Автодайджест №200

⇡#Автомобильные технологии

На Венском международном автомобильном симпозиуме компания Volkswagen поделилась техническими планами на ближайшее будущее. Свой прогноз представил лично председатель правления Volkswagen AG Мартин Винтеркорн. Сегодня усилия лучших инженеров немецкого концерна сосредоточены на разработке дизельных двигателей с высокой удельной мощностью и новых роботизированных трансмиссий с двумя сцеплениями. В том, что касается альтернативного транспорта, были упомянуты подключаемые гибриды: по мнению специалистов, скоро они станут популярны в Европе. Расскажем обо всех инновациях по порядку.

В своей речи Винтеркорн подчеркнул, что совсем скоро монополия бензиновых двигателей внутреннего сгорания может пошатнуться. На рынке вместе с ними будет предложен широкий выбор моторов, работающих на сжиженном природном газе. Также хорошие перспективы могут ожидать гибриды и электрокары. Сейчас Volkswagen прорабатывает каждое из представленных направлений. Базовой целью компании является снижение выброса среднестатистического автомобиля до 95 граммов CO₂ на километр пути. В Европе такой экологический регламент должен вступить в силу в 2020 году.

Мартин Винтеркорн особо отметил тот факт, что у двигателей внутреннего сгорания еще остается пространство для оптимизации: «С 2000 года мы сократили потребление топлива на наших моторах семейств TDI и TSI более чем на 30%. Я убежден, что к 2020 году мы сможем добиться дополнительно 15-процентного повышения экономичности». Это станет возможным благодаря совершенствованию процесса сгорания топлива, внедрению интеллектуальных технологий сокращения массы автомобиля, снижению трения и управлению температурным режимом.

Также Volkswagen видит большой потенциал в автомобилях, работающих на сжиженном натуральном газе: «Такие двигатели являются экологически чистыми, экономичными и подходящими для ежедневного использования. Все технологии уже разработаны, а соответствующие автомобили уже продаются». Одним из примеров в модельном ряду Volkswagen является новый Eco Up!: его выбросы оксида углерода составляют 79 г/км, что является одним из лучших в мире показателей. Вскоре должны появиться и более просторные автомобили: Golf TGI BlueMotion и Audi A3 g-tron. Винтеркорн считает, что для популяризации этого вида транспорта необходимо приложить усилия всем участникам рынка: производителям автомобилей, политикам и представителям топливной промышленности.

В среднесрочной перспективе ведущая роль в уменьшении вредных выбросов может достаться подключаемым гибридам. Они позволят преодолевать расстояния до 50 километров только на электрической тяге, а также вполне смогут соответствовать требованиям повседневной эксплуатации. Благодаря подзарядке дома, на работе и в магазинах такие автомобили будут в состоянии вообще не запускать ДВС при поездках по городу. А возможность заправиться на традиционных АЗС пригодится для длительных путешествий. Первые подключаемые гибриды Volkswagen Group, Porsche Panamera и Audi A3 e-tron, вскоре выйдут на полномасштабное производство. За ними последует Golf и множество других моделей, включая Passat, Audi A6 и Porsche Cayenne.

Большие надежды Volkswagen традиционно возлагает на дизельные моторы. Немецкие инженеры планируют повысить давление впрыска до 3 000 бар, установить систему изменения фаз газораспределения и даже внедрить комбинированный наддув с использованием электрического нагнетателя e-booster. В результате всех этих доработок специалисты планируют достичь пика отдачи в 100 кВт с одного литра рабочего объема. Иными словами, мощность компактного двухлитрового ДВС, работающего на «тяжелом топливе», должна составить 272 лошадиные силы.

В конце концов Мартин Винтеркорн анонсировал дальнейшее развитие одного из самых разрекламированных агрегатов Volkswagen — DSG. Эти роботизированные трансмиссии с двумя сцеплениями сегодня устанавливаются на множество моделей концерна, от Skoda Fabia до Bugatti Veyron. За годы производства DSG заслужила как хвалебные отзывы, так и гневные отклики со стороны покупателей. Сегодня в ряде стран на некоторые модификации этой трансмиссии Volkswagen был вынужден продлить гарантию до пяти лет или обязать клиентов пройти процесс замены отдельных блоков у официальных дилеров. Тем не менее, существует много вариаций DSG, существенно различающихся технически. Через несколько лет количество передач в преселективных КПП достигнет десяти. Пока немцы не сообщают, в каких моделях DSG10 появится первоначально.

Напомним, что в конце прошлого года глава ZF Штефан Зоммер сообщил, что девять передач в КПП являются «естественным пределом», превышение которого не обернется адекватным увеличением эффективности. Неделей ранее своими планами по разработке новых коробок переключения передач поделились представители General Motors и Ford Motor Company. Еще примерно полгода назад проскакивала неофициальная информация о том, что два американских гиганта планируют объединить усилия над разработкой перспективных технологий. В частности, в списке общих интересов значились и новые АКПП с 9 и 10 скоростями. Наконец-то производители подтвердили эту информацию.

Сложение инженерного потенциала General Motors и Ford Motor Company позволит разработать новый класс трансмиссий быстрее, а также сократить издержки. Пока о технических спецификациях будущих КПП известно немногое: количество скоростей составит 9 и 10, а сами механизмы будут совместимы как с передним, так и задним приводом. Американцы планируют устанавливать перспективные коробки на легковые автомобили, кроссоверы, внедорожники и пикапы. С помощью новых трансмиссий модели GM и FMC станут экономичнее, но при этом динамичнее.

Подписанное между двумя крупнейшими производителями Северной Америки соглашение станет третьим за десятилетие. В прошлый раз General Motors и Ford совместно создали шестискоростную АКПП, которая используется в различных семействах транспортных средств обеих компаний: седанах Ford Fusion, кроссоверах Ford Edge, Escape и Explorer, четырехдверках Chevrolet Cruze и Malibu, а также паркетниках Chevrolet Traverse и Equinox. В сумме две компании поставили на рынок более восьми миллионов таких трансмиссий. Безусловно, этот опыт можно считать успешным. Он послужит шаблоном для нового сотрудничества. Как и прежде, каждая из сторон будет производить компоненты на своих собственных фабриках, однако многие элементы агрегатов окажутся общими или взаимозаменяемыми. Вместе с тем Ford и GM будут проводить окончательную настройку программного обеспечения в индивидуальном режиме.

«Основной задачей является сохранение идентичности технической платформы в трансмиссиях двух компаний», — говорит Крейг Реннкер, главный инженер Ford по коробкам передач. «Это соглашение предоставляет огромные преимущества для обеих компаний, и оно принесет большую выгоду нашим клиентам и акционерам», — добавил вице-президент GM по разработке трансмиссий Джим Лансон.

На прошедшей неделе своими новыми разработками поделились и шведы. Не секрет, что лучшие умы Volvo Car Group уже много лет бьются над созданием уникального механического аккумулятора кинетической энергии. Впервые о желании этой автомобильной компании внедрить большой маховик в свои серийные модели мы рассказывали почти два года назад. С тех пор мало что изменилось: все расчеты Volvo до сих пор верны, инженеры ведут разработки в этом направлении, но до серийного внедрения все еще остается минимум несколько лет. Сейчас закончен первый этап испытаний новинки на дорогах общего пользования, благодаря чему стали доступны не только последние технические данные, но и уточненные показатели экономичности.

«Тестирование этой полностью экспериментальной системы рекуперации кинетической энергии проводилось в течение всего 2012 года. Результаты показали, что эта технология при использовании турбированного четырехцилиндрового двигателя способна обеспечить 25-процентное снижение потребления топлива в сравнении с шестицилиндровым турбомотором при обеспечении сравнимого уровня производительности, — заявил Дерек Крабб, вице-президент отдела разработки силовых агрегатов в Volvo Car Group. — Благодаря KERS, который предоставляет водителю дополнительные 80 лошадиных сил, двигатель с четырьмя поршнями разгоняет автомобиль, как аналог с шестью».

Ранее шведы планировали достижение 20-процентной экономии, однако теперь ведут речь о 25%. Однако в словах Дерека Крабба есть толика лукавства. Во-первых, он сравнивает показатели двух весьма разных систем: одна оснащена ДВС с четырьмя цилиндрами и маховиком, вторая — просто четырехцилиндровым мотором. Более честно выглядело бы сопоставление двух совершенно идентичных автомобилей, один из которых получил бы рекуперативную технику. Во-вторых, описанная прибавка в 80 лошадиных сил доступна далеко не всегда. Если маховик уже исчерпал запас накопленной энергии и практически остановился, то он будет служить лишь дополнительным балластом.

Испытываемая система, которую в Volvo называют маховиковой KERS, соединяется с задней осью автомобиля. При замедлении тормозные механизмы раскручивает эту установку, заставляя ее вращаться со скоростью до 60 000 оборотов в минуту. Выдержать такую нагрузку способен только карбоновый диск: обод из углеводородного материала крепится к стальной ступице. Когда автомобиль снова трогается, вращающий момент начинает передаваться на колеса задней оси с помощью специально разработанной вариаторной трансмиссии.

Максимальная выгода от маховика проявляется при движении в городе. «Наши расчеты показали, что становится возможным выключение двигателя внутреннего сгорания в течение половины времени испытаний по стандарту NEDC (New European Driving Cycle). Поскольку карбоновый диск разгоняется только во время замедления транспортного средства, а время его вращения ограничено ввиду постепенного уменьшения собственной угловой скорости, то наиболее эффективным сценарием использования шведской KERS являются периодически повторяющиеся циклы разгона и торможения. Иными словами, максимальную выгоду можно ожидать при езде по городу и во время активного вождения.

Выше уже упоминалось, что маховик способен обеспечить дополнительные 80 лошадиных сил мощности, это положительно сказывается на разгонной динамике. К примеру, тестовый автомобиль Volvo S60 набирал первую «сотню» всего за 5,5 секунды, что является очень неплохим показателем для седана с четырехцилиндровым мотором.

Использованный Volvo Cars карбоновый маховик имеет диаметр около 20 сантиметров и весит примерно шесть килограммов. Этот диск вращается в вакууме, чтобы минимизировать потери на трение и сопротивление воздуха. После удачного завершения первого этапа испытаний в реальных условиях инженеры шведской компании займутся реализацией технологии на будущих моделях марки.

⇡#Концепты

Сегодня мы рассмотрим пример еще одного творческого сотрудничества, которое легло в основу нового концепт-кара. С одной стороны традиционно выступил крупный производитель автомобилей — Toyota, а точнее ее Европейский центр дизайна и разработки (Toyota European Design & Development, ED2). Основным генератором идей стал Жан-Мари Массад, французский архитектор, дизайнер и изобретатель. За последние полтора десятилетия он собрал коллекцию примерно из 15 различных наград в области проектирования. В их число входят полученные не только на французских конкурсах, но также и на немецких, итальянских, норвежских, японских и даже мексиканских. В сводках новостных агентств Жан-Мари Массад чаще всего появляется благодаря созданной им мебели. В апреле мы уже узнали, что будет с машиной, если ее развитие доверить индустриальному дизайнеру: тогда британец Росс Лавгрув создал Renault Twin-Z, причем презентация новинки прошла на миланской мебельной выставке. Наверняка и Лавгрув, и Массад практикуют схожий подход к созданию автомобилей. Проекты Renault Twin-Z и Toyota ME.WE объединяет хотя бы тот факт, что оба транспортных средства являются очень компактными. Соглашение о сотрудничестве между ED2 и Studio Massaud было подписано еще в июле 2011 года, но только теперь мы можем наблюдать его первые плоды. При создании дебютного проекта были определены ключевые цели. Всего их было три: релевантность, синтез и современность. Все это трудно понять далекому от мира моды человеку, поэтому Жан-Мари Массад постарался объяснить свою работу широкой публике.

Под релевантностью в Toyota и Studio Massaud понимают необходимость создать точное видение автомобиля, а не просто общую концепцию. В данном случае базовой задачей была разработка визуальной части, которая смогла бы легко адаптироваться к широкому разнообразию стилей жизни. Синтез означает совмещение двух основных направлений разработки автомобиля — сокращения расходов и консолидации потребительских запросов в области архитектуры транспортного средства. С современностью все немного проще: концепт должен не только хорошо выглядеть и соответствовать статусу предполагаемого владельца, но также и отражать ценности дальновидных личностей, быть практичным и гибким. Из высокопарного описания стоявших перед Жан-Мари Массадом задач трудно сделать однозначный вывод. Дизайнер признался, что создать идеальный автомобиль для города невероятно сложно. С одной стороны, модель должна удовлетворять эго владельца, подчеркивать его социальное положение. С другой — при соблюдении этих параметров автомобилист будет вынужден испытывать разочарование в связи с ежедневными ограничениями. Француз понял, что необходимо сделать ставку на практичность.

Силовая структура Toyota ME.WE представлена трубчатой алюминиевой конструкцией. Поверх нее Жан-Мари Массад предлагает устанавливать сменные панели из термопластичного вспененного полипропилена. Этот материал является очень упругим и легким. Из него будут делать двери, крылья, капот, бампер и другие внешние элементы. Каждую деталь можно выполнить по индивидуальным эскизам: производитель изначально предложит покупателю один из стандартных шаблонов, а позже станут доступны для заказа уникальные накладки. Также несомненным преимуществом концепт-кара является его гибкость. Он может стать пикапом, кабриолетом и даже небольшим внедорожником, но прежде всего это компактный городской автомобиль. В названии дизайн-проекта сплелись два англоязычных местоимения — ME и WE. Они отражают заботу владельца такого транспортного средства о личностном благополучии и благополучии окружающих. Под вторым, по всей видимости, понимается забота об окружающей среде.

Готовый к эксплуатации экземпляр Toyota ME.WE весит всего 750 кг — примерно на 20% меньше, чем традиционные представители B-класса со стальным кузовом. Инженерам удалось сократить массу благодаря не только пространственному алюминиевому каркасу, но и панелям из полипропилена. Все вместе они весят всего 14 кг — значительно меньше стальных аналогов. Еще одним существенным плюсом перспективной разработки является ее дружелюбное отношение к окружающей среде. Уже сегодня промышленность способна на 100% переработать вспененный полипропилен. То же самое относится и к алюминию. Третьим важным компонентом Toyota ME.WE является бамбук. Он использован в полу и горизонтальных поверхностях. Этот материал полностью экологичен, а благодаря богатым плантациям его можно выращивать в огромных количествах.

Созданный совместными усилиями Toyota European Design & Development и Studio Massaud автомобиль использует модные сегодня электромоторы, встроенные в колеса. В зависимости от потребностей покупателя Toyota ME.WE может обладать как передним приводом, так и полным. Несмотря на обилие современных технологий, сами японцы называют этот автомобиль антикризисным. Данный эпитет применим скорее к вероятному владельцу такого транспортного средства, чем к его разработчику: дела у Toyota сейчас идут неплохо, в ушедшем году компания вернула себе звание самого массового производителя в мире. В то же время Toyota ME.WE должен стоить совсем недорого. Дополнительную экономическую выгоду покупатель сможет оценить уже в период эксплуатации. К ней относится малый расход энергии, низкие налоговые ставки в некоторых регионах, а также небольшая стоимость ремонта при незначительных авариях. Недорогие навесные панели из полипропилена легко менять, да и красить их не надо.

У Жан-Мари Массада получился интересный концепт. Что не менее важно, Toyota ME.WE является очень практичным автомобилем. Для дизайнера, много лет занимающегося выбором формы ножек для кухонного стола, эту попытку разработать городской электрокар можно считать неплохой.

На Международном автосалоне во Франкфурте в 2009 году модель Renault Twizy была представлена еще в виде концепта. Серийное производство и продажи одноименного автомобиля начались в марте 2012 года. За 10 месяцев французам удалось реализовать более девяти тысяч Twizy. Если учесть узкую рыночную нишу, это не такой уж и плохой результат. На днях французы представили концепт Renault Twizy RS F1. Он стал бы смешным метисом современного недорогого электромобиля и болида «Формулы-1», если бы не богатый опыт Renault в «Королевских гонках». Поэтому Twizy RS F1 оказался нешуточным сплавом технологий F1 и реалий серийного производства.

В качестве места для презентации Renault Twizy RS F1 был выбран завод в испанском Вальядолиде, где сегодня собирается Twizy. Отличить концепт от обычной продукции фабрики совсем нетрудно. В глаза сразу бросаются огромные покрышки без рисунка протектора, так называемые «слики». Точно такие же стоят на болидах «Формулы-Рено 2.0», а у стандартного электромобиля на их месте установлены узкие колесики. Внимание на себя обращает также передний сплиттер, боковые воздухозаборники и огромное заднее антикрыло. Из мелочей можно отметить рулевое колесо из каталога Renault Sport Technologies (точное таким же пользуются пилоты гоночных автомобилей серии «Формула-Рено 3.5») и крошечные внешние зеркала. Концепт-кар выкрашен в фирменные цвета формульной команды Renault и подразделения Renault Sport: желтый и черный.

Но Renault Twizy RS F1 — это несколько больше, чем просто шоу-стоппер. Дополнительно к эмоциональному внешнему виду этот концепт обладает отличными скоростными показателями. В Renault благодарят систему рекуперации кинетической энергии (Kinetic Energy Recovery System — KERS). Идентичная по принципу работы технология заложена и в болидах «Формулы-1». С помощью KERS максимальная мощность Renault Twizy RS F1 увеличивается шестикратно: ее верхний предел достигает почти 100 лошадиных сил. Благодаря этому данный электрический кроха разгоняется вровень с самым быстрым гражданским автомобилем французов, хэтчбеком Megane RS. Последний с места выстреливает до 100 км/ч всего за 6,1 секунды. Для своего неуклюжего вида Renault Twizy RS F1 получился очень быстрым.

Президент и управляющий директор Renault Sport F1 Жан-Мишель Жалинье не скрывает своего положительного отношения к новой разработке: «Мы всегда хотели перенести рожденные в «Формуле-1» технологии на дороги общего пользования. Конечно, этот автомобиль заставит некоторых людей улыбнуться, но также он сделает и серьезный шаг в будущее. Над проектом работали специалисты Renault Sport F1 и Renault Sport Technologies, которые сотрудничали с подразделением Renault, отвечающим за создание электрокаров. Технология KERS является очень сложной системой, и ее интеграция в существующий электромобиль стала достойным испытанием для наших инженеров. Но они справились с этой работой, теперь рекуперация обеспечивает огромный прирост мощности, делая это безопасно и эффективно. Я не уверен, что встречу много таких автомобилей на наших дорогах, но пример Renault Twizy RS F1 показывает, что увиденные на гоночном треке принципы могут быть полезны и при создании машин для повседневного использования».

Система KERS предполагает аккумуляцию кинетической энергии автомобиля при торможении. Обычно она тратится на тепло, производимое трением тормозных накладок о диск. Сегодня KERS уже внедряется на электромобили. Ее можно встретить даже на некоторых современных моделях с обычным двигателем внутреннего сгорания: там она может быть использована для зарядки аккумулятора вместо традиционного генератора, создающего дополнительную нагрузку на мотор. Чтобы установить систему KERS, требуется три базовых компонента: электрический мотор-генератор, специальная литий-ионная батарея и управляющий модуль.

В Renault Twizy RS F1 установлены два электромотора. В обычном состоянии это стандартный двигатель Twizy 80, развивающий 17 лошадиных сил (13 кВт). При активации KERS, благодаря дополнительному агрегату, отдача подскакивает до 97 лошадиных сил. Шестикратное увеличение тяговой характеристики доступно на протяжении 14 секунд. Такое же время справедливо и для рекуперативной системы в болидах «Формулы-1».

Мотор-генератор Renault Twizy RS F1 системы KERS раскручивается до 36 000 оборотов в минуту. Вся система помещается в 10-сантиметровом цилиндре. Собственная батарея рекуперативной установки оптимизирована под очень быстрые циклы зарядки. Все компоненты KERS весят около 30 кг. Стандартный мотор Twizy обеспечивает потолок в 10 000 оборотов в минуту. Для синхронизации двух агрегатов используется редуктор с передаточным числом 1:3,6.

Установка KERS потребовала от инженеров решения новых задач, которыми стандартный Renault Twizy не обременен. Герметичная система смазки позволяет подшипникам выдерживать предельную нагрузку при максимальных оборотах — 36 000 в минуту. Водяное охлаждение страхует литий-ионную батарею от перегрева. Дополнительно Renault Twizy RS F1 получил систему RS Monitor, которая доступна на автомобилях Megane RS и новом Clio RS 200 EDC. Она позволяет в реальном времени замерять некоторые параметры автомобиля, к которым среди прочих относится время разгона с 0 до 50 или 100 км/ч и прочие скоростные характеристики.

Получается, что весьма забавный с виду концепт Renault Twizy RS F1 скрывает за яркой оболочкой самую современную техническую начинку. Французам удалось скрестить медленный электрокар с автомобилем «Формулы-1». Получившийся гибрид способен разгоняться на уровне Megane RS, но при этом оставаться экологически нейтральным. Пока неясно, появится ли новинка в серийной продаже, или так и останется немного забавным шоу-каром.