Центр Лос-Анджелеса – це звір. У п’ятницю вдень вулиці забиті людьми, які намагаються вибратися з міста, що лише посилює пробки. Це схоже на ажіотаж перед розпродажем у Чорну п’ятницю, тільки з великою кількістю вихлопних газів та менше покупок.
Ви покладаєтеся на метро. Воно надійне. Ви йдете до станції, ухиляючись від таксі і пробираючись крізь потік машин як професіонал. Ви відчуваєте ритм. Ви доходите до кута. Залишилось перейти одну останню вулицю. Ви робите крок.
Гудок приголомшує.
Honda Civic зі скреготом гальм зупиняється за десять футів від ваших пальців ніг. Ви відсахуєтесь. Ваше серце б’ється. Ви не бачили, що він наближається. Ви не чули його. Ви думали, що припаркована там машина пуста. Вона була порожня.
Honda Civic Hybrid.
Двигун працює лише тоді, коли це необхідно. Ось у чому каверза. Ви потрапили до сліпої зони, тому що машина була безшумною. У цьому полягає небезпека тихої ефективності. Гібридні автомобілі не виглядають інакше. Вони стоять у пробці, як і будь-які інші седани. Але електричні компоненти змінюють правила гри.
Секрет Honda полягає у тому, як вона керує потужністю. Щоб зрозуміти, чому цей Civic було важко помітити, потрібно розібратися в системі Integrated Motor Assist (IMA). Це не просто двигун. Це танець між бензином та електрикою. І в хаосі лос-анджелеського трафіку ця тиша смертельно небезпечна.
Механіка переваги гібрида
Civic Hybrid використовує специфічну конструкцію. Він поєднує стандартний двигун внутрішнього згоряння із електромотором. Електродвигун допомагає бензиновому двигуну. Він не замінює її повністю. Це система Integrated Motor Assist.
Honda розробила її підвищення паливної економічності без втрати продуктивності. Електромотор забезпечує момент, що крутить, на низьких швидкостях. Саме тут важлива ефективність. Пробуксовування та зупинка вбивають витрату палива. Гібридна система пом’якшує цей ефект.
Коли ви плавно розганяєтеся, електромотор перебирає основне навантаження. Бензиновий двигун залишається вимкненим. Машина безшумна. Ось чому ви її не почули. Водій також не почув. Система вмикається автоматично. Ви відчуваєте поштовх. Ви не чуєте реву.
Бензиновий двигун включається, коли вам потрібна велика потужність. Або коли батарею потрібно зарядити. Це не підключається гібрид. Ви не можете заряджати його від зовнішньої мережі. Система рекуперативного гальмування заряджає батарею під час руху. Гальмування захоплює енергію. Ця енергія пізніше живить електромотор.
Цей цикл постійно повторюється. Система вирішує, яке джерело живлення використати. Вона розумна. Вона ефективна. Але вона також тиха. У галасливому місті тиша зливається з оточенням. Civic стає примарною машиною.
Чому тиша є проблемою безпеки
Пішоходи покладаються на звук. Машини повідомляють про своє наближення. Гарчання двигуна. Гул шин. Гудок. Гібриди порушують це. Вони непомітні. Це не брак. Це особливість. Але вона створює небезпеку.
Ви вийшли надвір, бо машина була безшумною. Ви припустили, що вона припаркована. Ви помилились. Водій побачив вас надто пізно. Гальма заскрипіли. Машина зупинилася за кілька дюймів від вашої ноги.
Це реальність поширення гібридів. Більше безшумних машин на дорогах. Менше звукових сигналів для пішоходів. Національне управління безпеки дорожнього руху США вивчило це питання. Вони попереджають про збільшення кількості аварій на пішохідних переходах. Пішоходи не чують гібриди, що наближаються.
Honda знає про це. Вони не проектували систему IMA такою небезпечною. Вони проектували її такою ефективною. Тиша – це побічний ефект технології. Але цей побічний ефект має наслідки.
Вам потрібно
Механічне серце Civic Hybrid
Якби ви вийняли двигуни зі звичайного Civic та Civic Hybrid і розташували їх поряд, подібності зникли б за межами маховика. У гібридній версії традиційний маховик замінений електродвигуном, жорстко закріпленим безпосередньо на колінчастому валу. Це не просто додаткова опція. Це основа системи IMA (Integrated Motor Assist – інтегрована система допомоги електродвигуна).
