На этом автосалоне в Детройте был выставлен обычный на вид пикап Ford F-150, которых по американским дорогам ездит много. Но под его капотом находится двигатель, который должен обеспечивать беспрецедентную экономичность.
Пикап Ford F-150
Несмотря на всё большее количество электромобилей и гибридных транспортных средств, многие по-прежнему считают, что время двигателей внутреннего сгорания ещё не прошло. Проблема в том, что законодатели в своих требованиях к расходу топлива и чистоте дымовых газов становятся всё строже. Соответственно, однажды придёт время, когда уже невозможно будет использовать существующие традиционные бензиновые и дизельные силовые агрегаты. Да, непрекращающаяся разработка идёт в ногу с законодательными требованиями, но без необходимого преимущества.
Он может обеспечиться в двигателях внутреннего сгорания только некоторыми базовыми изменениями в конструкции. Например, система зажигания HCCI (Homogenous Charge Compression Ignition), которая в бензиновом моторе используется для воспламенения смеси при высокой температуре в цилиндре, что достигается путём сжатия смеси, и, возможно, в исполнении Mazda SkyActiv-Х, SCCI (Spark Controlled Compression Ignition), которая в отличие от чистой HCCI использует свечи зажигания.
Содержание
Изначально для армии
Но Ford F-150, продемонстрированный в этом году на автосалоне в Детройте, под передним капотом имеет что-то совсем другое. На вид обычный автомобиль с уникальным мотором возник в результате объединения усилий компаний Achates Power и Aramco Services. Первая компания разработала двигатель, вторая обеспечивает доставку в отношении армии Соединённых Штатов в Саудовской Аравии.
В отношении этого автомобиля речь идёт только о его двигателе. О нетипичном силовом агрегате от калифорнийской компании Achates уже написано много. Для пикапа F-150 предлагается силовой агрегат с объёмом 2,7 литра мощностью 270 лошадиных сил (199 кВт) и максимальным крутящим моментом 582 Н·м. Но его главной победой является не предоставляемая им мощность и крутящий момент, а расход топлива, который значительно ниже, чем у нынешних, даже дизельных, двигателей.
Имеет запас по нормам
Регулирующие акты правительства требуют, чтобы в 2025 году средний расход топлива у автомобилей класса пикап на американских дорогах составлял 33 мили на галлон, то есть 8,6 литра на 100 км. Однако в настоящее время американский стандарт CAFE (Corporate Average Fuel Economy) требует средний расход в классе пикапы на уровне 21 мили на галлон, что составляет 13,5 литра на 100 километров. Всего за семь лет добиться сокращения нормированного потребления примерно на 36 процентов не так-то просто.
Новый экономный двигатель
Но специфически решённый двигатель от Achates обещает расход топлива на уровне даже 37 миль на галлон, то есть невероятные 7,6 литра на 100 километров. Это на 12 процентов лучше того значения, которое требует норма для 2025 года.
Не следует путать с Subaru Boxer
Концепция мотора, у которого бы в цилиндре была пара поршней, расположенных друг против друга, причём чтобы каждый приводил в движение собственный коленчатый вал, существует ещё с конца XIX века. Первым его описал Джеймс Аткинсон в 1882 году. Мощность от двух независимых коленчатых валов впоследствии передаётся через зубчатый привод на центральный кривошипный механизм.
Двигатель со встречными поршнями в одном цилиндре в прошлом приводил в движение, например, дизель-электрические локомотивы или, как авиационный двигатель Junkers Jumo 205, также самолёты. Ещё одно применение нашлось в приводе военных транспортных средств, например танков. Для вышеозначенных целей его использовали как британские, так и советские создатели танковых двигателей.
Но как сделать, чтобы двигатель достигал столь низкого расхода топлива? В принципе, это целый комплекс мер, пронизывающий конструкцию этого необычно решённого агрегата. Так, например, он не нуждается в головке цилиндров и, следовательно, не имеет даже распределительного механизма, который, в общем, и приносит двигателю механические потери. А пара встречных поршней, в свою очередь, гарантирует более эффективное использование энергии сгорания топлива и, следовательно, более высокий объёмный КПД.
Ford F-150 может ездить на любом топливе
Кроме того, двигатель двухтактный!
Двигатель не совсем обычного строения, кроме того, является двухтактным. В целом двигатель такой конструкции предлагает более высокую удельную мощность по сравнению с четырёхтактным. Но недостатком является более низкая эффективность и в целом хуже выбросы.
Чтобы недостатки, проистекающие из двухтактной концепции исключить, Achates выбрал для своего двигателя систему зажигания HCCI, то есть, по сути, дизельный принцип. Кроме того, производитель заявляет, что двигатель F-150 может работать не только на бензине, но и на дизельном топливе, природном газе и биотопливе. В случае использования дизельного топлива производитель обещает расход топлива на уровне 42 мили на галлон, то есть 6,7 литра на 100 км.
Компания Achates двигателями со встречными поршнями занимается с 2004 года. При этом сотрудничает с производителем моторов Cummins Inc. Цель заключается в разработке высокоэффективного дизельного двигателя, который можно бы было применять в транспортных средствах американской армии. Двигатель для военной техники обеспечивает из объёма 14,3 литра мощность 1000 лошадиных сил. Но, как сообщает Achates, его можно отрегулировать так, чтобы он мог приводить в движение, например, тяжёлые грузовики.
