Рубрики

“Mercedes-Benz”: новый элемент

14:13 31-05-2011

Путешествие на “Мерседесе”, который заправляется… водородом

Путешествие на “Мерседесе”, который заправляется... водородом


Тема топливных элементов сама по себе не новая – разрабатывать подобные источники энергии для автотранспорта начали еще в эпоху освоения космического пространства. И вот на днях мне посчастливилось совершить весьма длительное путешествие на автомобиле с такой установкой, подготовленном компанией “Mercedes-Benz” к серийному производству.

ЕЩЕ В самолете на пути в Алматы, где я должен был присоединиться к международному трансконтинентальному автопробегу “F-Cell World Drive”, попытался прикинуть: если эти автомобили потребляют лишь водород и воздух, а выделяют чистую воду, то сколько вытечет ее из “ Mercedes-Benz B-Class F-Cell” за 1.200-километровую поездку до Астаны? Пришлось напрячь мозг, вспомнить уроки химии, атомную массу водорода и кислорода, затем заглянуть в характеристики автомобиля... Я все-таки вычислил искомое число – получилось примерно 500 литров. А за все путешествие длиною в 30.000 км, которое компания “Mercedes-Benz” приурочила к своему 125-летию, три подготовленных для кругосветки “B-Class F-Cell” пополнят водный запас Земли на 36.000 литров. Чего не скажешь о 15 обычных машинах сопровождения, которые в совокупности по самым скромным прикидкам исторгнут из себя за то же время сотню тонн СО2. Чувствуете разницу?

Салон из кожи светло-серого цвета, рычаг, как на коробке-“автомате”, климат-контроль,
шикарная развлекательная система... Но в жилах этого “Мерседеса” – водород, а не бензин.

Впрочем, своим автопробегом “Mercedes-Benz” решила показать не столько экологичность автомобилей на топливных водородных элементах (с этим и так все понятно), сколько их потребительские качества: экономичность, динамику, комфорт, безопасность...


Кило на сотню


АВТОМОБИЛЬ как автомобиль. Ничего сверхъестественного ни снаружи, ни внутри. Лишь по некоторым деталям узнаешь, что перед тобой не обычный B-класс, а особенный, хотя тоже по всем признакам – серийный. На приборной доске вместо тахометра – указатель мощности мотора, размеченный до 100 кВт. В движении вместо характерного двигательного урчания едва различимое высокое электромоторное гудение. Даже заводится “F-Cell” привычным ключом с чипом, который необходимо вставить в замок зажигания и повернуть на три щелчка. Единственное, к чему еще долго не удается привыкнуть, – отсутствие звука стартера. О том, что водородный автомобиль готов к движению, сигнализирует лишь шевеление стрелок на приборной панели.

Указатель мощности мотора имеет и отрицательную зону. Стрелка уходит в нее
при рекуперации энергии.

Наш экипаж интернациональный. Анка – продюсер из Берлина, Маттео – телеведущий из Рима, переводчица Селя – из местных. У иностранцев уже сложилось первое представление об уличном движении в Алматы, поэтому соваться в эту котловину им явно не хочется, и за руль сажусь я. На широких проспектах из-за неорганизованных съездов влево и локальных ремонтов асфальта творится сущий хаос. Маттео с Анкой судорожно дергаются от каждого перестроения. Понятно, отсутствие разметки полос – для них настоящий стресс. Зато нам не привыкать. За полчаса выбираемся по загруженным улицам из бывшей казахской столицы и за городом набираем темп.

Кругосветный автопробег “F-Cell World Drive” стартовал в январе и завершится
в июне в Штутгарте.

На шоссе иностранцы приходят в себя. Маттео начинает исследовать бортовой дисплей, находит в нем инфопанель “F-Cell” и сообщает, что расход водорода, пока мы ехали по городу, составил в среднем 0,96 кг/100 км. Цифра удивительная, ведь она меньше паспортной. Римлянин нажимает еще какие-то кнопки, находит меню с гистограммой поминутного расхода водорода, и нам становится ясно, как такое возможно. Пока мы катили по городу, из-за частых замедлений существенная доля энергии была рекуперирована, о чем и свидетельствовал целый частокол зелененьких столбиков.


Проверка на прочность

 

СТО километров спустя мы совершили остановку. Маттео сел за руль, а я – на пассажирское место спереди и приступил к изучению водородного автомобиля.

Гистограмма расхода топлива по времени – хороший водительский экзаменатор.
Если едешь плавно и расчетливо, столбики получаются одинаковыми, а не как на экране.

