Двадцать миллилитров солярки, пожалуйста!: диетический автомобиль

Двадцать миллилитров солярки, пожалуйста!: диетический автомобиль

Доктор наук из Онтарио Стив Лэпп относится к моей идее о двухлитровом автомобиле как к чему-то очевидному. «На своем гибридном автомобиле — Toyota Prius 2001 года выпуска — я проезжаю кое-какие участки именно с указанным вами расходом», — заявляет он. В чем тайна? Стив расположил солнечные батареи на крыше собственной автомобили, и они экономят ему горючее в погожие дни.

Отчего же Лэпп может достигнуть таковой экономии, а наибольшие производители машин нет?

Пообщавшись с авторитетными другими специалистами и автомобильными конструкторами, мы заключили , что создать обычный автомобиль, расходующий два литра бензина на 100 км, не так уж сложно.

Сбрасываем вес!

Топливная экономичность зависит в первую очередь от массы. Чем легче автомобиль, тем меньше и экономичней возможно его двигатель. Снижая массу автомобиля на 10%, мы уменьшаем расход горючего на 7%.

Путь намечен, но можем ли мы вынудить автомобиль скинуть пара сотен килограммов? Кузова большинства машин сейчас делают из стали, но кое-какие производители предпочитают более легкий алюминий. Последний, но, не так оптимален при ремонте и производстве.

Исходя из этого при разработке двухлитрового автомобиля мы остановимся на углепластике. Он легче алюминия и более чем в два раза легче стали. Не смотря на то, что у углепластика имеется недочёты — он дорог и непрост в обработке, мы готовы их забыть обиду: так впечатляет достигнутая в этом материале прочности и комбинация лёгкости. Неслучайно углепластик так популярен в автоспорте и у производителей дорогих скоростных машин.

Большая цена подробностей из углепластика разъясняется, например, высоким процентом и сложностями производства брака. Но в случае если количество производства достигнет отметки 50 000 кузовов в год, то цена маленького углепластикового кузова обещает упасть до $4000, другими словами станет приемлемой для продукта широкого потребления.

Позабытый сейчас концепт-кар GM Ultralite 1992 года, кузов которого был создан компанией Scaled Composites (той самой космической компанией, которая выстроила первый личный космический корабль SpaceShipOne), разрешил оценить впечатляющий потенциал новых легких материалов. Углепластиковый несущий кузов этого автомобиля с дверьми, передним и задним элементами и бамперами интерьера весил всего 180 кг, что разрешило снизить итоговую массу автомобили до 635 кг! Но машину возможно было бы сделать еще легче.

Один из самых тяжелых элементов кузова автомобиля — стекло. На единицу площади автомобильного кузова стеклянные поверхности выходят тяжелее металлических! Но мы можем ожидать революционных трансформаций в данной области: в течение ближайшего десятилетия на серийных машинах покажется поликарбонатное стекло, которое до тех пор пока употребляется для фонарей и фар. Посредством плазменного процесса узкий слой стекла будет наклеиваться на поликарбонатную базу.

Таким окнам не будут страшны ни скребки, которыми их очищают от льда, ни совокупности автоматической мойки, и наряду с этим они будут в два раза легче. Снизить вес возможно кроме этого посредством электроники и электрики. километры проводов и Метры кабелей, громоздкие блоки аудио-, видео- и навигационных совокупностей заменит узкий экран, что будет управлять всем этим хозяйством.

Наоборот, «подушки безопасности и ремни не додают большое количество веса», — вычисляет Грег Томас, эксперт отдела разработок компании Honda. Все компоненты современной удерживающей совокупности весят около десяти килограмм.

Правда — в колесах

Любой замысел понижения веса обязан учитывать влияние колес. шины и Диски вращаются, и это соответственно увеличивает влияние их массы в общем расчете топливной экономичности. Так как чтобы разогнать автомобиль, двигатель обязан преодолеть не только инерцию всей совокупности, включая колеса, но и раскрутить последние.

Исходя из этого в отечественном расчете возможно весьма условно вычислять, что вращение делает колеса в полтора раза тяжелее. А это значит, что, срезав по 2 кг с каждого колеса, четырехколесный автомобиль станет на 12 кг легче!

