Mild hybrid audi как работает
Получив в роли базовых версий автомобили с 2.0-литровыми моторами, производители также обзавелись одной ярко выраженной в этих моделях чертой – нехваткой мощности на трассе вместе с отсутствием необходимого крутящего момента в городском трафике. Кроме того, новые экологические стандарты и грядущий дизельгейт вынудили автомобильные компании серьезно пересмотреть взгляды на производство. Стало сложно выпускать автомобили, которые бы ехали с места без характерной задержки. Многие в характеристиках стали указывать не совсем корректные цифры динамических показателей (прямо говоря, привирать).
В Volvo вовремя одумалась и решили вложить все китайские деньги в электрификацию (разной степени интенсивности) своих автомобилей. Причем сделали они это настолько решительно, что отказались не только от производства ДВС с рабочим объемом более 2 литров, а и вообще отказались от их разработки в будущем.
В настоящее время проектированием двигателей занимается отдельный центр на базе мощностей Volvo и Geely. Теперь в планах – сделать всю линейку моделей электрической. И никаких ДВС!
Но давайте пока вернемся к нашему Volvo XC90 Mild Hybrid.
Из чего выбирать
В нашем же случае речь идет о бензиновом гибриде, который обойдется покупателю в 53 500 евро (а еще он оснащен богаче, но об этом позже). Наш автомобиль укомплектован 2-литровым бензиновым мотором на 254 лошадиные силы и моментом в 350 Нм, а также небольшим электромотором.
Интерьер и комплектация
Благодаря такой гибридной установке гибридный ХС90 в теории должен лишиться задержки на старте с места. На деле кроссовер действительно начинает движение резвее, но минимальная заминка все же остается. Правда, для общего восприятия этого Volvo такая ситуация кажется вполне логичной. Кроссоверу больше присуща размеренность в движении: спортивности от автомобиля не ожидаешь.
Правда, ожидать особой динамики от автомобиля я не советую. Ровное ускорение XC90 Mild Hybrid можно примерно сопоставить с кроссоверами Mercedes-Benz , оснащенными 2.2-литровым дизельным мотором. Производитель заявляет о разгоне до первых 100 км/ч за 7.8 с, что довольно неплохо, учитывая 2.0-литровый мотор под капотом.
К сожалению, из-за погодных условий мне не удалось проверить реальную динамику достижения 100 км/ч с места. Но смело могу утверждать, что после 130 км/ч мотор нужно будет раскручивать, как и раньше: изменений здесь заметить сложно. Видимо, потому что их и нет вовсе.
Ощущения от езды
К подвеске этого Вольво у меня возникли претензии. Раньше мне всегда казалось, что ХС90 мягче, но здесь вибрации и легкая тряска сопровождали меня на протяжении всего теста. В результате от такой настройки есть выигрыш в управляемости, но от ХС90 этого не то чтобы ожидаешь. Возможно, размер дисков (диаметром 21 дюйм) сыграл не последнюю роль в таком поведении авто, и будь здесь колеса меньшего диаметра, дела обстояли бы лучше. Но, к примеру, VW Touareg на дисках того же размера ощущается намного мягче, а вибраций в нем меньше даже на украинском дорожном покрытии (этот тест проходит на дорогах Австрии).
Поэтому первое, что нужно сделать – установить колеса меньшего диаметра (19-дюймовые были бы в самый раз). Еще меня смутила шумоизоляция автомобиля. Не могу сказать, что она здесь плохая, но большой объем пространства в салоне требует чуть больше внимания к деталям. В Audi, к примеру, шума в салоне меньше.
Выводы и конкуренты
Спору нет, премиальная немецкая тройка – это всегда хороший баланс параметров, только вот по более высокой цене. Кроссовер Volvo XC90 во многом от них не отстает, а то, в чем немного им уступает, несложно исправляется дополнительной изоляцией от вибраций и шума.
Самым грозным конкурентом на сегодня для XC90 я бы назвал VW Touareg. Можно возразить, что Volkswagen не совсем соответствует Volvo по статусу или качеству материалов. Тем не менее Touareg – это достойный вариант, причем с двигателем V6 и по сопоставимой цене.
Интересный факт напоследок: это поколение XC90 является последним поколением кроссовера, оснащенным двигателем внутреннего сгорания. Следующий ХС90 станет вторым кроссовером (после ХС40 Recharge) в линейке марки с полностью электрической силовой установкой.
Электрические автомобили в будущем будут во всех отношениях лучше, чем те, что приводятся в движение двигателями внутреннего сгорания. Подчеркиваю: в будущем. На данный момент, никому в здравом уме я бы не рекомендовал покупки электрика для езды по нашей стране. За то гибриды.
Гибриды имеют сегодня больше смысла, хотя тоже не лишены проблем. Два самых больших - это стоимость производства и связывание гибридного привода с приводом от двигателя внутреннего сгорания. Когда дело доходит до таких классических гибридов, единственным разумным патентом на присоединение к двум типам двигателей является Toyota - с точки зрения их планетарной передачи.
Остальные производители, которые пытались следовать по стопам Японцев, пока не добились впечатляющих успехов, если речь идет о продажах своих гибридов. Мягко говоря.
Поэтому Audi, как обычно, решило пойти своим путем и устанавить в своих последних моделях немного другие гибриды. Речь идет о система mild hybrid, который – ну, – отличный вариант.
Что такое mild hybrid?
В двух словах: это очень хорошо продуманный компромисс между гибридным и традиционным двигателем внутреннего сгорания. Для этого mild hybrid представляет одно интересное упрощение в конструкции автомобиля, о чем за минуту.
Mild hybrid - это не что иное, как электрическая система, использующая напряжение 48V, соединен со вторым (дополнительным) аккумулятором. Ее важнейшим элементом является совершенно новый механизм, который выполняет функции как стартера, так и генератора. Этот механизм подключается напрямую к двигателю (не ремнем, конечно), и выполняет следующие роли:
- отвечает за запуск двигателя внутреннего сгорания (стартер)
- заряжает основной аккумулятор во время движения (генератор)
- в состоянии помочь двигателю внутреннего сгорания своей электрической силой (почти как классический гибрид).
Помимо этих трех основных целей, инженеры из Ингольштадта решили, что рациональным решением было бы, если бы эта система, например, поддерживал изначально компрессор, подающий воздух в двигатель внутреннего сгорания. Гениально – одна установка выполняет функцию стартера, генератора, поддерживает двигатель и дополнительно нивелирует явлением, так называемым турболагом в двигателях, к которым соединён компрессор/турбина.
Хорошо, так как насчет этой поддержки двигателя? Mild hybrid работает здесь двумя способами. Прежде всего: при активной системе старт/стоп, стоящий в пробке, мощная установка 48В может поддерживать работу, например, системы кондиционирования. В результате, основной двигатель не будет запускаться каждые несколько секунд, раздражая водителя. Конечно, нет ничего, что помешало бы вам оборудовать mild hybrid дизельным двигателем.
Питание во время езды
Еще более успокаивающее действие на нервы осуществляет более прямое сотрудничество mild hybrid с блоком сгорания. Раз уж мы начали уже от системы start/stop, стоит упомянуть о том, что 48В установка в состоянии самостоятельно инициировать начальное движение автомобиля. Благодаря этому автомобиль с функцией автоматического выключения двигателя во время стоянки, в пробках, трогается гораздо плавнее.
Очень похоже, но немного наоборот, происходит, когда вы долгое время не нажимаете на педаль газа во время езды. В этом случае бортовой компьютер Audi может (если выбираете соответствующую опцию в настройках автомобиля) отключить двигатель внутреннего сгорания, чтобы экономить топливо. Я однажды встретил водителя Fiat 126 p, который делал то же самое каждый раз, когда катился с горки.
Он рисковал этим ужасно, потому что при выключенном двигателе тормоза не работали, но это было маленькое авто. Разумеется, в автомобилях Audi с mild hybrid ничего из этого не происходит. Все системы остаются полностью активными благодаря питанию от дополнительной батареи. Эта энергия легко восстанавливается. Разумеется, в mild hybrid происходит рекуперация, т.е. восстановление электричества даже при торможении.
Эта электрическая помощь также может поддерживать наш основной блок питания, но очень короткое время. Прямое подключение mild hybrid с двигателем помогает крутящему моменту. В результате, автомобиль разгоняется не только значительно глаже (и быстрее), но в очень многих ситуациях переключение на пониженную передачу, оказывается, совершенно не нужно. Благодаря этому увеличивается хотя бы срок службы коробки передач.
Последовательный гибрид (REX)
В последовательной гибридной схеме ДВС играет роль большого генератора: он установлен под капотом, но никак не связан с колёсами. Обороты двигателя всегда оптимальны, коробка передач также не требуется. Единственная задача двигателя — вырабатывать ток для электромотора, который и вращает колёса машины.По сути, последовательный гибрид — это автономный электромобиль, не требующий подзарядки от внешней сети. Такие гибриды эффективны в условиях частых остановок, где нет высоких скоростей, зато нужна хорошая тяга. Прежде всего, это городской общественный транспорт и карьерные грузовики. Самый известный последовательный гибрид — БелАЗ, крупнейший самосвал в мире: огромный дизель этого монстра вырабатывает ток, а колёса вращают электромоторы.
Параллельный гибрид
В большинстве современных гибридов используется более универсальная параллельная схема. В ней и двигатель внутреннего сгорания, и электромотор(ы) связаны с колёсами, работая как по отдельности, так и совместно (параллельно).
Первые параллельные гибриды были довольно примитивными. В 1999 году, в ответ на тойотовский Prius (о нём — ниже) Honda внедрила гибридную систему Integrated Motor Assist (IMA) в модели Insight, затем — в Civic, Accord, Fit/Jazz, CR-Z и других. Электромотор в ней был электрическим помощником, а не полноценной силовой установкой: ездить на чистой электротяге такие гибриды не могли, как и заряжать батарею от двигателя во время движения. Электрические киловатты просто добавлялись к бензиновым лошадиным силам, позволяя меньше крутить двигатель и немного экономить топливо. А батарея заряжалась в основном от рекуперации при торможении.
Последовательно-параллельный гибрид (Toyota HSD)
Свою конструкцию в Toyota назвали Hybrid Synergy Drive (HSD) — гибридным синергетическим приводом. Во всех современных гибридах Toyota и Lexus используется именно она, также по лицензии HSD ставили на несколько моделей Nissan и Ford. Toyota планирует постепенно перевести на синергетический привод всю линейку автомобилей. Для некоторых моделей на внутреннем JDM-рынке альтернативы HSD уже нет: например, Toyota Camry в Японии последние несколько лет предлагается только с гибридной силовой установкой.
Подзаряжаемый Plug-in гибрид (PHV/PHEV)
Даже самый современный гибрид проигрывает в экономичности полностью электрической машине, ведь та не расходует бензин вовсе. Да, какое-то время гибрид может ехать только на электротяге, но в таком режиме батарея быстро сядет, а для зарядки придётся задействовать ДВС и тратить топливо. Но почему не восполнять запасы энергии от внешней электросети, как делают электрические машины? В этом и состоит идея подзаряжаемого гибрида PHEV (Plug-in Hybrid Electric Vehicle) — гибридного автомобиля с возможностью подключения к внешней зарядке.
