Самый современный двигатель для автомобиля

Какой агрегат станет преемником двигателя внутреннего сгорания - извес­тно. О грядущей замене тепловой тяги на электрическую говорится при каждом удобном случае. Но в оценках, когда на­ступит светлое электрическое будущее, мнения существенно расходятся. Самый оптимистичный прогноз дают, как прави­ло, лица, далекие от понимания техничес­ких вопросов. Зато по мнению специалис­тов, непосредственно занятых практи­ческим решением этих вопросов, двигатели внутреннего сгорания сохранят за со­бой лидерство как минимум еще два десятилетия. Дело в том, что даже при существующих на сегодняшний день технологиях, автомо­биль за счет энергии, выделившейся при сгорании килограмма топлива, способен проехать в сорок раз дальше электромоби­ля, использовавшего энергию аккумулятора. Говоря проще - электромоби­ли не уступают много автомобилям в скорости перемещения пассажиров и грузов. Тем не менее они вернут цивилизацию во времена, ког­да расстояние опять придется рассчитывать по количеству остановок возле стационар­ных электрических розеток, необходимых для последующей подзарядки бортового ак­кумулятора. Конечно, это разви­тию промышленности и торговли никак способствовать не может.

Между тем потенциал бензиновых и дизельных двигателей до сих пор еще дале­ко не исчерпан. С них еще можно сделать достаточно современный двигатель для автомобилей. Ведь более 70% современных бензиновых моторов оборудовано систе­мами питания с впрыском топлива во впус­кной коллектор. Только переходом на пря­мой впрыск бензина внутрь камеры сгора­ния можно одним махом снизить расход топлива сразу на 15%. Тем самым пропорционально уменьшится объем выбросов углекислого газа, обвиняемого в создании парникового эффекта. У дизелей технология впрыска также играет решающую роль в снижении расхода топлива и вредных выбросов. Здесь ожидания также связаны с увеличением давления и изменением схемы впрыска.

К тому же в бензиновых двигателях по-прежнему недостаточно широко ис­пользуется турбонаддув и система управ­ления фазами газораспределения. В то же время турбонаддув в сочетании с управ­лением клапанами позволил бы обеспе­чивать в моторах рабочим объемом лишь 1,4 литра характеристики нынешних 2-литро­вых силовых агрегатов.

Наконец, по мнению специалистов, при­шло время более активного применения системы Старт/стоп, автоматически оста­навливающей двигатель при остановке авто­мобиля у светофора или в пробке. Также способствует экономии система управления температурой, которая позволяет мотору быстро прогреваться и далее рабо­тать в оптимальном тепловом режиме. Еще одна перспективная сис­тема, рекуперирующая энергию, которая выделяется при торможении машины.

Только благодаря перечисленным ме­рам можно добиться, что автомобиль мас­сой 1400 кг с бензиновым двигателем мощ­ностью 100 кВт, потребляющий сегодня в среднем 7,7 л/100 км, начнет расходовать топлива лишь 5,5 л/100 км. А дизельная модель такого же веса и мощности - 3,5 л/100 км. Впечатляет, не правда ли? А ведь снижать расход топлива и объем вредных выбросов можно еще и с помощью технологий, не относящихся к двигателям. Например, путем уменьшения общей массы автомобиля, снижения аэродина­мического сопротивления и сопротивле­ния качению.

Внедрение указанных мероприятий, разумеется, потребует денег и скажется на стоимости автомобилей. Однако лю­бое из них - лишь очередной этап в эволю­ции двигателей внутреннего сгорания. Их история знала технологические ломки, куда более серьезные, чем, например, из­менение схемы впрыска. И по сравнению с тем, насколько стоимость аккумулято­ров, обеспечивающих приемлемый про­бег, увеличивает цену электромобилей и насколько велики инвестиции, необходимые для развития аккумуляторных техно­логий, совершенствование двигателей внутреннего сгорания представляется экономически более целесообразным.

С другой стороны, запасы углеводо­родного сырья в любом случае не беско­нечны. Перевод двигателей на биотоп­ливную "диету" вместе с работами по уменьшению расхода топлива способен лишь отодвинуть во времени необходи­мость внедрения электрической альтер­нативы. Тем не менее, если недорогой и легкий аккумулятор с емкостью, обеспе­чивающей независимость от розетки, со­поставимую с автомобильной автономи­ей, так и не будет разработан, не исклю­чено, что торжества электромобилей мы не дождемся никогда.

Возможно, действительно самым современным двигателем для автомобиля является гибридный. У него есть шанс стать доминирующей транс­портной технологией перемещения в пространстве. Хотя сегодня гибридный привод рас­сматривают лишь как промежуточный этап на пути к полной электрификации транспорта. А работа гибридного приво­да невозможна без использования двига­теля внутреннего сгорания. Значит, та­ким моторам найдется место и на борту гибридомобилей. Сегодня в серийных гибридных авто тепловые двигатели совмещают функции тягового мотора и зарядного устройства для батареи элек­тродвигателя. А в будущем двигатель внут­реннего сгорания, очевидно, переключат только на подзарядку аккумулятора.

Такое решение позволит, во-первых, существенно упростить трансмиссию. Так как отпадет необходимость добивать­ся слаженной работы двух силовых уста­новок, как в нынешних "гибридах". Во-вторых, с обязанностями зарядного устройства сможет справляться неболь­шой бензиновый или дизельный мотор мощностью от 15 до 35 кВт. Такой двигатель сам по себе экономичен, к тому же постоянно ра­ботать ему придется в стационарном на­грузочном режиме, для которого как раз и характерен самый минимальный уро­вень потребления топлива. "Гибриду" не требуется батарея такой же емкости, как для чистого электромобиля, что позволяет уменьшить массу аккумулятора и его стоимость. Наконец, автономию гибрид­ного автомобиля ограничивает только не­обходимость посещать заправки для по­полнения топливного бака. Поэтому "гиб­рид" способен совершать не меньшие пробеги, чем обычный автомобиль.

В обозримом будущем самым современным двигателем для автомобиля станет агрегат на топливных элементах. То есть, элек­тромобиль будет использовать энергию, полу­чаемую при электрохимическом разложе­нии водорода в топливных элементах. Но и тут все упирается в стоимость технологии. А она в случае топливных элементов пока настолько высока, что говорить, когда эта технология может стать пригодной для мас­сового производства, не берется ни один специалист. Слухи же о близком закате эры двигателей внутреннего сгорания, скорее всего, сильно преувеличены.