Английский производитель дисков Dymag выпустил очень легкое колесо с магниевой ступицей и углепластиковым внешним ободом. Эти диски на данный момент предлагают клиентам американских суперкаров Mosler. Такие колеса стоят на 40% дороже стандартных моделей, но каждое колесо на 5 кг легче. Для наилучшей топливной экономичности шины кроме этого должны иметь минимальный коэффициент сопротивления качению. Фавориты тут — так именуемые «зеленые» шины.

Благодаря применению в их составе кремнезема сопротивление качению снижено на 10%, что разрешает экономить 1−2% топлива. «В следующем десятилетии, — заверяет Бернар Дельма из европейского центра разработок компании Michelin, — коэффициент сопротивления будет приблизительно на 20% меньше, чем у сегодняшних моделей». А представьте себе шины, каковые в зависимости от прочих условий и дороги внешней среды будут машинально поменять давление! «Отечественная исследовательская несколько в Милане на данный момент именно прорабатывает эту разработку», — говорит Стив Карпино из Pirelli.

Красота спасёт горючее

Успешная с позиций аэродинамики форма — главной элемент высокой топливной экономичности, в особенности на скоростных автострадах. Так как с ростом скорости все большинство горючего идет на преодоление сопротивления воздуха.

Каплевидная форма, совершенная в аэродинамическом замысле, для повседневных поездок не подойдет. Создателям концепт-кара Mercedes Bionic удалось совместить два преимущества — просторный салон и отличную аэродинамику. В следствии автомобиль массой 1300 килограммов проезжает 100 километров автострады всего на трех литрах ДТ!

Сопротивление воздуха уменьшится, в случае если сделать переднюю часть автомобиля выше и уже. Изучения в аэродинамической трубе продемонстрировали кроме этого, что хорошая проработка формы дна дает отличных показателей, чем доведение до совершенства верхней части автомобиля. Задняя часть должна быть долгой и медлено сходящей на нет либо обрубленной — в противном случае поток воздуха будет создавать вакуум сзади автомобиля, что мешает двигаться вперед.

Кузов будет значительно лучше, в случае если запрятать под ним все четыре колеса. Дабы передние колеса имели возможность поворачиваться, нужно вынудить обтекатели поворачиваться вместе с ними. Вот еще возможность для понижения расхода горючего.

Продуманная мотор

и мощь 799 см³ на автомобильчике Smart FourTwo CDI — самый мелкий в мире турбодизель, устанавливаемый на машины. Он потребляет около 4 л/100 км. В случае если же объединить дизели с гибридной совокупностью в легком кузове, задача 2л/100 км станет выполнима.

Дизельная составляющая аналогичной гибридной установки уже прекрасно проработана, а вот у электрической — громадной потенциал. Нынешние гибриды применяют никель-металлогидридные (NiMH) аккумуляторная батареи, каковые не могут хранить много энергии. Литий-ионные батареи, каковые используются в современных ноутбуках и мобильных телефонах, были бы предпочтительней.

Они легче и владеют громадной емкостью. К сожалению, сегодняшние литий-ионные аккумуляторная батареи в 2−4 раза дороже никель-металлогидридных. Помимо этого, их жизненный цикл не хватает продолжителен, дабы соответствовать требованиям производителей машин.

К тому же их еще нужно охлаждать. В случае если же аккумулятор повредится, может появиться замыкание.

Согласно точки зрения экспертов, литий-ионные разработки готовься для применения в гибридных машинах лишь через 2−4 года. Значительное преимущество батарей пребывает в том, что они смогут заряжаться сходу от нескольких источников. К примеру, от сети и от солнечных батарей на крыше автомобиля.

Громадные солнечные батареи, как у Лэппа на его «Приусе», имеют ограниченное использование, но имеется и другие возможности. Energy Conversion Devices — одна из немногочисленных компаний, которая создала аморфный фотоэлектрический материал — узкую пленку, талантливую клеиться к любой поверхности. Так что в один раз все горизонтальные поверхности автомобиля смогут стать источниками энергии для его перемещения.

Зарядка батарей может кроме этого осуществляться при торможении всех четырех колес, как у гибридной Toyota Highlander, а не только двух, как у Prius. Применяя четырехколесную совокупность, возможно повысить топливную экономичность на 2% если сравнивать с двухколесными совокупностями.

Как добавочная мера — применение передовых изоляционных окон и материалов с электрохромовым (самозатемняющимся) покрытием предохраняет салон автомобиля от стремительного нагрева либо замерзания. Это помогло бы сократить потребление энергии совокупностью «климат-контроль».

