Экспансия гибридов (февраль 2009, журнал «Автомобиль и сервис»)
Первопроходцами в деле серийного производства транспортных средств с гибридными силовыми установками стали японцы. В конце прошлого века Toyota и Honda предложили автомобилистам «такие штучки». Причем, Toyota реализовала сложную схему с планетарным делителем крутящего момента и двумя электрическими машинами. А Honda предпочла более простой путь – единственный мотор-генератор, расположенный между бензиновым двигателем и клиноременным вариатором.
Успех японских компаний (с 1997 года продано более одного миллиона гибридомобилей Toyota) не оставил равнодушными остальных автопроизводителей. Свой вариант гибридомобиля представил Mercedes Benz - это Mercedes Benz S-400 BlueHYBRID (рис. 1) Новинка ожидается летом 2009 года.
Первый легковой гидромобиль немецкой компании создан на базе седана представительского класса Mercedes Benz S-350. Для него выбрана более простая схема с одной электрической машиной, находящейся между 6-цилиндровым V-образным бензиновым двигателем, рабочим объемом 3,5 л, и семиступенчатой автоматической коробкой передач 7G-TRONIC (рис. 2)
Примененная компактная трехфазная электрическая машина с возбуждением от постоянных магнитов может функционировать и как электромотор, и как генератор. Мотор-генератор имеет дискообразную форму, что позволило удобно расположить его перед гидротрансформатором. При напряжении 120 В, в режиме электродвигателя он развивает номинальную мощность 15 кВт/ 20 л.с. и спусковой крутящий момент 160 Нм. Благодаря своей форме, электрическая машина эффективно гасит крутильные колебания, тем самым, снижая шумы и вибрации. Кроме того, она выполняет функции традиционных вспомогательных устройств двигателя – стартера и генератора.
Бензиновый двигатель и автоматическая коробка передач базового автомобиля для применения на гидромабиле подверглись доработке. Мотор получил новые поршни и головку блока цилиндров, модифицированный распределительный вал, в нем реализованы преимущества принципа Аткинсона. Вместе с измененной системой управления, это позволило повысить экономичность при одновременном снижении токсичности отработавших газов, а также увеличить номинальную мощность на 5 кВт/ 7 л.с. и довести ее до 205 кВт/ 279 л.с.
У коробки передач 7G-TRONIC (рис. 3) появилось обновленное программное обеспечение, а разработанный заново дополнительный масляный насос, обеспечивает надежную смазку коробки передач даже в фазах остановки двигателя внутреннего сгорания. Управление осуществляется от усовершенствованного высокопроизводительного электронного контроллера двигателя. Он обладает широкими функциональными возможностями и умеет дифференцированно подходить к таким режимам эксплуатации автомобиля, как езда в городских условиях, перемещение по проселочным дорогам, движение по автомагистрали либо маневрирование.
Для улучшения экономичности и экологичности автомобилей ныне часто применяют режим «старт-стоп». Используется он и в Mercedes-Benz S400 BlueHYBRID. При движении накатом со скоростью ниже 15 км/ч (например, чтобы остановиться перед светофором) бензиновый двигатель выключается. Повторное его включение происходит сразу же после того, как водитель снимет ногу с педали тормоза или нажмет на педаль газа. Насос гидроусилителя рулевого управления и компрессор климатической установки имеют электропривод, поэтому на функционирование и рулевого управления, и климатической установки автоматическое выключение двигателя влияния не оказывает. Алгоритм режима «старт-стоп» обладает способностью распознавать, когда водитель выполняет такие маневры, как разворот или парковка, и в этом случае сам режим временно деактивируется.
При замедлении гибридомобиля электрическая машина работает как генератор, и кинетическая энергия транспортного средства превращается в электрическую, которая идет на подзарядку литий-ионного аккумулятора. В случае слабого нажатия на педаль тормоза выполняется только рекуперативное торможение, а при сильном — в дело вступают еще и дисковые механизмы гидравлической тормозной системы. На Mercedes-Benz S400 BlueHYBRID использовали педальный модуль новой конструкции.
Водитель получает необходимую информацию о состоянии гибридного привода. В центре комбинации приборов находится отдельное поле, на котором отображается текущее направление потока энергии и уровень заряда аккумулятора.
В наибольшей мере преимущества гибридного привода проявляются при движении в городских условиях, когда приходится постоянно останавливаться на красный свет. Это сопровождается частым выключением бензинового двигателя и наличием режимов рекуперации, которые увеличивают заряд литий-ионного аккумулятора.
Mercedes-Benz S400 BlueHYBRID будут выпускать на заводе в Зиндельфингене параллельно с другими моделями класса S. Двигатель внутреннего сгорания, электрическую машину и автоматическую коробку передач сначала соберут в единый агрегат, который затем подадут на сборочный конвейер. Первоначально поставки начнутся на рынок Западной Европы, а после этого и на экспорт.
Кроме данного транспортного средства немецкая компания готовит и другие легковые гибридомобили. Причем они могут иметь иную конструкцию — недаром на недавно прошедшем Московском автосалоне Mercedes-Benz показал гибридный привод уже с двумя электрическими машинами.
Высокие экономические и экологические параметры гибридомобилей позволяют предположить, что их популярность в дальнейшем будет только расти.
Перспективный гибридный привод Mercedes-Benz (рис. 4).
Февраль 2009, журнал «Автомобиль и сервис»
