Приоритеты – безопасность и экономия

Новые модели автомобилей традиционно привлекают внимание передовыми технологиями. Но многие из них разрабатывают и воплощают в «металле» не те, кто делает машины, а производители комплектующих. О перспективных разработках на ближайшие годы проинформировала на своем 59-м пресс-брифинге компания Bosch – один из мэтров данного направления.

Новые модели автомобилей традиционно привлекают внимание передовыми технологиями. Но многие из них разрабатывают и воплощают в «металле» не те, кто делает машины, а производители комплектующих. О перспективных разработках на ближайшие годы проинформировала на своем 59-м пресс-брифинге компания Bosch – один из мэтров данного направления.

Брифинг дал возможность осветить многие направления работы компании Bosch. Интересно, что все ее подразделения трудятся под собственными лозунгами – «создано для жизни», «удобное вождение», «безопасность для каждого» и т. п., и у каждого из них есть свои ноу-хау.

В ближайшее десятилетие водитель уже будет получать огромное количество информации, а если он не среагирует, в работу вступит автоматика.

Эра навигации

Компания Bosch открывает новую эру в развитии автомобильных систем навигации – теперь они не только подскажут, куда ехать, но и позволят экономить топливо, меньше загрязнять атмосферу, повысят безопас­ность пассажиров. Не за горами то время, когда навигация станет незаменимой помощницей всех интеллектуальных систем на борту автомобиля. Так, для автоматической трансмиссии она предоставит информацию о спусках и подъемах, дорожных поворотах и их крутизне. Это позволит электронике АКП более точно подобрать передачи для работы двигателя в наиболее экономичном режиме. А если автомобиль гибридный, данные о предстоящем маршруте помогут оптимизировать алгоритм подзарядки аккумуляторных батарей. Кроме того, в память навигации будет поступать информация о расходе топлива при движении по разным маршрутам. Поэтому еще до начала поездки система подскажет самый экономичный и быстрый путь с учетом трафика в конкретный день недели и время суток.
Важнейшая задача навигации – повышение безопасности на дороге. С этой целью она будет «сотрудничать» с системой помощи водителю, которая, получив соответствующую информацию, предупредит об опасных поворотах или других участках дорог с повышенной вероятностью ДТП. Такая система пойдет в серию уже в следующем году. Она оповестит водителя об опасности как визуальными, так и звуковыми сигналами. Если реакция не последует, приводятся в действие преднатяжители ремней безопасности и повышается давление в тормозной системе.

Система контроля крутящего момента на ведущих колесах (DWT-B) в поворотах и при других маневрах притормаживает внутреннее в повороте колесо ведущей оси, чем перераспределяет больший крутящий момент на наружное колесо. Этим не только улучшили устойчивость и управляемость автомобиля, но и уменьшили угол поворота руля при маневрах.

В карты современных систем навигации внесут сведения о наличии на пути движения школ, детских садов или домов престарелых, где требуется снижать скорость. Система сообщит водителю о приближении к данному объекту, а при необходимости сможет самостоятельно принять меры. В моделях премиум- и медиум-сегментов с многофункциональными интеллектуальными фарами навигация (приблизительно с 2012 года) научится автоматически выбирать режим освещения в зависимости от дороги – город, шоссе, перекрестки, повороты и т. п.

ESP – ключ безопасности

Ответственность за безопасность автомобиля в целом сегодня возлагается на электронную программу стабилизации ESP. Представленная 14 лет назад компанией Bosch система стабилизации курсовой устойчивости способна предотвратить до 80% всех аварий, обусловленных заносом автомобиля. Уже с этого года в некоторых серийных авто информацию для работы ESP будут предоставлять не только различного рода датчики движения и ускорения автомобиля, но и радары и видеокамеры, контролирующие дистанцию. Такое взаимодействие позволит обеспечить автоматическое срабатывание тормозной системы в критической ситуации. Предполагается, что эта функция поможет избежать трех из четырех ударов в заднюю часть идущего впереди автомобиля.

Круиз-контроль, объединившись с навигацией, обзаведется режимом максимальной экономии топлива.

Инженеры Bosch также объединили возможности ESP и систем пассивной безопасности. И получилась система активно-пассивной безопасности CAPS (Combinet Active Passive Safety), в которой блоки управления ESP и airbag обмениваются информацией. Эти системы взаимодействуют, преследуя одну цель – обеспечить максимально возможную степень защиты пассажиров в любых аварийных ситуациях. Например, при срабатывании аirbag ESP получает сигнал об этом и активирует тормозную систему, чтобы исключить занос автомобиля в случае столкновения, которое, в свою очередь, может стать причиной повторного столкновения (система смягчения повторного удара, SCM). В иных ситуациях ESP вычисляет несанкционированное боковое ускорение (проще говоря, занос или снос) и передает сигнал для подготовки срабатывания боковых подушек. При этом последние вступают в действие своевременнее, поскольку отсутствует необходимость активации комплексной процедуры срабатывания от датчиков удара (система упреждения столкновения со столбом, EPCD).

Функция упреждения столкновения со столбом (EPCD) при возникновении заноса подготавливает к срабатыванию боковые airbag.	Систему ночного видения усовершенствовали, научив распознавать объекты – пешеходов и велосипедис­тов, выделяя их на дисплее.
	Продолжается совершенствование ДВС и для работы на газе – природном, нефтяном и синтетическом, а также на биотопливе.

Еще два помощника

Нет предела совершенству и в тормозной системе. Так, в этом году запускаются в серию две новые функции системы предварительного аварийного торможения Brake Assist – «намеренное торможение» и «автоматическое экстренное торможение». Первый режим задействуется в критической ситуации – при нажатии на педаль тормоза автоматически увеличивается давление в тормозной системе. Во втором случае автоматика определяет критическую ситуацию и самостоятельно притормаживает с усилием 30% от максимума. В итоге у водителя появляется дополнительное время на реакцию. Если он не тормозит, система самостоятельно обеспечивает максимальное замедление. Это снижает скорость в момент удара на 25–55%, а 50-процентное ее снижение уменьшает силу удара в момент столкновения на 75%.

Двигатели внутреннего сгорания – как бензиновые, так и дизельные – «спишут» не скоро – они будут в строю еще как минимум лет 20.

Будущее ДВС

В рамках борьбы за экономию энергоресурсов и снижение загрязнения окружающей среды активно продолжается работа над совершенствованием ДВС и созданием новых силовых агрегатов. При использовании существующих ныне технологий на условном килограмме веса источника энергии автомобиль с ДВС может проехать в двадцать–сорок раз большее расстояние, чем на пока еще несовершенной электротяге. Сегодня в одном килограмме бензина содержится в 50–100 раз больше энергии, чем может хранить один килограмм АКБ. ДВС продолжают совершенствовать, чтобы получить максимально высокий коэффициент полезного действия (КПД). Основной упор делается на уменьшение рабочего объема цилиндров и увеличение давления наддува воздуха в цилиндры. Эта технология позволила уже сейчас получить 1,6- и 1,4-литровые ДВС мощностью 100 кВт, что сравнимо с возможностями 2,0-литровых моторов 5-летней давности. Свою лепту в экономию топлива вносит и внедрение непосредственного впрыска топлива в цилиндры – до 15%, системы изменения фаз газораспределения с алгоритмом продувки цилиндров, механизм управления температурой двигателя на разных режимах работы. Более того, до 2015 года 100 кВт мощности будут «сниматься» уже с трехцилиндровых моторов с объемом 1,1 литра. Давление наддува в этом случае увеличится с 1,8 до 2,4 бар, т. е. в камеру сгорания будет поступать большее количество воздуха при неизменном количестве топлива, а расход последнего при этом снизится еще на 29%.

Для гибридных силовых установок инженеры Bosch создали 50-киловаттные электромоторы, которые монтируются за маховиком.

Экономить топливо призван и высокотехнологичный генератор с контроллером, который будет использовать энергию торможения для подзарядки АКБ. Это позволит отключать отбор мощности генератором при разгоне, т. е. в самом энергоемком режиме.

К 2015 году планируется наладить серийный выпуск бензиновых двигателей HCCI, в которых однородная топливо-воздушная смесь (на определенных режимах работы) будет самовоспламеняться при повышенном давлении, как в дизеле. Эта технология позволит экономить еще 2-3% горючего.

Современные дизели Евро 6 Для выхода на новый уровень экономичности и экологичности для дизельных двигателей разработаны электромагнитные (1) и пьезо­электрические (2) форсунки нового поколения. Они предназначены для работы под увеличенным давлением – соответственно, 1800 и 2000 бар – и отличаются высоким быстродействием, что позволяет подавать несколько порций топлива за один такт сжатия.

Гибрид или электромобиль?

Но как бы ни совершенствовали ДВС, специалисты Роберт Бош ГмбХ считают, что будущее все-таки за электромобилями. А гибриды – переходный этап между авто с ДВС и электромобилем. Последние, например, на эквиваленте одного киловатт-часа могут проехать в два с половиной раза большее расстояние (6,5 км), чем автомобиль с ДВС (1,5–2,5 км), а гибрид с дизелем – 2,7 км. Хотя на практике от этого пока мало пользы, так как нет компактного и легкого источника электроэнергии, способного вырабатывать ее в необходимом автомобилю количестве.

Автомобили станут макси­мально экологичными только при использовании электро­энергии из возобновляемых источников.

Машины с гибридной силовой установкой делятся на два типа – с умеренной или полной гибридизацией. К первой категории относятся модели с системой «старт-стоп», которая автоматически запускает и останавливает двигатель при остановках на светофоре или в пробке. При торможении эта система работает как генератор, подзаряжая АКБ, а при разгоне кратковременно помогает ускорить автомобиль, т. е. дает возможность применения ДВС меньшего объема. Полный гибрид подразумевает наличие полноценных ДВС, электродвигателя и сложной трансмиссии. Это дает возможность ездить на короткие расстояния только на электротяге. Умеренный гибрид позволяет экономить до 15% топлива, полный – до 25%.
Батарей с большим запасом энергии пока еще нет, но существует технология увеличения дальности поездок. На электромобиль устанавливается небольшой ДВС (15–25 кВт), который при разряде АКБ приводит в действие высоковольтный генератор, подзаряжающий батареи. По сравнению с полным гибридом эта система не требует сложной «трансмиссии» и большого высокотехнологичного ДВС, поэтому она легче и значительно дешевле.

Электромобиль СП SB LiMotive

1. Модуль зарядки 2. Высоковольтная АКБ 3. 12-вольтный преобразователь пост./перем. тока 4. Электродвигатель 5. Модуль ABS/ESP 6-7. Система рекуперации энергии торможения

Как же все-таки будет выглядеть электромобиль 2015 года? Его вес составит около 1000 кг, коэффициент аэродинамического сопротивления – 0,34, а 40-киловаттный электромотор разгонит его до 120 км/ч. Запас его хода – не менее 200 км, на что требуется аккумулятор емкостью 35 киловатт-часов. Вес такой АКБ – около 270 кг, стоимость – около 12000 евро, хотя при успешном развитии технологии литий-ионных батарей цена может снизиться до 8000 евро. А чтобы процесс создания совершенных аккумуляторов для автомобилей ускорился, компания Bosch создала совместное предприятие с компанией Samsung SDI – SB LiMotive, которое занимается разработкой и адаптацией литий-ионных аккумуляторов к требованиям, предъявляемым к АКБ электромобилей и гибридов. Интересно, что эти требования отличаются, так как батареи данных автомобилей работают в разных режимах, что еще больше усложняет технологическую задачу. Тем не менее на предприятии уже в 2011 году планируют начать серийное производство АКБ для гибридов, а в 2112-м – для электромобилей.

«Электронный горизонт»

Система «электронный горизонт», созданная на платформе автомобильной навигации и адаптивного круиз-контроля с радарами, способна анализировать обстановку на дороге, что позволит выстроить динамику разгона, выбрать самый экономичный или быстрый маршрут в соответствии с дорожными условиями. Данная система будет отражать в режиме on-line, т. е. в реальном времени, общую картину на дорогах в определенном радиусе действия. Обнаруживая с помощью видеодатчиков и радаров препятствия на дороге, распознавая их и делая геопривязку на местности, новая система сможет формировать предупреждающую информацию для всего транспортного потока.

Киев – Боксберн – Киев

Юрий Дацык
Фото Bosch