Поболтаем о возможностях

Разумеется, что двухлитровая машина возможно спроектирована и выстроена. Но будут ли таковой автомобиль вправду производить? Подсчитав самостоятельно цена топливосберегающих ответов, мы заключили , что кроме того при массовом производстве он будет стоить не меньше $50 тысяч.

Так что только немногим водителям удастся окупить такие затраты. Но, трудясь над отечественным двухлитровым автомобилем, мы почувствовали, как автомобиль с мало громадным расходом горючего — 3−4 литра на 100 км. И такие автомобили уже существуют. Достаточно отыскать в памяти «трехлитровые» микролитражки Volkswagen Lupo и Audi A2. Действительно, они так и не нашли собственных клиентов, но у новых дизельных гибридов концерна PSA Peugeot Citroёn больше возможностей — они просторней и замечательнее при том же расходе горючего.

Ну а будущее двухлитрового автомобиля до тех пор пока остается под вопросом. Имеется материалы, имеется технологии, а ведущие производители машин знают, как создать такую машину. Но оптимистичную картину портит лишь одно звено — потребители. Мы пока не столь богаты, дабы ездить на сверхэкономичных машинах

Данный двухлитровый автомобиль

Цель была несложна — применяя материалы и сегодняшние технологии, создать четырехместную машину, потребляющую менее 2 л на 100 км при всех режимах перемещения. «А это вероятно?» — спросите вы. — Само собой разумеется! — «Дорого?» — Еще бы!

Кузов и шасси

Кузов из углепластика, композитных материалов и алюминия в два раза легче классического. Днище плоское с воздуховодами, каковые охлаждают аккумуляторы и двигатель. Кузов стоит на узких колесах и сужается позади — это сделано для понижения сопротивления воздуха.

Затраты: аэродинамически оптимизированный и легкий кузов — $4000−8000 (в два раза дороже классического металлического кузова). Польза: понижение расхода горючего на 35−50%.

Салон

Легкие и компактные сидения разрешают сделать кабину уже. Расположенный в центре круговой вентилятор снабжает пассажиров тёплым воздухом и холодным. Изоляционные панели снижают затраты на охлаждение и нагрев.

Затраты: легкие сидения — $500−800; изолирующие панели — $50−100. Польза: сидения — менее 0,5%; панели — 5−8%.

Купол

Купол сделан из поликарбонатного стекла. Фотоэлектрическая пленка на других поверхностях и крыше снабжает электричеством совокупность «климат-контроль» и подзаряжает аккумуляторная батареи. Стороны имеют электрохромное покрытие для изоляции салона от тёплых солнечных лучей.

Затраты: поликарбонатное стекло — $1600−3600, фотоэлектрическая пленка — $1000−1500. Польза: стекло — 3−4%; пленка — 5−10%.

Силовая установка

Главный источник энергии — трехцилиндровый «900-кубовый» турбодизельный двигатель. Он передает крутящий момент через вариатор на передние колеса. Высокомоментный электромотор спереди и мотор-генератор позади снабжают зарядку литий-ионных аккумуляторная батарей при торможении.

Затраты: дизельный двигатель — $2000−3000, гибридная совокупность с литий-ионными аккумуляторная батареями — $4000−8000. Польза: мотор — 30−40%; гибридная совокупность — 40−80%.

Электроника

Центральная шина питает измерительные и контрольные устройства. Световые устройства светодиодные. Мелкие широкоугольные камеры вместо классических зеркал заднего вида. Затраты: центральная шина — $500−1000.

ПОЛЬЗА 1−2%.

колеса и Подвеска

Пневмоподвеска с углепластиковыми и алюминиевыми рычагами, зелёные шины и «лёгкие» диски. Затраты: подвеска — $400−800; диски — $2500; шины — $150−400. Польза: подвеска -1−2%; диски — 2−4%, шины — 2−4%.

Подсчитаем итог

В случае если производить данный автомобиль тиражом хотя бы 50 000 в год, топливосберегающие ответы добавят $17−30 тысяч к его стоимости (не учитывая стоимости производства и платы за труд. Честно напомним, что отечественная машина отличается скромной небольшим объёмом и динамикой багажника. Итоговая цена: $50−60 тысяч.

Но, комбинация всех этих ответов разрешит автомобилю на некоторых режимах расходовать менее 1 л на 100 км.

Статья размещена в издании «Популярная механика» (№47, сентябрь 2006).

Диетический салат/ Parhez salat


Темы которые будут Вам интересны: