автомобильные двигатели в нашем списке наименее экономичны, экологичны и являются наиболее дорогими! На выхлопе у таких автомобилей действительно образуется чистая вода. Проблема в другом - ВОДОРОД в чистом виде в природе не встречается, для его получения нужна электроэнергия, которая чаще всего возникает в результате сжигания органического топлива. На экспериментальных водородных заправках в Калифорнии для выработки водорода сжигается тот же самый бензин. Только для того чтобы водородный автомобиль проехал те же 100 км, его нужно сжечь гораздо больше, чем на той же дистанции израсходует обычный автомобиль.
Ну а для стопроцентных электромобилей легкие, дешевые и емкие аккумуляторы пока не созданы. Так что сейчас гибридные автомобили вне конкуренции - что подтверждает стратегия не только Toyota. которая в ближайшем будущем собирается сделать гибридными все автомобили Lexus и часть моделей Toyota, но и, например. GM и Daimler Crysler, объединивших свои усилия в разработке гибридных моделей. 11м.
Автор статьи: Александр Грек

Источник: Журнал Популярная Механика №8 (34) от августа 2005

KTKT:
От себя еще хотел добавить, что выражение микрогибрид (а может минигибрид – уже точно не вспомню), прочитал очевидно в каком-то другом журнале (еще есть «Что нового в науке и технике»). Оно очень удачно отражает суть: только тойотовские гибриды настоящие, остальные минигибриды, т.к. у них нет хитрой трансмиссии и экономия у них тоже меньше. Если у Тойтовского гибрида она может достигать 50%, то у минигибрида всего 10-12%. Однако в том журнале авторы утверждали, что современные дизельные турбодвигатели с изменяемой геометрией наддува якобы будут экономичнее, но, они, зато, будут гораздо дороже.
Ford купил лицензиию на гибрид у Тойоты и выпустил в США в продажу Ford Escape Hybrid (SUV) см. http://www.ford.com/en/innovation/engineFuelTechnology/modularHybridTransmission.htm?Source=lp1&referrer=innovation.
Его принцип, судя по всему аналогичен Lexus RX400h. Такие гибриды Ford называет full hybrid, а все остальные просто hybrid. Терминоглогия гибридов еще не совсем устоялась, но мне кажется очень удачно в русском языке называть Тойотовкие гибриды, где есть их хитрая трансмиссия, кратко называемая ECVT, просто гибридами, а Honda-овские и т.п. где просто слабенький моторчик вместо стартера - минигибриды.