SOS
Организатор Клуба
Honda FCX: вверх по течению
Появление принципиально новых двигателей можно отнести к наиболее значительным проявлениям прогресса. Ведь сколь бы ни удивлялись мы изощренным техническим решениям современных автомобилей, а колеса их крутятся по тем же законам, что и у телег древних шумеров пять тысяч лет назад. Да и ДВС, качественно улучшаясь год от года, подчиняется все тому же описанному в 1824 году французским инженером Карно термодинамическому циклу.
Перед заправкой водородом автомобиль требуется заземлять
«Мы плывем вверх по течению, борясь с огромным потоком дезорганизованности, который по второму закону термодинамики стремится свести мир к тепловой смерти — всеобщему равновесию и одинаковости...» — так писал знаменитый математик Норберт Винер. Как вы помните, второй закон термодинамики ставит крест на мечте о создании вечного двигателя. Согласно ему теплота передается от нагретого тела к более холодному и не может переходить в обратном направлении без совершения дополнительной работы. И отрицательные последствия этого закона может максимально нивелировать разве что повышение к.п.д. силового агрегата. Новейший многоклапанный двигатель с изменяемыми фазами и электронным управлением — против архаики одноцилиндрового мотора Николауса Отто. Наверное, такую точку зрения можно было бы считать оптимистической. На самом деле проблема куда шире. Сторонники прогресса считают, что для него нет предела в будущем, чем поневоле затрагивают вопрос вечности и, как ни парадоксально, вступают в противоречие со вторым законом термодинамики. Вопрос об энтропии, иначе, о саморазрушении системы под воздействием внешних и внутренних факторов, встает тем острее, чем дальше развивается прогресс. В двигателе внутреннего сгорания на заре века видели источник улучшения человеческого существования, теперь же мы напуганы миллионами тонн вредных выбросов в атмосферу, ростом аварийности, истощением углеводородных ресурсов, наконец. Мы возлагаем теперь надежды на автомобили с fuel cells — водородно-воздушными источниками энергии.
Так расположены в передней части автомобиля радиаторы охлаждения силового агрегата и топливных ячеек
Путь «Honda»
Перед началом разработки FSX в 1999 году рассматривались несколько конфигураций ее конструкции. В первом из них энергия от топливных элементов непосредственно поступала к электромотору привода. Это гарантировало простоту и дешевизну, высокий к.п.д. трансмиссии, однако отдача электродвигателя напрямую зависела от производительности электрохимического генератора.
Поэтому второй вариант предусматривал присутствие аккумулятора, накапливающего запас энергии, делавшей мотор менее зависимым от топливных ячеек. Появлялась возможность рекуперировать энергию во время торможения. Но для эффективности мотора требовалось высокое напряжение, что обеспечивалось достаточно дорогостоящим и небезопасным высоковольтным преобразователем.
Мощность двигателя — 60 кВт, максимальный крутящий момент — 272 Нм
Наконец, третий вариант предлагал использовать в качестве промежуточного звена между топливными ячейками и электромотором конденсаторы — соединенные в пакет, они образовывали так называемый сверхвместитель. На этом варианте и остановились. Конденсаторы эффективнее самых лучших никель-гидридных аккумуляторов на 7—10%. Они способны с каждого килограмма массы выдавать 1500 ватт мощности, но решено было уменьшить этот удельный показатель до 600 В/кг — для уменьшения теплоотдачи. Но все равно Honda FCX бьет все рекорды по числу радиаторов. Конечно, не обошлось без увеличения габаритов и массы автомобиля — пока еще составляющие нового силового агрегата весьма громоздки. Honda FCX отличается большой, как у Mercedes-Benz V-класса, высотой — 1645 мм (длина — 4165 мм, ширина — 1760 мм, база — 2530 мм). Масса автомобиля — 1680 кг.
Примечательно, что первые прототипы FCX были построены на базе электромобиля Honda EV-plus, объявленной в 1997 году первой серийной электрической моделью на американском рынке. Спустя пару лет тот проект был тихо спущен на тормозах...
Знаю, как
Мы уже неоднократно описывали принцип действия топливных ячеек, в которых через протон-обменные керамические мембраны происходит смешивание ионов водорода и кислорода. Топливная ячейка Honda FCX изготовлена канадской фирмой «Ballard Power Systems» и имеет мощность 78 кВт. Все эти годы компания «Honda» проводила и собственные исследования в области fuel cells, а также в безопасных вместилищах водорода. Два бака, расположенные в задней части FCX, имеют корпус из алюминия, сверху «обернутый» толстым слоем углепластика, а поверх его — еще и слоем стеклопластика. Баки «везут» 156,6 л сжатого под давлением в 350 атмосфер водорода. О том, сколько осталось машине проехать до заправки, говорит крупная шкала в нижней правой части приборного щитка. Под полом автомобиля расположились топливные ячейки, пакет конденсаторов и обслуживающие системы — насосы, охладители, конденсатор вырабатываемого в результате реакции кислород—водород водяного пара.
Сам по себе силовой агрегат Honda FCX — мечта компоновщика. По длине он даже меньше, чем электродвигатель модели-неудачницы EV-plus — всего 301 мм. Компактный, облегченный, с увеличенными с 8750 до 11 000 об/мин максимальными оборотами — таким получился этот электромотор. При этом потребовалось сконструировать особую звукоизоляцию, главным образом для работающего по типу нагнетателя Лусхольма пневмокомпрессора системы.
Энергия в новом автомобиле не тратится впустую. Компьютер определяет, брать ее только от электрохимического генератора или одновременно и от «сверхвместителя». Опять же предусмотрен возврат энергии в конденсаторы при торможении. Honda FCX на 45% эффективнее аналогичной бензиновой модели. Водитель может следить за распределением энергии по крайнему правому циферблату на приборном щитке. Внутренняя шкала прибора указывает на емкость конденсаторов, верхний сегмент внешней шкалы — на мощность топливных ячеек (голубая шкала) и конденсаторного пакета (желтая шкала). Нижний сегмент внешней шкалы позволяет следить за перезарядкой конденсаторов. Словом, придется переучиваться. Хорошо еще, в качестве символа рядом со шкалой расхода топлива сохранено крошечное изображение бензоколонки.
Я не трус,
но я боюсь. Такова сегодня реакция на водородомобили. Взрывоопасный газ пока еще вызывает у потенциальных покупателей испуг, подобный тому, что испытывали перед бензином в конце XIX века. Поэтому вопросы безопасности стояли у разработчиков на первом месте. Специальные датчики отслеживают утечку водорода. При заправке водителю придется открыть два лючка, в одном из которых находится заправочный штуцер, а в другом — заземляющий контакт. Для соответствия жестким требованиям пассивной безопасности на Honda FCX применена рама из алюминиевых экструдированных профилей большого сечения. Рама состоит из трех основных частей: передней, центральной («подпольной») и задней, представляющей собой подрамник, на котором установлены элементы подвески и баки с водородом. Автомобиль выдержал все ударные тесты по американской методике.
Если убрать с бортов Honda FCX рекламные надписи, ничто в дизайне этого автомобиля не выдаст его альтернативности. Сделано это намеренно, чтобы внешним видом не отпугивать потенциальных покупателей еще больше. С другой стороны, в традиционное переднеприводное шасси внесены целесообразные изменения. Задние колеса поддерживаются пятирычажной подвеской от Honda Accord — она способна выдержать увеличенную массу газовых баллонов. Мэрия Лос-Анджелеса в прошлом году арендовала пять Honda FCX.
Перед началом разработки FSX в 1999 году рассматривались несколько конфигураций ее конструкции. В первом из них энергия от топливных элементов непосредственно поступала к электромотору привода. Это гарантировало простоту и дешевизну, высокий к.п.д. трансмиссии, однако отдача электродвигателя напрямую зависела от производительности электрохимического генератора.
Поэтому второй вариант предусматривал присутствие аккумулятора, накапливающего запас энергии, делавшей мотор менее зависимым от топливных ячеек. Появлялась возможность рекуперировать энергию во время торможения. Но для эффективности мотора требовалось высокое напряжение, что обеспечивалось достаточно дорогостоящим и небезопасным высоковольтным преобразователем.
Примечательно, что первые прототипы FCX были построены на базе электромобиля Honda EV-plus, объявленной в 1997 году первой серийной электрической моделью на американском рынке. Спустя пару лет тот проект был тихо спущен на тормозах...
Мы уже неоднократно описывали принцип действия топливных ячеек, в которых через протон-обменные керамические мембраны происходит смешивание ионов водорода и кислорода. Топливная ячейка Honda FCX изготовлена канадской фирмой «Ballard Power Systems» и имеет мощность 78 кВт. Все эти годы компания «Honda» проводила и собственные исследования в области fuel cells, а также в безопасных вместилищах водорода. Два бака, расположенные в задней части FCX, имеют корпус из алюминия, сверху «обернутый» толстым слоем углепластика, а поверх его — еще и слоем стеклопластика. Баки «везут» 156,6 л сжатого под давлением в 350 атмосфер водорода. О том, сколько осталось машине проехать до заправки, говорит крупная шкала в нижней правой части приборного щитка. Под полом автомобиля расположились топливные ячейки, пакет конденсаторов и обслуживающие системы — насосы, охладители, конденсатор вырабатываемого в результате реакции кислород—водород водяного пара.
Сам по себе силовой агрегат Honda FCX — мечта компоновщика. По длине он даже меньше, чем электродвигатель модели-неудачницы EV-plus — всего 301 мм. Компактный, облегченный, с увеличенными с 8750 до 11 000 об/мин максимальными оборотами — таким получился этот электромотор. При этом потребовалось сконструировать особую звукоизоляцию, главным образом для работающего по типу нагнетателя Лусхольма пневмокомпрессора системы.
но я боюсь. Такова сегодня реакция на водородомобили. Взрывоопасный газ пока еще вызывает у потенциальных покупателей испуг, подобный тому, что испытывали перед бензином в конце XIX века. Поэтому вопросы безопасности стояли у разработчиков на первом месте. Специальные датчики отслеживают утечку водорода. При заправке водителю придется открыть два лючка, в одном из которых находится заправочный штуцер, а в другом — заземляющий контакт. Для соответствия жестким требованиям пассивной безопасности на Honda FCX применена рама из алюминиевых экструдированных профилей большого сечения. Рама состоит из трех основных частей: передней, центральной («подпольной») и задней, представляющей собой подрамник, на котором установлены элементы подвески и баки с водородом. Автомобиль выдержал все ударные тесты по американской методике.
