• Сегодня: Пятница, Сентябрь 22, 2017

 

Технологии   23 октября 2014    305

Долгий век поршневых моторов: вместе или вместо?

Долгий век поршневых моторов: вместе или вместо?Целых сто лет двигатель внутреннего сгорания (ДВС) под капотом автомобиля был синонимом мощи, преодоления пространства и, собственно, источником энергии движения. Но рано или поздно любой удачный технический принцип уступает место новому, более современному и экономически оправданному.

ПЕРВЫЙ ЗВОНОК
Пережив в ХХ веке множество конструктивных изменений, двигатель внутреннего сгорания сохранил главную идею, заложенную в нем изначально, – преобразование химической энергии топлива в механическую работу посредством сжигания рабочей смеси. Причем это преобразование должно происходить непременно внутри мотора, в пространстве, ограниченном поршнем.

Параллельно с совершенствованием классической концепции в двигателестроении возникло и развилось несколько побочных направлений. «Отщепенцы» так и эдак старались хотя бы частично изменить базовому принципу – прямому воздействию на цилиндрический поршень расширяющейся газовой смеси. Роторные, лопастные – каких только моторов не придумали за это время! Механика разная, но главный принцип так и остался неизменным.

 

Не электробритва.  Стилисты подзаряжаемых гибридов прикладывают
массу усилий для того, чтобы процесс зарядки не напоминал включение
в сеть электробритвы

Многие новшества в мир автомобилей пришли из авиации. Но в сфере моторов пути небесные и земные кардинально разошлись. То, что хорошо для современного реактивного лайнера, для рядового кроссовера совершенно неприемлемо – дорого, громоздко, шумно, неэкологично. Реактивная авиация давно вытеснила поршневую, а поршневые автомобили по сей день главенствуют на мировой арене.

Но конец эры поршневого теплового мотора неизбежен. И хотя массовый полноприводник по-прежнему движим силой горящего бензина или дизтоплива, первый звонок из «других миров» прозвучал не сегодня и даже не вчера. Ford Escape Hybrid, в котором тепловая энергия впервые для серийного автомобиля соседствовала с электрической, увидел свет в 2004-м, а год спустя его поддержал Lexus RX 400h. Десятилетие пролетело словно один день, количество гибридных полноприводников росло как на дрожжах, а наука тем временем ушла еще дальше, причем сразу по нескольким направлениям.

Долгий век поршневых моторов: вместе или вместо?

ЭКОЛОГИЧНЫЙ ВЫХЛОП
Революционной оказалась технология топливных ячеек, работающих на водороде. Это небольшие мини-электростанции: там происходит примерно то же, что и на огромных ТЭЦ, обеспечивающих город электричеством и теплом. Водород реагирует с кислородом (процесс, аналогичный горению углеводородов в обычном моторе), выделяя тепло и создавая электрический ток. В ячейке нет никаких движущихся частей, а на выхлопе, как нетрудно догадаться, экологически чистый водяной пар.

Количество и расположение ячеек можно весьма произвольно менять, задавая ту или иную итоговую мощность. Данное обстоятельство коренным образом повлияло на архитектуру водородного автомобиля – исчезла необходимость организации моторного отсека как такового. Располагайте ячейки где угодно – в полу, в стойках, под сиденьем. Водородный автомобиль, таким образом, по сути – электромобиль, но вместо аккумуляторов у него очень похожие внешне и конструктивно топливные ячейки – источники электричества.



Эволюция. 
Сверху – современнейший
впрысковый монстр, с
низу двигатель Ford T. Несмотря на массу внешнего хай-тека последнего,
принципиально это почти одно и то же

Однако есть сложности. Очевидная – наличие опасного бака с водородом на борту. Более масштабная – проблема организации промышленного производства водорода в объемах, сравнимых с производством бензина. Если с первой трудностью можно более-менее быстро справиться, используя те же методы, что и у машин на газу, то для решения второй задачи требуется создание колоссальной инфраструктуры, а это сегодня не по силам ни одному производителю. Но оставим водороду с его плюсами и минусами будущее и вернемся к гибридному направлению, за которое ухватились буквально все производители.

Долгий век поршневых моторов: вместе или вместо?


ТОПЛИВНАЯ АЛЬТЕРНАТИВА

Сейчас гибридные кроссоверы и внедорожники не выпускает только самый ленивый. Наиболее преуспевшие по этой части Lexus и Mitsubishi официально поставляют гибриды и на российский рынок. Всю энергию движения эти внедорожники по-прежнему получают от тепловых моторов, но один немаловажный конструктивный элемент любого транспорта уже пал в неравной схватке с вездесущим электричеством. Я говорю о трансмиссии, замененной в большей или меньшей степени проводами. Вот так, по частям, двадцать первый век наступает на технологии века двадцатого, отнимая у бензиново-дизельной «классики» место под капотом, а заодно – и в наших представлениях о плохом и хорошем.

Рассредоточение.
На примере этого концепта заметно, что части его двигательной
установки равномерно распределились по всему кузову

Что еще из привычного нам внедорожника уйдет в прошлое? Электромоторы переместятся внутрь колеса? Бензобак, несущий миллионы калорий топлива, заменит супераккумулятор аналогичной мощности? Пока трудно сказать. Передовые разработки есть в каждой области, конкуренция в сфере топливных альтернатив высока, и производители неохотно делятся своими достижениями. Ясно одно: прогресс не остановить, и каждый его шаг приближает эпоху, когда к двигателям внутреннего сгорания будут относиться так же, как мы сегодня смотрим на архаичные паровые машины.

Классика.  Такая компоновка агрегатов по
продольной оси автомобиля встречается все реже