Центр Лос-Анджелеса — это зверь. В пятницу днем улицы забиты людьми, пытающимися выбраться из города, что лишь усугубляет пробки. Это похоже на ажиотаж перед распродажей в Черную пятницу, только с большим количеством выхлопных газов и меньше покупок.
Вы полагаетесь на метро. Оно надежное. Вы идете до станции, уворачиваясь от такси и пробираясь сквозь поток машин как профессионал. Вы чувствуете ритм. Вы доходите до угла. Осталось перейти одну последнюю улицу. Вы делаете шаг.
Гудок оглушает.
Honda Civic со скрежетом тормозов останавливается в десяти футах от ваших пальцев ног. Вы отшатываетесь. Ваше сердце колотится. Вы не видели, что он приближается. Вы не слышали его. Вы думали, что припаркованная там машина пуста. Она не была пуста.
Honda Civic Hybrid.
Двигатель работает только тогда, когда это необходимо. Вот в чем подвох. Вы попали в слепую зону, потому что машина была бесшумной. В этом заключается опасность тихой эффективности. Гибридные автомобили не выглядят иначе. Они стоят в пробке, как и любые другие седаны. Но электрические компоненты меняют правила игры.
Секрет Honda заключается в том, как она управляет мощностью. Чтобы понять, почему этот Civic было так трудно заметить, нужно разобраться в системе Integrated Motor Assist (IMA). Это не просто двигатель. Это танец между бензином и электричеством. И в хаосе лос-анджелесского трафика эта тишина смертельно опасна.
Механика преимущества гибрида
Civic Hybrid использует специфическую конструкцию. Он сочетает стандартный двигатель внутреннего сгорания с электромотором. Электромотор помогает бензиновому двигателю. Он не заменяет его полностью. Это система Integrated Motor Assist.
Honda разработала ее для повышения топливной экономичности без потери производительности. Электромотор обеспечивает крутящий момент на низких скоростях. Именно здесь важна эффективность. Пробуксовка и остановка убивают расход топлива. Гибридная система смягчает этот эффект.
Когда вы плавно разгоняетесь, электромотор берет на себя основную нагрузку. Бензиновый двигатель остается выключенным. Машина бесшумна. Вот почему вы не услышали ее. Водитель тоже не услышал. Система включается автоматически. Вы чувствуете толчок. Вы не слышите рева.
Бензиновый двигатель включается, когда вам нужна большая мощность. Или когда батарею нужно зарядить. Это не подключаемый гибрид. Вы не можете заряжать его от внешней сети. Система рекуперативного торможения заряжает батарею во время движения. Торможение захватывает энергию. Эта энергия позже питает электромотор.
Этот цикл повторяется постоянно. Система решает, какой источник питания использовать. Она умная. Она эффективная. Но она также тихая. В шумном городе тишина сливается с окружением. Civic становится призрачной машиной.
Почему тишина является проблемой безопасности
Пешеходы полагаются на звук. Машины объявляют о своем приближении. Рычание двигателя. Гул шин. Гудок. Гибриды нарушают это. Они незаметны. Это не недостаток. Это особенность. Но она создает опасность.
Вы вышли на улицу, потому что машина была бесшумной. Вы предположили, что она припаркована. Вы ошиблись. Водитель увидел вас слишком поздно. Тормоза заскрипели. Машина остановилась в нескольких дюймах от вашей ноги.
Это реальность распространения гибридов. Больше бесшумных машин на дорогах. Меньше звуковых сигналов для пешеходов. Национальное управление безопасности дорожного движения США изучило этот вопрос. Они предупреждают об увеличении числа аварий на пешеходных переходах. Пешеходы не слышат приближающиеся гибриды.
Honda знает об этом. Они не проектировали систему IMA такой опасной. Они проектировали ее такой эффективной. Тишина — это побочный эффект технологии. Но у этого побочного эффекта есть последствия.
Вам нужно
Механическое сердце Civic Hybrid
Если бы вы вынули двигатели из обычного Civic и Civic Hybrid и расположили их рядом, сходства исчезли бы за пределами маховика. В гибридной версии традиционный маховик заменен электродвигателем, жестко закрепленным непосредственно на коленчатом валу. Это не просто дополнительная опция. Это основа системы IMA (Integrated Motor Assist — интегрированная система помощи электромотора).
Созданный с использованием высокоплотных катушечных обмоток и мощных магнитов, этот двигатель выполняет функции стартера, системы помощи в тяге и генератора. Это компактное инженерное решение берет на себя основную работу, когда бензиновому двигателю требуется отдых.
Магия заключается во взаимодействии электродвигателя и двигателя внутреннего сгорания. Система IMA от Honda не просто добавляет мощность. Она подменяет электрическим крутящим моментом мощность бензинового двигателя в определенных условиях. Мы подробно рассмотрим эти сценарии чуть позже, но пока важно знать, что источником энергии является никель-металлгидридный (NiMH) аккумуляторный блок. Этот аккумулятор не требует подключения к розетке. Он заряжается сам за счет рекуперативного торможения. Когда вы отпускаете педаль газа или нажимаете на тормоз, электродвигатель меняет свою роль. Он становится генератором, захватывая кинетическую энергию, которая в противном случае исчезла бы в виде тепла, и запасая ее для последующего использования.
Под капотом: Характеристики и инженерия
Возможно, вы задаетесь вопросом, что именно определяет гибридный автомобиль. Чем он отличается от обычного автомобиля для ежедневных поездок? Короткий ответ: мало чем с точки зрения ощущений при вождении, но всем под капотом. Гибрид, такой как Civic или Toyota Prius, сочетает в себе двигатель внутреннего сгорания и электрическую тягу. Они работают в тандеме. Водитель редко замечает момент переключения.
Давайте посмотрим на модель 2009 года. Она оснащена силовой установкой Honda четвертого поколения, сочетающей бензиновый и электрический приводы. Как и вся линейка Honda, она использует рядный 4-цилиндровый двигатель. Но этот двигатель оснащен усовершенствованной версией знаменитой системы VTEC, названной i-VTEC (intelligent-VTEC — интеллектуальная система изменения фаз газораспределения).
Большинство автомобилей имеют двухступенчатое управление фазами газораспределения. У этого двигателя их три: низкие обороты, высокие обороты и холостой ход. Каждый этап использует свой набор коромысел, управляемых компьютером двигателя. ЭБУ (электронный блок управления) в реальном времени отслеживает различные параметры, регулируя профили распределительных валов, чтобы извлечь максимальную эффективность без потери мощности.
Есть еще один трюк в рукаве. Когда автомобиль стоит на холостом ходу или замедляется, компьютер отключает и герметизирует камеры сгорания в каждом цилиндре. Это снижает насосные потери. Это увеличивает топливную эффективность примерно на 10 процентов по сравнению с двигателем первого поколения Civic Hybrid.
Honda также уделяла особое внимание трению. Поршни изготовлены из литого алюминия. Они мало расширяются при нагреве. Меньшее расширение означает меньшее трение о стенки цилиндров даже при экстремальных температурах. Стенки цилиндров имеют платообразную hone-обработку для лучшего уплотнения. Поршневые кольца ионно-плакированы. Результатом является исключительно плавная работа.
Мощность передается на передние колеса через бесступенчатую трансмиссию (CVT). 1,3-литровый двигатель выдает 110 лошадиных сил и 123 фунт-фута (167 ньютон-метров) крутящего момента.
Цифры рассказывают настоящую историю. Civic Hybrid расходует 40 миль на галлон в городе и 45 миль на галлон на шоссе. Для сравнения, у обычного Civic эти показатели составляют 26 миль на галлон в городе и 34 мили на галлон на шоссе. Это значительная разница. Прирост эффективности не просто теоретический. Он измерим в каждом галлоне топлива.
Эталон: Honda Insight
Эффективность не нова для Honda. Она заложена в их ДНК. Возьмем оригинальный Honda Insight. Еще в 1999 году Honda бросила вызов автомобильным журналистам в тесте на топливную экономичность. Маршрут составлял 195 миль от Колумбуса, штат Огайо, до Детройта, штат Мичиган.
За руль сел Car & Driver. Они двигались в аэродинамическом следе за огромным Ford Excursion, чтобы минимизировать сопротивление воздуха. В среднем со скоростью 58 миль в час они показали ошеломляющий результат — 121,7 мили на галлон. Это была аномалия. Демонстрация того, что происходит, когда вы убираете лишний вес и аэродинамическое сопротивление.
Но Civic Hybrid не пытается быть Insight. Он пытается быть практичным. Он пытается доказать, что вам не нужен трехколесный капсульный автомобиль, чтобы экономить топливо. Вам нужна просто умная инженерия.
Итак, каково это — управлять им? Цифры на бумаге не передают ощущения от вождения. Настоящим испытанием является переход между электрическим и бензиновым приводами. Резкий ли он? Плавный ли? Ощущается ли автомобиль живым, или он кажется просто прибором?
Это следующий вопрос. И именно он имеет наибольшее значение, когда вы сидите за рулем.
Как на самом деле работает система Honda Civic Hybrid IMA
Вспомните последний раз, когда вы управляли обычным бензиновым гольф-каром. Вы знаете этот процесс. Вы сидите, двигатель молчит, пока вы не нажмете на педаль акселератора. Затем — бах! — двигатель оживает. Он не работает постоянно, пока вы катите мяч по зеленому полю. Он включается только тогда, когда вы требуете мощности.
Это простая, но удивительно точная аналогия того, что происходит под капотом гибрида, такого как Honda Civic Hybrid.
Конечно, это не совсем то же самое. Civic гораздо сложнее. В нем используются электродвигатель, датчики и программное обеспечение. Но основная философия «работать только по мере необходимости» идентична. Секретный ингредиент здесь — система Integrated Motor Assist (IMA). Именно она связывает стандартный двигатель внутреннего сгорания с полностью электрическим автомобилем.
Ниже подробно описано, как двигатель i-VTEC и электродвигатель делят нагрузку в зависимости от того, что вы делаете с автомобилем.
На холостом ходу и при старте
Когда вы стоите на светофоре или в пробке, бензиновый двигатель выключен. Топливо не расходуется. Он просто простаивает.
Когда вы нажимаете педаль газа, чтобы тронуться, в дело вступает электродвигатель. Он выводит Civic Hybrid из зоны остановки. По мере набора скорости автомобиль бензиновый двигатель «просыпается». Но он не просто резко набирает обороты. Он переключается на режим низких оборотов с изменяемым фаз газораспределения, оптимизированный для эффективности. Электродвигатель помогает толкать, двигатель оказывает поддержку, и вы двигаетесь с минимальными усилиями.
Резкое ускорение
Нужно обогнать грузовик? Нажмите на педаль в пол.
Система переключает режимы. Двигатель переходит в режим высоких оборотов с изменяемым фаз газораспределения для максимальной мощности. Электродвигатель не отключается; он добавляет крутящий момент, помогая двигателю выйти из «ямы». Именно здесь проявляется преимущество гибрида. Вы получаете мощь более крупного двигателя, не платя за это постоянным перерасходом топлива из-за его работы на высоких нагрузках постоянно.
Движение на низких скоростях
Здесь становится интересно. Если вы ползете через парковку или едете в пробке на низких скоростях, бензиновый двигатель может полностью выключиться.
Камеры сгорания герметизированы. Поршни неподвижны. Автомобиль буксируется исключительно электродвигателем. Это бесшумно. Это экологично. И это заставляет гибридный автомобиль ощущаться не как машина, а как сложное бытовое устройство.
Рекуперативное торможение
Вам не нужно ничего делать специально. Нет кнопки для включения «режима рекуперации». Просто отпустите педаль акселератора или слегка нажмите на тормоз.
Когда автомобиль замедляется, двигатель снова отключается. Электродвигатель меняет полярность. Вместо того чтобы потреблять энергию от батареи для вращения колес, он использует инерцию автомобиля для генерации электричества. Эта энергия возвращается и накапливается в аккумуляторной батарее. По сути, вы перерабатываете собственную кинетическую энергию.
Ощущения водителя
Прелесть системы IMA в том, что она незаметна. Вы не чувствуете переключений. Вы не слышите, как двигатель дергается при включении и выключении, что могло бы нарушить погружение в процесс. Программное обеспечение так плавно управляет переключением между электрическим и бензиновым приводом, что вы просто едете.
Это ощущается нормально. Автомобиль ведет себя нормально. Но вы экономите топливо.
Если вы хотите глубже разобраться в том, как эта технология сравнивается с другими гибридами на рынке или как она соотносится с Ford Fusion Hybrid или Toyota Prius, в интернете доступно множество дорожных тестов и технических обзоров. Основная концепция остается неизменной: используйте электричество для черновой работы, бензин — для тяжелой нагрузки, а остальное доверьте компьютеру.