Створений з використанням високощільних котушкових обмоток та потужних магнітів, цей двигун виконує функції стартера, системи допомоги в тязі та генератора. Це компактне інженерне рішення перебирає основну роботу, коли бензиновому двигуну потрібен відпочинок.
Магія полягає у взаємодії електродвигуна та двигуна внутрішнього згоряння. Система IMA від Honda не просто додає потужності. Вона підміняє електричним моментом, що крутить, потужність бензинового двигуна в певних умовах. Ми докладно розглянемо ці сценарії трохи пізніше, але поки що важливо знати, що джерелом енергії є нікель-металгідридний (NiMH) акумуляторний блок. Цей акумулятор не вимагає підключення до розетки. Він заряджається за рахунок рекуперативного гальмування. Коли ви відпускаєте педаль газу або натискаєте на гальмо електродвигун змінює свою роль. Він стає генератором, захоплюючи кінетичну енергію, яка інакше зникла б у вигляді тепла, і запасаючи її для подальшого використання.
Під капотом: Характеристики та інженерія
Можливо, ви ставите питання, що саме визначає гібридний автомобіль. Чим вона відрізняється від звичайного автомобіля для щоденних поїздок? Коротка відповідь: мало чим з погляду відчуттів при водінні, але всім під капотом. Гібрид, такий як Civic або Toyota Prius, поєднує в собі двигун внутрішнього згоряння та електричну тягу. Вони працюють у тандемі. Водій рідко зауважує момент перемикання.
Погляньмо на модель 2009 року. Вона оснащена силовою установкою Honda четвертого покоління, що поєднує бензиновий та електричний приводи. Як і вся лінійка Honda, вона використовує рядний 4-циліндровий двигун. Але цей двигун оснащений удосконаленою версією знаменитої системи VTEC, яка називається i-VTEC (intelligent-VTEC — інтелектуальна система зміни фаз газорозподілу).
Більшість автомобілів мають двоступінчасте керування фазами газорозподілу. У цього двигуна їх три: низькі обороти, високі обороти та холостий хід. Кожен етап використовує свій набір коромисел, керованих комп’ютером двигуна. ЕБУ (електронний блок управління) у реальному часі відстежує різні параметри, регулюючи профілі розподільних валів, щоб отримати максимальну ефективність без втрати потужності.
Є ще один трюк у рукаві. Коли автомобіль стоїть на холостому ходу або сповільнюється, комп’ютер відключає та герметизує камери згоряння у кожному циліндрі. Це знижує насосні втрати. Це збільшує ефективність палива приблизно на 10 відсотків порівняно з двигуном першого покоління Civic Hybrid.
Honda також приділяла особливу увагу тертю. Поршні виготовлені з литого алюмінію. Вони мало розширюються при нагріванні. Найменше розширення означає менше тертя стінки циліндрів навіть при екстремальних температурах. Стінки циліндрів мають платоподібну hone-обробку для кращого ущільнення. Поршневі кільця іонно-плаковані. Результатом є лише плавна робота.
Потужність передається на передні колеса через безступінчасту трансмісію (CVT). 1,3-літровий двигун видає 110 кінських сил і 123 фунт-фути (167 ньютон-метрів) моменту, що крутить.
Цифри розповідають справжню історію. Civic Hybrid витрачає 40 миль на галон у місті та 45 миль на галон на шосе. Для порівняння, у звичайного Civic ці показники становлять 26 миль на галон у місті та 34 милі на галон на шосе. Це є значною різницею. Приріст ефективності непросто теоретичний. Він виміряємо у кожному галоні палива.
Еталон: Honda Insight
Ефективність не нова для Honda. Вона закладена у їх ДНК. Візьмемо оригінальний Honda Insight. Ще 1999 року Honda кинула виклик автомобільним журналістам у тесті на паливну економічність. Маршрут становив 195 миль від Колумбуса, штат Огайо до Детройта, штат Мічиган.
За кермо сів Car&Driver. Вони рухалися в аеродинамічному сліді за величезним Ford Excursion, щоб мінімізувати опір повітря. У середньому зі швидкістю 58 миль на годину вони показали приголомшливий результат – 121,7 милі на галон. То була аномалія. Демонстрація того, що відбувається, коли ви прибираєте зайву вагу та аеродинамічний опір.
Але Civic Hybrid не намагається бути Insight. Він намагається бути практичним. Він намагається довести, що вам не потрібний триколісний капсульний автомобіль, щоб заощаджувати паливо. Вам потрібна розумна інженерія.
Отже, як це керувати ним? Цифри на папері не передають відчуття водіння. Справжнім випробуванням є перехід між електричним та бензиновим приводами. Чи різкий він? Чи плавний? Чи відчувається автомобіль живим, чи він здається просто приладом?
Це таке питання. І саме він має найбільше значення, коли ви сидите за кермом.
Як насправді працює система Honda Civic Hybrid IMA
Згадайте останній раз, коли ви керували звичайним бензиновим гольф-каром. Ви знаєте цей процес. Ви сидите, двигун мовчить, доки ви не натиснете на педаль акселератора. Потім – бах! – Двигун оживає. Він не працює постійно, поки ви котите м’яч зеленим полем. Він включається лише тоді, коли ви потребуєте потужності.
Це проста, але напрочуд точна аналогія того, що відбувається під капотом гібрида, такого як Honda Civic Hybrid.
Звичайно, це не зовсім те саме. Civic набагато складніше. У ньому використовуються електродвигун, датчики та програмне забезпечення. Але основна філософія «працювати лише за необхідності» ідентична. Секретний інгредієнт тут – система Integrated Motor Assist (IMA). Саме вона пов’язує стандартний двигун внутрішнього згоряння із повністю електричним автомобілем.
Нижче описано, як двигун i-VTEC і електродвигун ділять навантаження залежно від того, що ви робите з автомобілем.
На холостому ходу і при старті
Коли ви стоїте на світлофорі або в пробці, бензиновий двигун вимкнено. Паливо не витрачається. Він просто простоює.
Коли ви натискаєте педаль газу, щоб рушити, у справу входить електродвигун. Він виводить Civic Hybrid із зони зупинки. У міру набору швидкості автомобіль бензиновий двигун “прокидається”. Але він не просто різко набирає обертів. Він перемикається на режим низьких оборотів із змінним фаз газорозподілу, оптимізований для ефективності. Електродвигун допомагає штовхати, двигун надає підтримку і ви рухаєтеся з мінімальними зусиллями.
Різке прискорення
Потрібно обігнати вантажівку? Натисніть на педаль у підлогу.
Система перемикає режими. Двигун переходить у режим високих оборотів із змінним фаз газорозподілу для максимальної потужності. Електродвигун не вимикається; він додає крутний момент, допомагаючи двигуну вийти з «ями». Саме тут проявляється перевага гібриду. Ви отримуєте потужність більшого двигуна, не платячи за це постійним перевитратою палива через його роботу на високих навантаженнях постійно.
Рух на низьких швидкостях
Тут цікаво. Якщо ви повзете через парковку або їдете у пробці на низьких швидкостях, бензиновий двигун може повністю вимкнутись.
Камери згоряння герметизовані. Поршні нерухомі. Автомобіль буксирується виключно електродвигуном. Це безшумно. Це екологічно. І це змушує гібридний автомобіль відчуватися не як машина, а як складний побутовий пристрій.
Рекуперативне гальмування
Вам не потрібно нічого робити спеціально. Немає кнопки для включення режиму рекуперації. Просто відпустіть педаль акселератора або злегка натисніть на гальмо.
Коли автомобіль сповільнюється, двигун знову вимикається. Електродвигун змінює полярність. Замість споживати енергію від батареї для обертання коліс, він використовує інерцію автомобіля для генерації електрики. Ця енергія повертається та накопичується в акумуляторній батареї. По суті ви переробляєте власну кінетичну енергію.
Відчуття водія
Краса системи IMA в тому, що вона непомітна. Ви не відчуваєте перемикань. Ви не чуєте, як двигун смикається при включенні та вимкненні, що могло б порушити занурення у процес. Програмне забезпечення так плавно керує перемиканням між електричним та бензиновим приводом, що ви просто їдете.
Це відчувається нормально. Автомобіль поводиться нормально. Але ви заощаджуєте паливо.
Якщо ви хочете глибше розібратися в тому, як ця технологія порівнюється з іншими гібридами на ринку або як вона співвідноситься з Ford Fusion Hybrid або Toyota Prius, в інтернеті є безліч дорожніх тестів і технічних оглядів. Основна концепція залишається незмінною: використовуйте електрику для чорнової роботи, бензин для важкого навантаження, а решту довірте комп’ютеру.
