Вы все еще скептически относитесь к электромобилям на литий-ионных батареях и считаете, что они никогда не будут массовыми?
Тогда именно для таких, как вы шотландская компания Artemis из Эдинбурга создала невиданную доселе технологию, способную придать старому доброму ДВС второе дыхание.
Гидравлическая трансмиссия, если её установить в обычном автомобиле, снизит расход топлива не менее, чем вдвое! Забавно, что целью разработки было совсем не это, а, непонятное для нас россиян, снижение уровня выбросов углеводорода в атмосферу. Впрочем, эта цель тоже достигнута.
Согласно результатам официальных испытаний тестового автомобиля BMW 530i с гидравлической трансмиссией Digital Displacement, расход топлива в городском цикле снизился в два раза в сравнении с аналогичной моделью с МКПП. Этот выдающийся результат основан на базовой технологии Digital Displacement, создание которой потребовало около пятнадцати лет.
Как это работает?
Изюминка Digital Displacement – многоцилиндровая радиальная гидравлическая помпа-мотор с электронным управлением поршнями (на снимке). За счет электроники происходит мгновенное регулирование производительности каждого из поршней и переключение их из режима помпы в режим мотора. Каждый цилиндр имеет два управляемых клапана – для контуров высокого и низкого давления. Скорость открытия клапанов очень велика – несколько миллисекунд. Это позволяет очень точно регулировать давление в баке-аккумуляторе. Если оно начинает превышать оптимальный уровень, то рабочая жидкость их аккумулятора помогает вращать вал двигателя.
Агрегат устанавливается вокруг ведущего вала двигателя внутреннего сгорания. Его задача – нагнетание рабочей жидкости в бак-аккумулятор. Фактически, обычный мотор превращает механическую энергию в высокое давление жидкости. А уже потом, минуя механические связи, жидкость приводит в движение гидравлические моторы.
Гидравлический гибрид
Автомобильная трансмиссия Digital Displacement выглядит так: вместо карданного вала двигатель через простой редуктор вращает гидравлическую помпу-мотор Digital Displacement мощностью 200 кВт и суммарным рабочим объемом цилиндров 200 куб.см, соединенную с баком-аккумулятором. Из аккумулятора гидравлическая жидкость под большим давлением поступает в два основных гидростатических мотора (по одному на каждое ведущее колесо). Эти моторы связаны с колесами приводными валами. Бензиновый двигатель вообще не связан с колесами механически. Его задача – раскручивание помпы-мотора. Поэтому в любом режиме движения он работает на максимально экономичных оборотах. Как только бак-аккумулятор «наполняется» излишняя рабочая жидкость начинает помогать валу двигателя вращаться, снижая расход топлива.
При торможениях ведущие моторы работают в режиме регенерации энергии – они становятся насосами и нагнетают жидкость обратно в аккумулятор. За счет огромного давления автомобиль тормозит, а аккумулятор получает «бесплатную» дозу энергии! В принципе этот процесс очень похож на торможение двигателем – машина снижает скорость не за счет работы тормозных колодок, а за счет сопротивления массы.
Лучше электричества!
Главный инженер Artemis и её основатель Найалл Колдуэлл утверждает, что разработка превосходит по эффективности электрические автомобили. Во-первых, трансмиссия Artemis намного эффективнее в прерывистых режимах движения с частыми остановками и ускорениями, характерными для больших городов. Во-вторых, она намного дешевле в изготовлении, легче и надежней, чем электромотор с аккумулятором. В-третьих, ею можно оснащать обычные автомобили с ДВС. В-четвертых, гидравлический аккумулятор способен накапливать намного больше потенциальной энергии, чем самые продвинутые литиевые батареи.
Еще одно преимущество над гибридами типа Toyota Prius – высокая динамика автомобиля. Обычные гибриды не способны на длительный агрессивный режим движения так как при этом батарея не успевает заряжаться и сильно истощается. Короче говоря, на гибридах не «подожжешь». А гидравлическая технология компании Artemis понравится любителям уличных гонок — помпа-мотор очень быстро способна накапливать большой объем энергии в аккумуляторе, а затем также быстро передавать его на колеса.
По стоимости массовые автомобили оснащенные трансмиссией Artemis будут дешевле, чем нынешние гибриды. Колдуэлл уже продал лицензии на использование технологии Digital Displacement самым крупными компаниями в мире, занимающимися гидравлическими механизмами, Bosch Rexroth и Sauer-Danfoss APS. Первая будет разрабатывать серийную трансмиссию для легковых автомобилей, а вторая займется её применением в тяжелой строительной и сельскохозяйственной технике. По мнению Колдуэлла, в реальной жизни его разработки появятся в пределах семи – десяти лет.