Как и традиционный гибрид, PHEV может заряжать тяговую батарею прямо на ходу: от работы двигателя внутреннего сгорания и с помощью рекуперации — преобразования энергии торможения. Но приехав домой или на работу, плагин-гибрид (Plug-in Hybrid) можно поставить на зарядку от стационарной электросети, как любой электрокар, и затем ехать уже с полной батареей. Это намного выгоднее, чем самозаряд во время движения.
В сравнении с полностью электрической машиной у PHEV-гибрида также есть ощутимые плюсы:
- Большой запас хода. Даже топовые электрокары пока не проезжают более 500 км на одном заряде батареи, а бюджетным городским электромобилям и скромные 200 км даются с трудом, особенно зимой. Подзаряжаемый гибрид же на полном баке топлива проедет более 800 км.
- Независимость от внешних источников электричества — то, чего так не хватает электромобилям. Если не зарядить электрокар вовремя, он просто выключится. А PHEV имеет под капотом классический ДВС, и зарядка от внешней сети для него — приятная опция, а не необходимость. Пока в баке есть топливо, он будет ехать, причём весьма экономично. Этот фактор критически важен в поездках между городами: обычных бензиновых АЗС на дорогах в разы больше, чем электрических зарядных станций.
Подключаемые гибриды — главный автомобильный тренд последних лет. На рынке их уже немало, причём подзаряжаемым может быть гибрид любой конструкции: и последовательный, и параллельный, и гибрид смешанного типа — тяговая батарея ведь есть у всех. Примеры: Toyota Prius PHV и Prius Prime, Mitsubishi Outlander PHEV, Ford Fusion Energi, Hyundai Ioniq, Chevrolet Volt, Volvo V60, Audi e-tron, Chrysler Pacifica, Range Rover PHEV и другие. Даже китайские автопроизводители уже делают свои версии Plug-in-гибридов. Дело не только в экономии топлива и экологичности: производителям машин важно быть в авангарде современных технологий.
В будущем PHEV-гибриды, как и электрокары, избавятся от зарядных проводов. Уже сейчас есть мелкосерийные автомобили, способные заряжать батарею силовой установки на специальных индукционных парковочных местах, по аналогии с беспроводной зарядкой смартфонов. Вот только инфраструктура городов пока не поспевает за прогрессом транспорта.
Особенности эксплуатации гибрида
Чем отличается гибрид от обычного автомобиля в повседневной эксплуатации? Ведь далеко не все водители — ярые энтузиасты новых технологий; многим просто нужно надёжное и хорошо работающее решение без лишних сложностей. И гибрид вполне подходит под это описание.
ДВС большинства гибридов работают по экономичному циклу Аткинсона, который позволяет выровнять нагрузку на силовую установку, убрав опасные пики. В двигателях обычных машин он не используется из-за падения мощности, но у гибридов это падение компенсирует электромотор. В итоге получается оптимальный баланс качеств: мощности, экономичности, надёжности и низкой токсичности выхлопа.
Минусов у гибридов ровно два: высокая цена и постепенный износ тяговой высоковольтной батареи (ВВБ). Причём эти минусы исключают друг друга: у нового (и дорогого) гибрида нет проблем с батареей, ну а машину с изношенной ВВБ можно купить с хорошей скидкой на её замену.
Технологии идут вперёд невероятно быстро. Ещё недавно гибридные автомобили казались чем-то инопланетным, а сегодня на фоне полностью электрических машин они выглядят даже слегка устаревшими. Но отсутствие развитой инфраструктуры для зарядки электрокаров и их малый запас хода ещё долго будут аргументами в пользу гибридов.
Адаптивная система THS-M (Toyota Hybrid System-Mild) может быть применена на большинстве типов легковых автомобилей. Она включает в себя три основных компонента: небольшой электромотор/генератор, соединенный через приводной ремень с двигателем внутреннего сгорания (ДВС), компактную 36-вольтовую аккумуляторную батарею вторичных источников тока и блок управления.
