В попытках еще и еще снизить расход топлива разработчики обращаются к неожиданным, порой весьма экзотическим решениям. Но вчерашняя экзотика сегодня становится повседневностью – как, например, гибридные силовые агрегаты.

При всем разнообразии конструкций, однако, у всех есть нечто общее: кроме ДВС, автомобиль снабжают электроприводом, способным не только добавлять свою мощность при разгоне, но и рекуперировать энергию торможения, закачивая ее в аккумулятор. Совместная разработка ученых технического университета в Аахене и инженеров фирмы «Иннас» может перевернуть наши представления о конструкции привода легкового (подчеркиваем: легкового!) автомобиля. Вместо электродвигателя они применили гидромоторы в колесах, вместо проводов – трубопроводы, вместо электрического – гидропневматический аккумулятор.

Отсюда и непривычное название «Гидрид» (не путать с химическим термином!). Как утверждают авторы разработки, гидрообъемная трансмиссия легче, дешевле в производстве и, главное, в эксплуатации. Экономия топлива достигает 50%, а энергию торможения удается запасти в баллоне объемом всего 20 л (это меньше и намного легче соответствующей по энергоемкости батареи). А по способности накапливать и отдавать мощность гидропневматическому аккумулятору нет равных. Баллон массой всего 1 кг готов принять и отдать до 20 кВт! За счет чего же достигнута столь впечатляющая даже по сравнению с обычными гибридами экономия?

Дело в том, что при обычном ездовом цикле ДВС отдает полную мощность лишь в короткие промежутки времени, а чаще всего от него требуется лишь 20–40 кВт. Именно в таких режимах КПД двигателя весьма низкий. В «Гидриде» мотор не связан непосредственно с колесами: они питаются исключительно от гидроаккумуляторов, а те, в свою очередь, заряжаются гидронасосом. При этом ДВС включается, лишь когда необходимо поддать давления, и работает в эффективном режиме максимального крутящего момента. Разумеется, колесные гидромоторы при торможении сами подзаряжают гидроаккумулятор. В «Гидриде» нет коробки передач: ее роль выполняет гидротрансформатор нового типа. Им-то и управляет водитель с помощью педали газа.

Гидронасос и гидромоторы также построены на новом многопоршневом (24 поршня) принципе Floating Cup и при давлении 500 бар и рабочем объеме всего 56 см³ развивают крутящий момент до 446 Н·м (на каждом колесе!). В итоге разгон до сотни за 9 с и преодоление подъема в 44% становятся детской игрой для «Гидрида».

Клапаны играют соло

Обычно все впускные клапаны работают дружной командой, одновременно поднимаясь и опускаясь по велению кулачкового вала. И даже если автомобиль оборудован системой управления фазами, все равно она воздействует на все клапаны одинаково. В качестве дальнейшего шага ФИАТ представил систему «Мультиэйр», в которой подъем каждого клапана компьютер рассчитывает индивидуально и реализует с помощью оригинальной электрогидравлической системы. В ней кулачок давит не на шток клапана, а на плунжер в неподвижной камере.

Масло передает это давление через короткую трубку на вторую камеру, поршень которой уже непосредственно опирается на шток клапана. Но есть в этой системе и свой электромеханический клапан, управляемый соленоидом. Если в его обмотке нет тока, то кулачковый вал и впускной клапан разобщены. А вот если подать на соленоид напряжение, то масло будет работать как твердое тело и передавать на клапан давление кулачка. В этом режиме (при полной мощности) работа двигателя ничем не отличается от обычной. При частичной нагрузке соленоид обесточивают раньше и соответственно впускной клапан закрывается под действием возвратной пружины.

Не вдаваясь в детали, отметим: система «Мультиэйр» дает возможность управлять впускными клапанами индивидуально и изменять как момент их открытия-закрытия, так и высоту подъема. При этом потребляемая соленоидами мощность невелика, ведь они лишь перекрывают масляную магистраль, а не создают давление. Максимальная мощность мотора с устройством «Мультиэйр» выросла на 10%, крутящий момент на низких оборотах увеличился на 15% благодаря лучшему наполнению цилиндров. Расход топлива, напротив, уменьшился на 10%.

И, наконец, выбросы окислов азота и углерода при прогреве двигателя снизились соответственно на 60 и 40%. Серийную премьеру «Мультиэйр» справит в бензиновых двигателях объемом 1,4 л, установленных под капотом «Альфы-МиТо». Но в перспективе ее будут ставить и на дизельные двигатели.

Электронаддув против дыма

Кто не чертыхался, попав в облако черного дыма, выбрасываемого иным дизельным грузовиком при троганье или переключении передач? Между тем, победить дым можно, если с самого начала разгона наддуть цилиндры мотора дополнительным воздухом. Вот только штатная турбина работает не от нуля, а начиная с определенной скорости вращения коленвала двигателя. Фирма «Контрол пауэр текнолоджиз» предложила свой выход из положения: дооборудование дизеля недорогим электрокомпрессором, которому глубоко безразличны обороты коленчатого вала и интенсивность выхлопа.

Встроенный под капот, он становится важнейшей составной частью VTES (Variable Torque Enchancement System) – гибкой системы увеличения крутящего момента. Причем необходимая электроника интегрирована в сам электрокомпрессор. А теперь несколько цифр. Насосное колесо компрессора раскручивается до 70 000 об/мин всего за 0,35 с, а эффективный наддув начинается и того раньше – уже через четверть секунды. Да, а что же с дымом? Выброс частиц при наборе оборотов уменьшился на 89%. Не знаем, как для носа, а для глаза это выражается в уменьшении коэффициента светопоглощения выхлопным облаком с 8,3 до 1,4%.