Наша сеть партнеров Banwar
У лютому 2013 року компанія Volkswagen офіційно заявила, що недавній концепт-кар XL1, голосно званий найекономічнішим автомобілем в світі, йде в серію. Всього 0,9 л дизельного палива на 100 км пробігу - це чи не рекорд? Однак реальні цифри цілком можуть відрізнятися від заявлених. Та й до рекорду VW не підійшов навіть близько ...
Компанія представила концепт Volkswagen 1-litre car ще в 2002 році. Назва цієї машини говорило саме за себе. Основний і в якійсь мірі єдиною метою її створення була економічність, тобто можливість витратити 1 л палива і проїхати на ньому 100 км. Практично кожен елемент концепт-кара працював на виконання поставленого завдання: обтічні форми, двигун, трансмісія. Фердинанд Пієх, голова наглядової ради концернів Volkswagen AG, особисто проїхав на машині від Вольфсбурга до Гамбурга і підтвердив заявлений витрата. Але з огляду на те, що Volkswagen був далеко не першим шоу-каром такого плану (і, до речі, не найекономічнішим), пристрасті навколо концепту швидко стихли.
Офіційно світовим рекордсменом є швейцарський PAC-Car II, що досягли еквівалентного витрати 5385 км / л (2005 рік, Ладу) під час спеціального рекордного заїзду. Але найкращий результат в рамках еко-марафону продемонстрований в 2011 році автомобілем Polyjoule команди Нантського університету - 5136 км / л в паливному еквіваленті (насправді автомобіль використовує паливні елементи).
Через сім років, в 2009-му, компанія представила продовження проекту - модель Volkswagen L1. Витрата залишився колишнім, але виросли максимальна швидкість, потужність і дальність пробігу, покращилася прийомистість автомобіля. Ще два роки по тому показали Volkswagen XL1 - і ось цей автомобіль вже дійсно був схожий на серійний. У 1-litre car і L1 пасажири сиділи один за одним, а потрапити в кокпіт можна було через велику відкидну дах-двері. XL1 ж знайшов цілком традиційну компоновку: пасажир і водій знаходяться по сусідству, вхід - через екстравагантні, але більш-менш популярні двері типу «крило чайки».
Тільки ось заявлені 0,9 л на 100 км - це все-таки гучні слова, оскільки XL1 - гібрид, оснащений 47-сильним дизельним двигуном і 27-сильним електромотором. Якщо використовувати при русі тільки дизель, то витрата зростає як мінімум до 2 л. А батарею, другу половину гібридного агрегату, потрібно заряджати кожні 75 км пробігу - ось і весь секрет. Та й слово «серія» є деяким перебільшенням: буде виготовлено всього 250 автомобілів за попередніми замовленнями.
Pac-Car II, побудований студентами Швейцарської вищої технічної школи Цюріха - рекордсмен книги Гіннеса - 5385 км / л в паливному еквіваленті (або 18,57 мл / 100 км).
У будь-якому випадку зниження витрати палива - це досить цікавий напрямок автомобільної індустрії. За економічність боролися чи не з найперших днів автомобілебудування - правда, майже завжди надекономних автомобілі залишалися на стадії концептів, так що VW тут практично першопроходець. Які ж технічні прийоми використовують інженери для зниження витрати?
Екологічний марафон
Дивно, але ще в 1939 році група вчених з лабораторії Shell в Вуд-Рівер (Іллінойс) оголосила про проведення конкурсу. Основним завданням було створення автомобіля, здатного проїхати якомога більшу відстань на одному галоні (3,79 л) палива. Кращий результат, показаний в тому, першому, «екомарафоне», становив 21,12 км / л (або 4,74 л / 100 км) - його продемонстрував «шелловскій» інженер Роберт Гріншілдс на «студебекером». Через вісім років той же Гріншілдс вже на іншому «студебекером» побив свій же рекорд, довівши його до 1,571 л / 100 км. А в 1968 році впав і цей рекорд: команда на модифікованому Fiat 600 проїхала на 1 галоні аж 393,2 км, довівши витрата до 0,963 л / 100 км. Як бачите, той самий легендарний «літр на сто» був узятий майже півстоліття тому, причому без будь-яких додаткових електродвигунів, тому досягнення «Фольксвагена» виглядає на цьому тлі досить банально. Правда, автомобілі, що ставили рекорди в рамках екомарафона Shell, для серії ніяк не годилися, представляючи собою суто експериментальні конструкції. Та й водії їх повинні були проявляти чудеса економного водіння.
1947 рік. Модифікований Studebaker Роберта Гріншілдса незадовго до встановлення чергового світового рекорду у мінімальній витраті - 1,571 л / 100 км.
До 1977 року екомарафон Shell був внутрішньоамериканських (рекорд становив уже 0,625 л / 100 км), але в певний момент організатори зрозуміли, що потрібно виходити на міжнародний рівень. Протягом деякого часу марафон проводився в різних країнах, але сьогодні він розрісся до таких масштабів, що довелося зробити поділ. Наприклад, в 2013 році компанія проведе цілих три марафону - американський в Х'юстоні, європейський в Роттердамі і азіатський в Куала-Лумпур. Але мета у марафону за 70 років анітрохи не змінилася: проїхати якомога більше на 1 л палива.
Volkswagen XL1, належний вступити в дрібносерійне виробництво до кінця 2013 року, може стати першим в історії серійним автомобілем, що витрачають менше 1 літра палива на 100 км пробігу.
рекордні хитрості
Ще Гріншілдс на своєму «студебекером» застосовував цілий ряд технічних прийомів, які згодом отримали розвиток і використовуються досі. Наприклад, передок машини він накривав обтічним коробом, знижуючи коефіцієнт лобового опору. Поліпшення аеродинамічних якостей автомобіля донині залишається однією з найважливіших складових у створенні надекономних автомобілів. Коефіцієнт аеродинамічного опору учасників марафону Shell зазвичай не перевищує 0,1 (для порівняння: у надсучасного суперкара McLaren P1 він дорівнює цілим 0,32!).
Другий технічний момент - це максимально знижена маса. Рекордні автомобілі рідко важать більше 45 кг, та й пілот вибирається зазвичай дуже легкий - такий, щоб сумарна маса машини після старту не перевищувала 100 кг.
Енергоефективність електромобілів, перераховується з км / кВт ∙ год на км / л, в два і більше разів перевищує аналогічні показники автомобілів, що використовують паливо. Наприклад, переможці 2012 року в заліку електромобілів, німці зі школи Hochschule Lausitz (автомобіль LaDy II) показали результат 732,3 км / кВт ∙ год, що еквівалентно приблизно 7000 км / л. В даному випадку подібний розрахунок некоректний по ряду причин - тому залік електромобілів йде окремо, без перерахунку. На фото - легендарний водневий Polyjoule команди Нантського університету в 2011 році поставив рекорд марафону Shell - 5136 км / л в паливному еквіваленті.
Наступний фактор, серйозно впливає на витрату, - це спеціальні шини, покликані мінімізувати тертя кочення. Наприклад, для рекордного автомобіля PAC-Car II використовувалися спеціально розроблені шини Michelin, що забезпечують коефіцієнт тертя кочення, рівний 0,0008! Для порівняння: в звичайному режимі автомобільні шини, що рухаються по асфальту, мають коефіцієнт порядку 0,4-0,5; значно нижче він у залізничних коліс - близько 0,01.
Ну і звичайно, самі силові агрегати - все-таки одними тільки зовнішніми технічними хитрощами низької витрати не доб'єшся. У багатьох надекономних автомобілях застосовуються по-різному оптимізовані двигуни внутрішнього згоряння, але вже згаданий PAC-Car II, наприклад, використовує паливні елементи, що перетворюють водень в електроенергію, що подається на електродвигун. Таким чином, крім економії, досягається практично ідеальна екологічність.
Автомобіль NP Distanza-Proto, побудований командою політехнічного університету НДІ Ан (Сінгапур). На азіатському марафоні 2012 роки машина показала результат 112 км / кВт ∙ год і посіла перше місце в класі (прототипи на водні).
Ви можете задатися питанням: а як же тоді порівнюється паливна економічність, якщо один автомобіль працює на водні, а другий - на дизпаливі? У марафоні Shell-2012 брали участь сім класів: бензинові автомобілі, дизельні, машини на біопаливі, на природному газі, водневі, сонячні і електричні екіпажі. Плюс існує поділ на два окремих заліку - для рекордних прототипів і для теоретично передсерійних моделей (Urban Concept). У кожному з класів - власний залік. Для порівняння же економічності між класами використовуються спеціальні методики еквівалентності (витрати всіх типів палива «наводяться» до спільного знаменника - км / л). У будь-якому випадку в 2012 році в європейському марафоні найбільше було саме бензинових прототипів - 43 учасники. Також чимало команд з машинами на паливних елементах або етанолі, а ось, наприклад, на природному газі їхало всього два учасники марафону.
5000 км на 1 літрі?
З моменту, коли марафон Shell вийшов на міжнародну арену, паливна економічність автомобілів-учасників зростала майже в геометричній прогресії. Однією з найуспішніших в питанні паливної ефективності команд стала група студентів з коледжу La Joliverie в Нанті. Їх машина Microjoule вперше з'явилася на дорогах марафону в 1999 році і з ходу показала результат 4180,47 км / л, або 23,891 мл на 100 км! Потім Microjoule брала участь в змаганнях ще кілька разів і двічі свій рекорд покращувала. Підсумковий результат французів, показаний в 2003 році, склав 21,972 мл / 100 км - здавалося, що це божевільна досягнення підкорити неможливо.
Aptera 2 Series - одна з невдалих спроб запустити надекономних автомобіль в серію. Попередні замовлення приймалися до середини 2011 року, але потім проект призупинили - мабуть, трохи знайшлося охочих купити такий дивний «болід» за кругленьку суму, від $ 25 000.