Таким образом, THS-M позволяет автомобилю сберегать до 15% топлива (замеры сделаны по японскому ездовому циклу для машин, оснащенных автоматическими трансмиссиями) и уменьшать эмиссию вредных веществ. Задействовав в бензиновом силовом агрегате прямой впрыск, можно достичь и 50-процентного снижения расхода топлива. Ко всему прочему, за счет временных остановок ДВС удалось несколько снизить и шумовую нагрузку на окружающую среду.
Первую машину с THS-M для Японии Toyota планирует выпустить уже осенью. Автомобиль будет оснащен 6-цилиндровым 3-литровым бензиновым двигателем и трехфазным асинхронным электромотором переменного тока.
Если вы успели заметить, система имеет 36-вольтное питание. Объясняется это тем, что гибридные силовые установки нуждаются в большей электрической мощности источника тока. К тому же использование большего напряжения приводит к снижению силы тока, протекающего в проводке авто. Как следствие, можно будет применить провода меньшего сечения и тем самым снизить общую массу автомобиля.
В 1997 году Toyota первой в мире представила серийный автомобиль с гибридной силовой установкой — модель Prius. Семейный седан, оснащенный системой THS (электродвигатель плюс ДВС), превзошел все ожидания компании в плане продаж: реализовано свыше 60 тысяч гибридов. Сейчас готовится к производству минивэн Previa с системой THS-C (гибридная силовая установка с клиноременным вариатором CVT).
Как альтернативу гибридам серии THS Toyota реализует программу по созданию гибридных автомобилей, работающих на топливных элементах (FCHV — Fuel Cell Hybrid Vehicle). Уже есть первые образцы, проходящие сейчас опытную эксплуатацию для дальнейшей отработки конструкции перед запуском в серию.
Это может существенно повлиять на выбросы CO2 в автомобиле, и мягкие гибриды начинают появляться в автомобильной промышленности, от маленьких супермини до больших роскошных внедорожников.
Согласно последним исследованиям рынка, 50% всех гибридов, проданных к 2025 году, будут мягкими гибридами.
Как работает мягкий гибридный автомобиль?
Блок 48 вольт также подает питание на гибридный двигатель и нагнетатель, позволяя автомобилю ускоряться быстрее и плавнее. В некоторых моделях Audi высокого класса, система 48 В может выключать двигатель автомобиля на время до 40 секунд при движении накатом.
При приближении к светофору или перекрестку с круговым движением, когда сигнал становится зеленым или появляется разрыв, и вы отпускаете тормоз, двигатель внутреннего сгорания запускается немедленно. После этого автомобиль может без промедления разогнаться.
Преимущества мягкой-гибридной системы 48 вольт
Одно из ключевых преимуществ мягкогибридных систем — это повышенная топливная эффективность и снижение уровня загрязнения. Инженерная фирма Delphi, разработавшая мягкую гибридную систему на 48 вольт, заявляет, что она может предложить 25% увеличение крутящего момента на низких оборотах, повышение топливной эффективности на 10-15% и сокращение выбросов CO2 на 25%.
Обычно каталитический нейтрализатор полагается на двигатель, чтобы довести его до рабочей температуры. Использование двигателя для его нагрева требует времени, но благодаря системе 48 вольт это можно сделать быстрее, что снижает выбросы выхлопных газов.
Мягкие гибриды против полных гибридов
Мягкий гибрид по ощущениям отличается от обычного автомобиля?
Не сильно. Большинство систем улучшают функцию старт-стопа автомобиля. Это означает, что вы можете остановиться накатом без мощности двигателя. Двигатель внутреннего сгорания по-прежнему полностью управляет автомобилем, хотя аккумулятор может оказывать дополнительную помощь при ускорении.
Вы также можете почувствовать небольшую разницу при торможении, поскольку системы используют рекуперативное торможение для подзарядки мягких-гибридных аккумуляторов. Например, когда вы поднимаете дроссельную заслонку, автомобиль может замедлиться, как если бы тормозное давление уже было подано.
Читайте также: