Долгий век поршневых моторов: вместе или вместо?

ПЕРВЫЙ ЗВОНОК
Пережив в ХХ веке множество конструктивных изменений, двигатель внутреннего сгорания сохранил главную идею, заложенную в нем изначально, – преобразование химической энергии топлива в механическую работу посредством сжигания рабочей смеси. Причем это преобразование должно происходить непременно внутри мотора, в пространстве, ограниченном поршнем.

Параллельно с совершенствованием классической концепции в двигателестроении возникло и развилось несколько побочных направлений. «Отщепенцы» так и эдак старались хотя бы частично изменить базовому принципу – прямому воздействию на цилиндрический поршень расширяющейся газовой смеси. Роторные, лопастные – каких только моторов не придумали за это время! Механика разная, но главный принцип так и остался неизменным.


Многие новшества в мир автомобилей пришли из авиации. Но в сфере моторов пути небесные и земные кардинально разошлись. То, что хорошо для современного реактивного лайнера, для рядового кроссовера совершенно неприемлемо – дорого, громоздко, шумно, неэкологично. Реактивная авиация давно вытеснила поршневую, а поршневые автомобили по сей день главенствуют на мировой арене.

Но конец эры поршневого теплового мотора неизбежен. И хотя массовый полноприводник по-прежнему движим силой горящего бензина или дизтоплива, первый звонок из «других миров» прозвучал не сегодня и даже не вчера. Ford Escape Hybrid, в котором тепловая энергия впервые для серийного автомобиля соседствовала с электрической, увидел свет в 2004-м, а год спустя его поддержал Lexus RX 400h. Десятилетие пролетело словно один день, количество гибридных полноприводников росло как на дрожжах, а наука тем временем ушла еще дальше, причем сразу по нескольким направлениям.



ЭКОЛОГИЧНЫЙ ВЫХЛОП
Революционной оказалась технология топливных ячеек, работающих на водороде. Это небольшие мини-электростанции: там происходит примерно то же, что и на огромных ТЭЦ, обеспечивающих город электричеством и теплом. Водород реагирует с кислородом (процесс, аналогичный горению углеводородов в обычном моторе), выделяя тепло и создавая электрический ток. В ячейке нет никаких движущихся частей, а на выхлопе, как нетрудно догадаться, экологически чистый водяной пар.

Количество и расположение ячеек можно весьма произвольно менять, задавая ту или иную итоговую мощность. Данное обстоятельство коренным образом повлияло на архитектуру водородного автомобиля – исчезла необходимость организации моторного отсека как такового. Располагайте ячейки где угодно – в полу, в стойках, под сиденьем. Водородный автомобиль, таким образом, по сути – электромобиль, но вместо аккумуляторов у него очень похожие внешне и конструктивно топливные ячейки – источники электричества.


Однако есть сложности. Очевидная – наличие опасного бака с водородом на борту. Более масштабная – проблема организации промышленного производства водорода в объемах, сравнимых с производством бензина. Если с первой трудностью можно более-менее быстро справиться, используя те же методы, что и у машин на газу, то для решения второй задачи требуется создание колоссальной инфраструктуры, а это сегодня не по силам ни одному производителю. Но оставим водороду с его плюсами и минусами будущее и вернемся к гибридному направлению, за которое ухватились буквально все производители.




ТОПЛИВНАЯ АЛЬТЕРНАТИВА
Сейчас гибридные кроссоверы и внедорожники не выпускает только самый ленивый. Наиболее преуспевшие по этой части Lexus и Mitsubishi официально поставляют гибриды и на российский рынок. Всю энергию движения эти внедорожники по-прежнему получают от тепловых моторов, но один немаловажный конструктивный элемент любого транспорта уже пал в неравной схватке с вездесущим электричеством. Я говорю о трансмиссии, замененной в большей или меньшей степени проводами. Вот так, по частям, двадцать первый век наступает на технологии века двадцатого, отнимая у бензиново-дизельной «классики» место под капотом, а заодно – и в наших представлениях о плохом и хорошем.


Что еще из привычного нам внедорожника уйдет в прошлое? Электромоторы переместятся внутрь колеса? Бензобак, несущий миллионы калорий топлива, заменит супераккумулятор аналогичной мощности? Пока трудно сказать. Передовые разработки есть в каждой области, конкуренция в сфере топливных альтернатив высока, и производители неохотно делятся своими достижениями. Ясно одно: прогресс не остановить, и каждый его шаг приближает эпоху, когда к двигателям внутреннего сгорания будут относиться так же, как мы сегодня смотрим на архаичные паровые машины.