При цьому Microjoule боролася в класі бензинових автомобілів - ніяких складнощів, ніяких паливних елементів, лише оптимізація і досконалість конструкції. Якщо перевести показаний французами результат в наочну площину, то теоретично автомобіль зміг би доїхати від Парижа до Челябінська на одному літрі палива! Microjoule і сьогодні продовжує незмінно вигравати залік бензинових автомобілів - у 2012 році показала результат 2832,8 км / л (35,3 мл на 100 км).
Але це лише теорія. Чому? Насправді рекордні машини, звичайно, не здатні проїхати настільки величезна відстань при подібному витраті. Замір роттердамського екомарафона-2013, наприклад, здійснюється на короткому треку, і автомобілі повинні проїхати всього 16,3 км (десять кіл). Є нижня планка за часом - 39 хвилин (занадто повільні автомобілі дискваліфікуються), середня швидкість руху виходить близько 25 км / ч. Потім вимірюється витрата палива відносно пройденого відстані - і обчислюється параметр «кілометрів на літр». Кожен екіпаж має чотири спроби-заїзду, з яких вибирається найкращий продемонстрований результат. Таким чином, розрахунок конструкції йде на мінімальну кількість палива і на дуже малий ресурс автомобіля. Інша справа, що рекордні прототипи - це не просто іграшки. На них відпрацьовуються сучасні технології, які згодом можна застосувати в серійних автомобілях.
У приведення результатів еко-марафонів до спільного знаменника панує плутанина. У США прийнято, що при спалюванні одного галона 95-го бензину виділяється 34 кВт ∙ год енергії. Звідси розраховується переклад з миль / галон в миль / кВт ∙ год. По суті ж цей показник може дуже сильно різнитися; в Європі вважають за іншою методикою, на цифри впливає якість палива, тип двигуна і так далі. В результаті на сьогоднішній день відразу кілька команд претендують на світові рекорди в різних категоріях - і ніякої єдності в цьому питанні немає.
А здавалося б, вічний рекорд Microjoule був побитий лише через два роки командою з Швейцарської вищої технічної школи Цюріха. Їх PAC-Car II (вже згаданий вище) на марафоні 2005 роки виграв залік автомобілів на паливних елементах, а заодно і загальний, проїхавши 20,6 км із середньою швидкістю 30 км / год і витративши при цьому трохи більше 1 г водню. У тому ж році на трасі в Ладу (поза рамками марафону) швейцарці провели спеціальний рекордний заїзд в присутності представника Книги рекордів Гіннесса. Був зафіксований дивовижний результат: в паливному еквіваленті машина проїхала 5385 км / л, тобто витратила всього 18,57 мл / 100 км. Це означає, PAC-Car II теоретично доїхав би на 1 л від Парижа не те що до Челябінська, а навіть до Омська. Творці рекордсмена оголосили, що більше змагатися не збираються - і стримали слово. PAC-Car II на старт з тих пір не виходив, а його конкуренти безуспішно намагаються побити рекорд вже вісім років.
Чи не зарано для серії?
Прийоми, які відпрацьовувались на дивовижних болідах, створених для екомарафона, активно застосовуються і звичайними компаніями-виробниками. Це стосується розрахунку коефіцієнтів лобового опору, використання надлегких матеріалів, в тому числі карбону і пластику. Шинники - той же Michelin - на дослідах з шинами для екомобілів розробляють покришки з мінімальним коефіцієнтом тертя кочення. Спроба Volkswagen запустити автомобіль, максимально наближений до класу Urban Concept, - теж крок в майбутнє.
Деякі компанії намагаються випускати надефективні автомобілі, які брали участь в марафоні Shell, хоча б малими серіями. Наприклад, американська Aptera Motors чесно розробила і навіть оголосила про предпродаже боліда Aptera 2 Series з заявленим витратою 0,78 л на 100 км, але проект знаходиться сьогодні в стадії заморозки - в першу чергу через незручність автомобіля: заправлятися треба через кожні 200 км , багажника майже немає, надійність сумнівна, ціна висока, дизайн досить дивний. В цілому ж подібні проекти є шоу-кари - відмінний тренінг для студентів технічних вузів, прекрасну базу для випробувань нових систем і гучні заявки на рекорди. Ми ж поки поїздимо на звичних автомобілях з нормальним витратою палива.
Стаття «Від Парижа до Челябінська» опублікована в журналі «Популярна механіка» ( №5, травень 2013 ).
Чи не зарано для серії?Всього 0,9 л дизельного палива на 100 км пробігу - це чи не рекорд?
Які ж технічні прийоми використовують інженери для зниження витрати?
Ви можете задатися питанням: а як же тоді порівнюється паливна економічність, якщо один автомобіль працює на водні, а другий - на дизпаливі?
Км на 1 літрі?
Чому?
Чи не зарано для серії?