Один гибрид на двоих. Часть 1

Собственно говоря, гибридный автомобиль уже сделан, и не один. В этом смысле мир принципиально нового ничего не ждет. Черт, как известно, в деталях.

А главная деталь в гибридном автомобиле — источник энергии, отличный от двигателя внутреннего сгорания, при этом более экологичный, экономичный и прочие “эко”. Над созданием технологий накопления и хранения электрической энергии работают многие ученые умы во всем мире. Прогресс упирается не столько в открытие неких новых физических эффектов, сколько в создание коммерческих серийных устройств. Короче говоря, самый настоящий “хай-тек”. Идеального устройства пока нет, поэтому автомобильный мир довольствуется тем, что есть, и делает гибридные или электрические автомобили с использованием аккумуляторных “литий-ионных” батарей. С точки зрения экономических расчетов перед покупкой автомобиля, срок службы этих батарей является “ахиллесовой пятой” гибридов. Таких же, в принципе, батарей, что почти каждый из нас носит каждый день с собой в мобильном телефоне, но значительно больших по размерам, весу и напряжению на выходе.

Мировые автомобильные концерны уже не просто экспериментируют с гибридами, а активно их испытывают и даже продают. Гибрид Toyota Prius можно увидеть не только в сериале “Части тела”, но и на московских улицах. Знатоки расскажут, что это уже третье поколение гибрида от Toyota. Летом 2009 года с конвейера сошел двухмиллионный по счету японский гибрид этой марки.

На глаза попался майский номер австрийского журнала Industriemagazin. Журналист Йозеф Рухалтингер на трех полосах исследует тему спроса и предложения на гибридные автомобили в Австрии, известной, в том числе, массовой и высокой экологической культурой населения. Из статьи следует, что в этой европейской стране в продаже можно найти уже 11 моделей гибридных легковых автомобилей известных мировых брендов. При этом знатоки рынка утверждают, что этого явно недостаточно. Свободными от гибридов оказались многие сегменты автомобильного рынка. “Ни один автопроизводитель не видит своего будущего без гибридных автомобилей”, — утверждает автор в австрийском журнале. Правда, сами представители производителей считают, что гибридные автомобили — только мостик, переходная технология к электромобилям. Так заявил, например, шеф Audi Руперт Штадлер немецкой газете Sueddeutsche Zeitung.

Так значит, будущее за электромобилями?Скорей всего. А вот настоящее — за электрическими тракторами.

На обложке немецкого журнала PROFI за июнь 2010 года красуется трактор BELARUS 3023. Причем это не компьютерная картинка, созданная воображением дизайнера, а фотография “пашущего” красавца. Фотографии в начале мая этого года сделал на опытном поле под Минском немецкий журналист Нойнабер. И не просто сфотографировал, но и провел тест-драйв, который точнее надо бы назвать тест-плугом. Довелось и мне посидеть в кабине этой машины. Что можно сказать? Такой трактор со временем способен изменить наше стереотипное представление о трактористе…

Минский тракторный завод уже изготовил три опытных образца таких тракторов с электромеханической трансмиссией. Со слов генерального конструктора МТЗ Ивана Усса, до конца 2010 года будет выпущена предсерийная партия количеством не менее 10 штук.

Иван Никодимович честно признался, что уже устал давать комментарии о своем детище. Шутка ли, сделать первый в мире (!) трактор с электромеханической трансмиссией. Профессиональный мир был потрясен и удивлен. Бесступенчатая “коробка передач” — давняя мечта конструкторов. Кроме всего прочего, такой трактор может питать электричеством небольшую деревню. Электрической мощности в 172,5 кВт для этого вполне хватит.

Собственно говоря, от компании, контролирующей около 10% мирового рынка сельскохозяйственных тракторов, вполне можно было ожидать чего-то такого. Хотя не ожидал никто. Не было ни утечек информации в прессу, ни “шпионских” фотографий с полигонов. Позвали 23 октября 2009 года журналистов на завод, показали новинку “в железе”, а уже в ноябре получили серебряную медаль за инновационность на престижной международной выставке AGRITECHNICA-2009 в Ганновере (Германия). Кто еще из наших “о четырех колесах” засветился на обложке западного журнала да по такому поводу?

Только вот считать ли белорусов (человека и электрохода) “нашими”? В последние месяцы политики совсем запутали этот вопрос. А вот с технической точки зрения вполне можно так считать. Всю электрическую часть для трактора “Беларус-3023” разрабатывали и производили в России, в электротехническом концерне “Русэлпром”. В рекламном буклете о новом тракторе на каждой странице две торговые марки всегда рядом. “Беларус” — слева, “западнее”, “Русэлпром” — справа, “восточнее”.
Даже в коротком телефонном разговоре генеральный конструктор тракторов “Беларус” Иван Усс не забыл сослаться на своего российского коллегу Станислава Флоренцева. Флоренцев знаком и главному конструктору карьерных самосвалов “БелАЗ” (Жодино, Беларусь) Александру Егорову.

Именно к нему пришли “трактористы” за экспертной оценкой идеи трактора-электрохода.

Дело в том, что технику с электромеханической трансмиссией в Беларуси делают уже 42 года. В 1968 году был изготовлен первый такой “БелАЗ”, грузоподъемностью 75 тонн. По всему миру в карьерах трудятся около 10 тысяч “БелАЗов”- электроходов.

Сейчас, рассказывает Александр Егоров, граница использования электромеханической трансмиссии проходит по грузоподъемности 100 тонн и выше. Конструкторы “БелАЗа” ведут опытно-конструкторские работы по применению таких технических решений для самосвалов меньшей грузоподъемности. В 2010 году по плану одну конструкцию должны завершить.

В свое время (90-е годы) на заводе начинали осваивать тему совсем уж крошечных, в сравнении с карьерными самосвалами, грузовиков. “БелАЗ” выпускал легкие грузовички “Люблин”, грузоподъемность чуть больше тонны. Но дорогу на рынок перешла более дешёвая и массовая “ГАЗель”. Отсутствие коммерческого успеха в классе легких грузовиков не позволило “БелАЗу” начать разработки электрических и гибридных версий. “Применение электропривода — четко обозначенный тренд в мировом автомобилестроении”, — говорит Александр Николаевич. Разработки идут у всех производителей. Прогрессу в этом направлении способствуют успехи в технике электронного управления электрической мощностью. Конструкторы всегда стремились к бесступенчатому регулированию трансмиссии. Современные коробки-автоматы — попытка приблизиться к идеалу. Применение электрических двигателей решает задачу кардинально. Хотя сегодня применение электрического привода больше обосновывается как средство снизить выбросы углекислого и угарного газов в атмосферу.

Что касается гибридных машин, то таковыми, по мнению главного конструктора “БелАЗа”, специалисты считают “машины, использующие хотя бы два первичных источника энергии”. По этому критерию ни трактор “Беларус”, ни “БелАЗ” нельзя считать гибридными. Хотя на них и применены одновременно и дизельные двигатели, и электрические. Нет второго “первичного источника энергии”.

Аккумуляторные батареи не могут быстро принять большое количество энергии, а “суперконденсаторы” не могут ее медленно отдавать. Александр Егоров выход в будущем видит в некой комбинации этих двух типов накопителей электрической энергии. А накапливать есть что. Со слов главного конструктора, большегрузный самосвал при движении вниз по серпантину карьера, вынужденно рассеивает, согревая атмосферу, в 1,5 раза больше энергии, чем ему необходимо для последующего подъема наверх.

Отечественные разработчики (и в Беларуси, и в России) пока не могут предложить эффективного накопителя энергии, который мог бы “рекуперировать” энергию торможения. Существующие образцы — малоемкие.

В создании суперконденсаторов значительно продвинулись вперед китайские ученые. Поэтому “БелАЗ” ведет сейчас переговоры о создании совместного предприятия по сборке самосвалов в Поднебесной, и при этом имеет в виду и китайские технологии производства суперконденсаторов.

Еще одна техническая проблема машин с электроприводом — излишний вес, как следствие большого количества меди в объеме электрических машин. Сегодняшний уровень отечественной техники — 1 кВт электрической мощности на 5—6 кг веса. По этой причине трактор “Беларус-3023” на 500 кг тяжелее своего дизельного прототипа, но и при этом все равно дает экономию топлива в 20—30%.

Главный конструктор “БелАЗа” Александр Егоров знает, что в Национальной Академии Наук Республики Беларусь за счет использования постоянных магнитов из редкоземельных металлов созданы опытные образцы электродвигателей, способных выдавать 1 кВт мощности с 1 кг веса. Но это пока только опытные образцы, которым свойственны и некоторые ограничения при использовании в автомобильной технике.

Но меня, как всякого любителя “машинок”, в разговоре со столь серьезными специалистами не мог не интересовать вопрос о легковых гибридных автомобилях. Особенно о шансах отечественного автопрома совершить рывок в этом направлении. Александр Егоров, считает, что “заведомо проигрышны попытки создать гибридный автомобиль с нуля, не имея за плечами опыта и серьезной конструкторской школы”, хотя “какой-то” прототип сделать можно. Но за то время, пока он будет доводиться группой энтузиастов до серийного образца, мировые автомобильные концерны уже сделают следующий шаг.

Валентин ЛОПАН