На бортовой дисплей, к примеру, можно вывести схему движения энергопотоков в реальном времени. Ею заинтересовалась даже прекрасная половина нашего экипажа: дескать, что это за анимация? Я бы не взялся объяснять, но в дверном кармашке очень кстати обнаружилась книжка с иллюстрацией-”рентгеном” нашего автомобиля и понятными техническими комментариями.

– Итак, представьте батарейку от мобильника, увеличенную раз в тридцать, – начал я с умным видом. – Вот такая штуковина стоит позади задних сидений, как раз у вас за спиной. Под вами четыре больших баллона, где под давлением в 700 атмосфер находится водород. А под Маттео и мной “водяной генератор”, как здесь написано. Это тот самый “F-Cell”. Этакий микрореактор, который из водорода и воздуха делает воду и электричество. Вот дисплей и рисует, в каком направлении бегут электротоки между девайсами и электромотором.

Багажное отделение обычное, но под полом размещена широкая
батарея из литий-ионных аккумуляторов.

По-моему, девушки все поняли. Но молчали долго. Наверно, пытались представить себе, что такое 700 атмосфер, к тому же аккурат под ними.

Тут вдруг оживился Маттео.

– Вы это видели? Во-о-от такая дырка на асфальте! – воскликнул он и, сняв руки с баранки, изобразил диаметр ямы.

На моем месте вы бы рассмеялись – у нас такое и ямой не зовется. Однако дальше на трассе дыры стали попадаться все чаще и все крупнее. А самую большую из них – во всю ширину дорожного полотна, перед которой виднелись многочисленные жирные следы от торможений, – Маттео умудрился вообще не заметить. Автомобиль от удара аж подбросило.

У водородного заправочного пистолета
нет “носика”. Тот имеется на горловине
водородного бака и заодно служит клапаном.

– Сорри! – извинился итальянец, но нервное напряжение достигло такой величины, что он предложил мне снова повести автомобиль.

Естественно, я согласился. Впереди как-никак еще 900 верст. И лучше их проехать на машине с уцелевшей подвеской. К слову, передние стойки на нашем “Мерседесе” оказались очень крепкими. Никаких последствий – даже уводов не появилось...

 

Пожара не будет


ФАНТАСМАГОРИЧЕСКАЯ картина нарисовалась, когда мы приблизились к первому пункту мобильной заправки, что была обустроена прямо в степи, недалеко от озера. Рядом с большегрузным трейлером, в котором сюда доставили стандартные промышленные красные баллоны (по нашим нормам таким цветом обозначается водород), стояли огромный дизель-генератор и запитанная от него компрессорная станция в фургоне “Vaneo”. От натуги последний аж подпрыгивал, когда осуществлялась перекачка водорода в “B-Class”. Но еще выразительнее смотрелись четверо пожарных в полном огнезащитном снаряжении и с пенными водометами наизготовку.

Держались они, впрочем, вальяжно и охотно фотографировались с иностранцами. Я не поленился пройти вдоль раскатанных рукавов к трехосной махине – пожарному “Уралу”. И как бы между делом поинтересоваться у служивых: “А вы чем водород обычно тушите?”

Казахи обрадовались. Но не подковыристому вопросу, а тому, что увидели чужака, который говорит по-русски.

– Водород не горит, а взрывается, – поучительно сказал главный в расчете и представился. – Начальник отдела по ЧС Мойынкумского района старший лейтенант Ердос Бекпатшаев.

– Тогда зачем такую большую машину пригнали?

– Пусть сам водород и не горит огнем, зато все остальное вокруг… Ну, вы понимаете…

Пожарные по большому счету выступали в качестве фотомоделей, ведь процесс
закачки водорода таков, что утечка исключается.

Резон и в самом деле был. Хотя система закачки по-немецки продумана до мелочей и полностью исключает утечку водорода, а вдобавок автомобиль перед подключением к станции еще и дополнительно заземляется для снятия статического напряжения, но в полевых условиях все-таки лучше исключить даже малейшую возможность появления открытого огня.

