Кто победит в борьбе за автолюбителя?

24 Мар 2017

Кто победит в борьбе за автолюбителя?

Согласно мировой практике, государственные инициативы в сфере автотранспорта одновременно нацелены на стимулирование экологически чистого транспорта и повышение топливной эффективности двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Правительственные субсидии и научно-технический прогресс определяют рост конкурентоспособности как традиционных автомобилей, так и моделей на альтернативных топливах. 

Мария Белова, директор по исследованиям, Александр Былкин, старший консультант, Екатерина Колбикова, аналитик (VYGON Consulting)

Когда и при каких условиях "зелёные" транспортные средства смогут конкурировать с традиционной бензиновой машиной? Произойдёт ли это до окончания действия субсидий или электромобиль будет вытеснен другими технологиями? Получив ответ на эти вопросы, можно с достаточно высокой точностью оценить дальнейшую траекторию развития данных ТС. 

Развитие технологий происходит под воздействием возрастающих требований рынка. Потребители становятся более взыскательными и делают выбор в пользу наиболее совершенных и продвинутых автомобилей. Автопроизводители, вынужденные соответствовать требованиям покупателей и органов власти, выпускают всё более экономичные машины.

За последние 20 лет средние расходы топлива для бензиновых и дизельных модификаций личного транспорта сократились на 26-30%. Лёгкие грузовики стали потреблять на 18% меньше бензина и на 25% дизеля. А тяжёлые дизельные грузовики теперь экономичнее на 20%. НТП работает в двух основных направлениях: увеличение КПД двигателя и оптимизация эффективности его использования.

Среди технологий, увеличивающих КПД двигателя, можно отметить следующие:

  • сокращение потерь на трение. Достигается за счёт более точной подгонки трущихся деталей двигателя, а также благодаря использованию более совершенных смазочных материалов. Все производители пытаются внедрять подобные новшества, но потенциал здесь практически исчерпан;
  • повышение степени сжатия двигателя за счёт изменения геометрии камеры сгорания, что приводит к более эффективному сжиганию смеси. Лишь малая часть производителей идёт этим путём из-за дороговизны и сравнительно небольшой эффективности данной технологии;
  • непосредственный впрыск топлива в камеру сгорания. Это обеспечивает более полное и эффективное сгорание топлива. Популярность этой технологии растёт;
  • внедрение турбонаддува. Задача изменения количества поступающего в двигатель воздуха в широких пределах решается за счёт установки турбонагнетателя. Реже – менее эффективного механического нагнетателя или их сочетания. Турбина благодаря использованию энергии выхлопных газов нагнетает в двигатель воздух под давлением выше атмосферного, позволяя одновременно получить больше мощности при меньшем количестве сжигаемого топлива. Система турбонаддува также позволяет регулировать мощность в широких пределах, тем самым помогая оптимизировать работу двигателя и сократить расход топлива. Турбонаддувом сейчас оснащаются практически все дизельные двигатели;
  • совершенствование газораспределительного механизма. Прежде всего, это использование изменяемых фаз газораспределения, что помогает варьировать время открытия впускных или выпускных клапанов для оптимизации сгорания топлива в зависимости от оборотов двигателя;
  • применение более двух клапанов на один цилиндр. Давно известная технология, позволяющая сжигать топливо более эффективно. Практически все автомобили, кроме самых бюджетных, сейчас оснащаются четырьмя клапанами на цилиндр.

Для наилучшего использования производимой двигателем энергии внедряются следующие новшества:

  • сокращение потерь на трение в трансмиссии. Разработки в этом направлении ведутся всеми без исключения производителями, так как потери в трансмиссии составляют порядка 15% мощности двигателя. Использование переднего привода вместо заднего или полного, а также применение антифрикционных материалов в конструкциях механизмов и их смазки, помогают снизить трансмиссионные потери;
  • многоступенчатые и бесступенчатые коробки передач. Увеличение количества ступеней в КПП или использование бесступенчатых коробок-вариаторов призвано помочь двигателю работать на оборотах максимальной эффективности. ДВС имеет переменную мощность, разный момент и расход топлива при различных оборотах, часть из которых характеризуется экономичностью, а часть максимальной отдачей мощности. Бесступенчатая трансмиссия призвана удерживать обороты в зоне наивысшей эффективности для выбранного режима движения, помогая тем самым оптимально использовать топливо. Однако устаревшие КПП всё ещё масштабно применяются из соображений экономии;
  • отключение части цилиндров. Для двигателей с большим объёмом применяется система деактивации части цилиндров во время перемещения без значительных ускорений. Это новшество сравнительно просто в эксплуатации и находит всё большее распространение, хотя и не слишком эффективно;
  • система старт-стоп. Она автоматически глушит двигатель при остановке и заводит при касании акселератора;
  • снижение лобового сопротивления. Обтекаемые автомобили пришли на смену угловатым не только в результате смены моды, но, главным образом, для достижения минимального сопротивления воздуху при движении. Благодаря продуманной аэродинамике современные машины заметно экономичнее своих предшественников;
  • покрышки низкого сопротивления. Колёса автомобиля спроектированы таким образом, чтобы обеспечить уверенное сцепление с дорогой при достаточном комфорте. Излишне эластичная покрышка поглощает часть передаваемой на неё мощности, за счёт чего повышается расход топлива. Современные шины позволяют минимизировать потери энергии, имея положительное влияние на расход топлива;
  • гибридные двигатели. Традиционные не подзаряжаемые гибриды позволяют сократить расход топлива до двух раз за счёт совместной работы ДВС и электродвигателя. 

Такая работа силовых установок в сочетании с высокотехнологичной трансмиссией, аккумуляторным блоком и системой рекуперации тормозной энергии позволяет дозированно и максимально эффективно использовать ДВС. Благодаря этому и достигаются высокие результаты в экономии топлива. Гибридные автомобили достаточно дороги, поэтому не получили широкого распространения. Тем не менее, они длительное время существуют как самостоятельный продукт без государственного субсидирования.

Многие технологии сочетаются друг с другом, позволяя достичь впечатляющих результатов в экономии топлива. В результате, если сравнить традиционный для середины 1990-х годов автомобиль с 8-клапанным двигателем на механике и современный аналог с малообъёмным турбодвигателем и 6-ступенчатой АКПП, то 30-процентная разница в расходе топлива уже не кажется такой невероятной.

Полный текст читайте в №3 "Нефти России"

© Информационно-аналитический журнал "Нефть России", 2017. editor@neftrossii.ru 18+
Все права зарегистрированы. Любое использование материалов допускается только с согласия редакции.
Зарегистрирован Федеральной службой по надзору в сфере связи и массовых коммуникаций 30 апреля 2013 года.
Свидетельство о регистрации средства массовой информации – ЭЛ № ФС 77 - 53963.
Дизайн сайта – exdesign.su