C этого момента диалог принял обратное направление – отвечать пришлось мне. А где у машины выхлопная труба? Что там за мотор? Почему она едет беззвучно? Сколько скоростей в коробке? Насколько машина быстрая? Много ли ест? Вопросы так и сыпались один за другим. Я объяснял, что привычного глушителя нет, так как ничего не сгорает, а потому и не шумит, но выпускная система есть – из нее выходит пар... Что мотор у водородной машины электрический, а коробка в привычном понимании отсутствует, есть только переключатель на переднюю и заднюю скорость и нейтраль... Что разгон отличный, как у легковушки с двухлитровым бензиновым мотором... Даже припомнил строки из пресс-релиза, где было написано, что расход в 1 кг водорода на 100 км в бензиновом эквиваленте составляет 3,3 литра. Казахские пожарные то и дело повторяли “Вот это да!” и цокали языками. Они посетовали только на долгий процесс закачки (одна машина заправлялась в два этапа, каждый минут по десять), но когда услышали от меня, что на стационарных водородных колонках в Германии, где водород уже сжат до нужного давления, “рефьюлинг” занимает лишь три минуты, у них вообще не осталось аргументов против “F-Cell”...


Попутного ветра


СЛЕДУЮЩИМ днем я сделал еще несколько любопытных наблюдений. Расход на трассе у “F-Cell” выше, чем в городе. В конце маршрута бортовой компьютер указал 1,07 кг/100 км (при средней скорости в 67 км/ч), а порой он поднимался до 1,2-1,3 кг. Причины разные. Увеличиваешь скорость до 110-120 км/ч – расход тут же повышается из-за возросшего лобового сопротивления. Дорога незаметно идет на подъем – получай еще одну статью перерасхода. На показаниях бортового компьютера сказывается даже направление ветра – попутный он или встречный...

Хотя мотор электрический, на автомобиле имеется развитая система радиаторов.
Жидкостное охлаждение необходимо аккумуляторам.

Перед Карагандой нам пришлось совершить существенный крюк, чтобы сделать несколько динамичных заездов и даже поколесить по бездорожью для телесъемок. Естественно, расход резко возрос, а бортовой компьютер невозмутимо показал, что до ближайшей заправки нам не доехать 30 километров, если будем продолжать в том же духе.

Выручил в такой ситуации именно предсказуемый аппетит водородной машины. Всегда можно рассчитать оставшийся путь. Если снизить скорость и избегать резких торможений, когда рекуперация неэффективна, то гарантированно можно проехать не менее километра на каждых десяти граммах водорода даже в условиях трафика. У нас на борту в тот момент было 1,7 кг водорода, а до финишной точки – 176 км. Следовательно, хватит. Мы сбавили ход, выключили музыку, кондиционер и даже пристроились за фургоном, чтобы снизить лобовое сопротивление. За 30 минут жесткой экономии показания компьютера вернулись в норму. И дальше мы катили в полном комфорте. А когда щербатый асфальт под колесами сменился гладким, мы наконец-то услышали, как на самом деле звучит “B-Class F-Cell”. Никак! Слышно лишь, как кузов то там, то сям деликатно облизывают игривые воздушные струйки-свистульки...

Для меня это не стало открытием, но все равно заставило вздрогнуть. Вспомнились полеты на планерах из студенческого прошлого. Кто бы знал, что эти парящие ощущения я испытаю вновь – за рулем автомобиля из будущего.

ИНЖЕНЕРИЯ

1. Топливный элемент 2. Баллоны для водорода 3. Литий-ионные аккумуляторы

4. Электромотор 5. Выпускной коллектор

ПО ПРИНЦИПУ работы топливный элемент можно сравнить с обычной электрической батарейкой. Разница лишь в том, что в батарейке все химические реагенты находятся внутри, а в топливный элемент они поступают извне, распределяются по многочисленным ячейкам и после реакции на каталитических мембранах выводятся во внешнюю среду. В данном случае в “F-Cell” с одной стороны подается водород и обычный воздух, с другой стороны выходит смесь воздуха с продуктом химической реакции – водяным паром, при этом с электродов снимается электрический ток. Поскольку топливные элементы очень инерционны (их мощность невозможно регулировать быстро), в системе для оперативного накопления энергии стоит блок охлаждаемых литий-ионных аккумуляторов, а для регулирования – мощный распределитель-коммутатор. При интенсивном разгоне распределитель направляет электричество и с аккумулятора, и с топливного элемента прямо на мотор. При нормальном движении ток от топливного элемента перенаправляется в аккумулятор, а с него в нужном количестве поступает на двигатель. При замедлении последний берет на себя роль генератора, и кинетическая энергия, преобразованная в электрическую, направляется обратно в аккумулятор. Так достигается рекордная топливная эффективность и высочайший коэффициент полезного действия, недостижимый для всех прочих двигателей, где топливо подвергается сжиганию для выделения тепла.

Последние авто новости и результаты тест-драйвов Mercedes-Benz читайте на страницах автомобильной газеты Клаксон

Поделиться: