Ford Escape Hybrid: Позашляховик, який зруйнував стереотипи про гібриди
Гібриди давно безроздільно панують у сегменті автомобілів із високою паливною ефективністю. Вони поєднують економічні двигуни внутрішнього згоряння з електромоторами і батареями, що самозаряджаються. До 2005 цей сегмент домінували невеликі автомобілі. Їм не вистачало потужності. Вони пропонували мало місця для вантажу. На сцену вийшов Ford Escape Hybrid.
Він змінив правила гри.
Цей позашляховик витрачає до 36 миль на галон палива. Він не є найекономічнішим автомобілем на ринку сьогодні. Але для середньої сім’ї із чотирьох осіб економія на заправці значна. Він доводить, що для економії грошей не потрібний компактний розмір.
Зміст
Як працює гібридна технологія
Щоб зрозуміти Escape Hybrid, потрібно розібратися в технології під капотом. Гібридний автомобіль поєднує бензиновий двигун внутрішнього згоряння з електричним приводом. Його мета – усунути недоліки окремих систем. Бензинові автомобілі виробляють викиди. Вони галасливі. Вони спалюють дороге паливо. Суто електричні автомобілі стикаються з «тривогою за запас ходу». Вони потребують підзарядки від мережі. Їхній термін служби батареї історично був коротким.
Гібрид вирішує ці проблеми. Він використовує двигун внутрішнього згоряння та електромотор, що працюють у тандемі. Система перемикається між ними або використовує обидва одночасно.
Ford Escape Hybrid використовує паралельну гібридну схему.
І бензиновий двигун, і електромотор можуть приводити автомобіль у рух. Автомобілю ніколи не потрібна зовнішня зарядка. При гальмуванні генерується енергія. Ця кінетична енергія накопичується в акумуляторній батареї. Якщо заряд падає до критично низького рівня, бере він бензиновий двигун. Він працює доти, доки не перезарядить батареї.
«Гібридний автомобіль має двигун внутрішнього згоряння та електромотор, які працюють разом.»
Така конструкція унеможливлює підключення до мережі. Вона повністю усуває тривогу за запас ходу. Ви керуєте ним як будь-яким іншим автомобілем.
Інженерна розробка Escape
Ford підійшов до завдання прагматично. Вони не проектували новий автомобіль із нуля. Вони взяли існуючий чотирициліндровий Ford Escape. Це відносно невеликий позашляховик. Навіть без електричної допомоги він витрачає 25 миль на галон на шосе. Це пристойна економія свого класу.
Інженерна команда витратила 5 років на цей проект. Над гібридною силовою установкою працювало сто інженерів. Їхньою метою була інтеграція.
Візуально зміни непомітні. Кузов залишається пізнаваним як стандартний Escape. Ви можете помітити невеликий значок Hybrid на дверях. Панель приладів трохи відрізняється. Задній вентиляційний отвір допомагає охолоджувати акумулятор. Без цих підказок більшість людей не помітить різниці.
Це був нішевим експериментом. Це були масштабні інженерні зусилля, застосовані до перевіреної платформи. Результатом став автомобіль, здатний конкурувати на масовому ринку. Він приніс гібридну ефективність сегменту, який раніше ігнорував її.
Залишається питання, чи змінить цей прорив поведінку споживачів. Ранні дані свідчать про сильний інтерес. Але справжнє випробування полягає у довгостроковій надійності та реальних показниках у повсякденній експлуатації.
У цьому полягає вся суть пропозиції. Ford не просто встановив бензиновий двигун та невелику батарею і на цьому заспокоївся. Компанія витратила роки на вдосконалення Escape Hybrid, тому що йому потрібно було поводитися так само, як звичайному позашляховику. Для його управління не потрібний інженерний ступінь. Ви просто повертаєте ключ.
Електродвигун та акумуляторна батарея розраховані на весь термін служби автомобіля та не потребують обслуговування. На панелі приладів немає індикатора, що попереджає про зниження заряду. Система самостійно перемикається між джерелами живлення. Вона непомітна. За всіма практичними мірками, Escape Hybrid – це просто позашляховик з відмінною економічністю палива і низькими викидами. Саме ця простота могла реально змінити ситуацію на автомобільному ринку США. Зробити гібридні технології доступними для середнього покупця без необхідності навчання було його інноваційною особливістю.
Але що відбувається, коли ви відкриваєте капот? Погляньмо на апаратну частину.
Повна гібридна система Ford Escape
Під пластиковими панелями ховається складний танець механічних та електричних компонентів. Серцем системи є не просто невеликий електродвигун, що допомагає великому двигуну. Це повністю інтегрована паралельна гібридна система.
Ford використовував 2,3-літровий рядний 4-циліндровий бензиновий двигун. Він поєднується із синхронним електродвигуном із постійними магнітами. Два цих вузла з’єднані через пристрій поділу потужності, який по суті є складним планетарним редуктором. Така конструкція дозволяє двигуну обертати колеса або генерувати електрику для зарядки батареї. Вона також дозволяє електродвигуну самостійно обертати колеса на низьких швидкостях.
Акумуляторна батарея є нікель-металгідридний (NiMH) блок. Вона розташована під задніми сидіннями. Її ємність скромна за сучасними мірками, але її достатньо для коротких електричних ривків. Система автоматично керує станом заряду. Рекуперативне гальмування захоплює енергію, яка інакше загубилася у вигляді тепла. Ця енергія повертається до батареї.
Трансмісія є безступінчастим варіатором (CVT) у всіх відношеннях, крім назви. Планетарний редуктор створює ефект змінного передавального відношення. Це дозволяє двигуну частіше перебувати у найбільш ефективному діапазоні оборотів, ніж у традиційному автоматі. Електродвигун заповнює прогалини. Він забезпечує момент, що крутить, коли це необхідно, і накопичує енергію, коли це не потрібно.
Чому це важливо для водіїв
Більшість водіїв ніколи не помітять різниці між цим автомобілем та звичайним бензиновим. Перехід між електричною та бензиновою тягою відбувається плавно. Без ривків. Без затримок. Система сама вирішує, яке джерело живлення використовувати, на основі положення педалі акселератора, швидкості та заряду батареї. Ви просто їдете.
Такий підхід усунув бар’єри для входу. Вам не потрібно було вчитися “заряджати” автомобіль. Вам не потрібно було турбуватися про довговічність батареї. Автомобіль просто працював. Саме тому Escape Hybrid знайшов відгук у покупців, які хотіли отримати переваги гібрида без зайвого клопоту. Це стало підтвердженням концепції для масового застосування.
Реальний вплив
Escape Hybrid не просто змінив те, як люди думали про гібриди. Він змінив підхід Форд до електрифікації. Він показав, що гібриди можуть бути практичними. Доступні. Простими у використанні. Продажі довели, що споживачі готові прийняти цю технологію, якщо вона не потребує зміни способу життя.
Інженерні рішення, закладені в основу Escape Hybrid, є свідченням прихильності Ford до ідеї доступності електричної мобільності. Йшлося не про створення нішевого продукту для техніки
Як насправді працює Ford Escape Hybrid
Забудьте про “легкі” гібриди, де бензиновий двигун ніколи не зупиняється повністю. Ford спроектував Escape Hybrid як повноцінну систему. Бензиновий двигун та електромотор не просто змінюють один одного – вони працюють у співпраці. Ви отримуєте роздільну роботу, спільну роботу та все, що між ними.
Система працює у чотирьох різних фазах.
Почнемо із запуску двигуна. Поверніть ключ. Спочатку прокидається електромотор. Він провертає бензиновий двигун. Потім слідує перевірка. Комп’ютер сканує рівень заряду батареї. Він перевіряє робочі температури. Він підтверджує налаштування клімат-контролю. Якщо кондиціонер увімкнений на максимум, двигун залишається увімкненим. Якщо умови відповідні, бензиновий двигун миттєво вимикається. Ви тепер їдете лише електрикою.
Це відбувається за секунди.
Коли ви зупиняєтеся на світлофорі, бензиновий двигун вимикається. Ви простоюєте в тиші. Чекаєте на автокафе? Тиша. Ford значно згладив цикли включення та вимикання. Тестери все ж таки відзначили помітну вібрацію при перезапуску або відключенні двигуна. Це стандартна поведінка гібриду. Не чекайте шепоту Rolls-Royce.
Розгін спочатку відбувається виключно електрикою. Електромотор забезпечує миттєвий момент, що крутить, на низьких оборотах. Це ідеальний інструмент для розгону зі старту. Бензиновий двигун не підключається, поки ви досягнете приблизно 25 миль на годину. У цупкому міському трафіку ви можете проїхати весь день, жодного разу не запустивши бензиновий двигун. Два джерела живлення працюють у тандемі аж до швидкостей на шосе.
А потім є рекуперативне гальмування.
Звичайні автомобілі розсіюють кінетичну енергію у вигляді тепла при гальмуванні. Гібриди вловлюють її. Електромотор змінює роль. Він стає генератором. Він повертає енергію назад до акумуляторної батареї. Кожне червоне світло – це міні-зарядка. Ось чому гібриди показують чудову економію палива у міському русі з частими зупинками порівняно з відкритими шосе. Тут важлива плавність гальмування. Різко натисніть на гальмо, і система антиблокування набуває чинності. Ви втрачаєте відновлену енергію.
Рух шосе змінює динаміку.
На швидкостях від 50 до 70 миль на годину (80-110 км/год) бензиновий двигун бере основне навантаження на себе. Тут він найефективніший. Але у Escape невеликий чотирициліндровий двигун. Йому не вистачає сирої потужності. Коли потрібно випередити, підключається електромотор. Він додає кінських сил до бензинового двигуна. Ви отримуєте прискорення без перемикання на знижену передачу.
Тут немає традиційної коробки з шестернями. Escape використовує електронно керовану безступінчасту трансмісію (eCVT). Бортові комп’ютери постійно регулюють передатне число для оптимальної ефективності палива. Інженери Ford стверджують, що це забезпечує збільшення ефективності на 30 відсотків порівняно із звичайними коробками передач.
Тепер погляньмо на цінник.
Ціни та комплектації Escape Hybrid
До гібридної версії можна додати опцій приблизно на $3800. Шкіряні сидіння. Розширені функції безпеки. Розетка 110 вольт для ноутбуків чи інструментів. Пакет для покращення екстер’єру. Навігація GPS.
Нижче наведено базові ціни для всієї лінійки.
-
Escape FWD 4-ціл. – $ 19 995
-
Escape AWD 4-ціл. – $23 235
-
Escape AWD 6-ціл. – $ 27 145
-
Escape Hybrid FWD – $26 970
-
Escape Hybrid AWD – $28 595
Гібрид із переднім приводом коштує трохи менше $27 000. Це премія, але не аномалія у цьому сегменті. Гібрид з повним приводом коштує $28595. Для більшості покупців саме ця цифра має значення.
Далі ми підрахуємо цифри, щоб зрозуміти, чи ця премія окупається за рахунок економії палива.
Архітектура трансмісії та показники потужності
Ford не просто встановив акумулятор у Escape. Вони переробили бензиновий двигун підвищення ефективності. У гібридній версії використовується 2,3-літровий алюмінієвий чотирициліндровий двигун із циклом Аткінсона. Цикл Аткінсона жертвує піковою потужністю заради кращої теплової ефективності. Це компроміс. Стандартні двигуни з циклом Отто потужніші. Двигуни з циклом Аткінсона економічніші.
Бензиновий двигун розвиває 133 л. при 6000 об/хв. Крутний момент складає 129 фунт-фут при 4500 об/хв. Електрична частина є трифазним синхронним двигуном з постійними магнітами. Він додає 94 к.с., але тільки в діапазоні 3000-5000 об/хв.
Порівняйте це з негібридним Escape. Його чотирициліндровий двигун розвиває 153 л.с. при 5800 об/хв і 152 фунт-фут моменту, що крутить, при 4250 об/хв. На папері гібридна версія програє у потужності. Але вона виграє у ефективності.
Вага та динаміка
Маса вбиває ефективність. Повний привід (AWD) Escape Hybrid важить 3893 фунти (1766 кг). Це приблизно на 500 фунтів важче за стандартну модель. Гібридні компоненти недешеві.
Колісна база складає 103,1 дюйми. Дорожній просвіт – скромні 8 дюймів. Для позашляховика він компактний. Контакт із дорогою забезпечують шини Continental ContiTrac EcoPlus. У комплекті триває повнорозмірна запаска. Бензобак містить 15 галонів.
Показники продуктивності
Журнал Car and Driver протестував повністю укомплектовану модель із повним приводом у грудні 2004 року. Ось точні цифри:
- Розгін 0-60 миль/год: 10,8 секунди
- Максимальна швидкість: 102 миль/год (164 км/год)
- ** Гальмування 70-0 миль/год:** 195 футів (60 метрів)
Це не гоночний автомобіль. Але ж він їде.
Реальність витрати палива
Якщо ви шукаєте гібридний автомобіль, вас цікавить одна цифра. Миль на галон. Escape Hybrid не досягне показника 50+ миль на галон, як компактніші гібриди. За даними Ford:
- У місті: 35 миль/галон
- На трасі: 29 миль/галон
Незалежні тести від USAToday та Motor Trend показали, що реальні показники будуть трохи нижчими. Тим не менш, економія в порівнянні з негібридним Escape складає 20-25 відсотків. Це значний показник. Він також значно перевершує більші позашляховики, яким насилу вдається досягти 10 миль на галон.
Рейтинги EPA різняться залежно від приводу. Версія з переднім приводом (FWD) витрачає 33 миль/галон у місті та 31–36 миль/галон на трасі. Повний привід (AWD) знижує показники до 33 миль/галон у місті та 29 миль/галон на трасі. При баку на 15 галонів запас ходу становить від 400 до 500 миль. Цього достатньо, щоб перетнути штати без частих зупинок.
Чому міський водіння сприяє гібридам
Двигуни внутрішнього згоряння ненавидять холостий перебіг. Вони ненавидять повільне прискорення. Вони ненавидять часті зупинки. Тяжкий позашляховик у пробному русі витрачає паливо неефективно. Ви спалюєте бензин, просто щоб подолати інерцію.
Гібриди вирішують цю проблему. Електричний двигун забезпечує рух на низьких швидкостях. Бензин не витрачається при повзучому русі в пробках. Гальмування рекуперативно, енергія повертається в акумулятор.
Саме тому витрата палива у місті у гібридів краща, ніж на трасі. На трасі більшу частину роботи виконує двигун внутрішнього згоряння. У місті електричний двигун працює на повну силу.
Враження від водіння
Як це відчувається під час водіння?
Перехід між електричним та бензиновим харчуванням плавний. Ви майже не помічаєте перемикання. На низьких швидкостях автомобіль тихий. У режимі лише на електриці він домінує у пробках.
Прискорення відчувається достатнім, але з терміновим. Електричний двигун забезпечує миттєвий момент, що крутить, з місця. Бензиновий двигун включається, коли потрібно більше потужності. Система управляє перемиканням безшовно.
Гальмування відчувається інакше. Рекуперативне гальмування створює додатковий опір. Доводиться коригувати тиск на педаль. На звикання йде трохи часу.
Керованість стабільна. Додаткова вага трохи знижує центр ваги. Кріни кузова мінімальні. Шини Continental забезпечують гарне зчеплення.
Усередині салон тихий. Шум вітру мінімальний. Гібридна система не верещить і не гуде. Вона відшліфована.
Чи весело на ньому їздити? Чи не really. Він практичний. Ефективний. Тих. Він ставить економію вище за спортивність.
Для більшості покупців це і є головною метою.
У більшості випадків ви ніколи не здогадаєтеся, що керуєте гібридним автомобілем. Інженери Ford розробили Escape Hybrid так, щоб його поведінка максимально імітувала поведінку стандартного компактного позашляховика, завдяки чому електрична трансмісія залишається практично непомітною. Якби ви не знали технічних характеристик, ви не помітили б, що електромотор надає допомогу.
Але якщо їхати досить активно, починають виявлятися особливості.
Тремтіння і відчуття гальм
Найочевидніша ознака — це тремтіння. Вона виникає, коли бензиновий двигун знову вмикається після того, як автомобіль котився накатом або рухався тільки електричною тягою. Це легкий ривок, який ви відчуваєте всім тілом. Він різкий, але чітко відрізняється від плавного прискорення звичайного двигуна внутрішнього згоряння.
Потім іде гальмування. Рекуперативне гальмування використовує електромотор уповільнення автомобіля, одночасно відновлюючи енергію. Це означає, що уповільнення відчувається інакше. Ви покладаєтеся не тільки на тертя колодок про гальмівні диски. Ви відчуваєте зміну опору перед тим, як підключаться фізичні гальма. При різкому гальмуванні є помітний перехідний момент, коли гідравлічні гальма беруть він управління, щоб повністю зупинити автомобіль. Це вимагає легкого коригування роботи правою ногою.
Перевага eCVT
Головна перевага походить від трансмісії. Ford оснастив Escape електронно-варіативною трансмісією (eCVT). На відміну від традиційного автомата з фіксованими передачами, ця система не має фізичних шестерень для перемикання.
Результат – неймовірно плавна їзда. Немає різких поштовхів під час розгону. Немає включення зчеплення. Немає стрибків обертів, що відчуваються як удар. Передача потужності лінійна. Ви натискаєте на педаль і автомобіль рухається. Крапка.
Ця плавність – одна з головних причин заявленого підвищення паливної ефективності. Двигун частіше працює в оптимальному діапазоні ефективності, оскільки не потрібно перемикатися між передатними числами. eCVT управляє розподілом потужності між бензиновим двигуном та електромоторами, забезпечуючи ефективну роботу системи.
Це спортивний автомобіль? Ні. Але для щоденних поїздок на роботу відсутність ривків при перемиканні робить його одним із найплавніших компактних позашляховиків на дорогах. Вам просто потрібно звикнути до того, що педаль гальма спочатку відчувається трохи інакше.
Приладова панель розповідає історію
Панель приладів практично не змінилася, за винятком однієї конкретної доробки на тахометрі. Ви побачите показання нижче нуля. Це розумний маленький індикатор, який повідомляє, що двигун внутрішнього згоряння вимкнений, і автомобіль працює тільки на електричній тязі. Якщо ви оберете навігаційну систему, то отримаєте бонус: на дисплеї відображається графік потоку енергії гібридної силової установки. Вона показує, як саме енергія переміщається системою реальному часі.
Де ховаються батареї?
Легко припустити, що розміщення достатньої кількості батарейок для руху невеликого позашляховика займе весь багажник. Проте інженери Ford із цим не погодилися. В Escape Hybrid використовується 250 елементів живлення типорозміру D на основі нікель-металгідридної технології. Вони з’єднані послідовно та розташовані горизонтально під заднім вантажним відсіком.
Завдяки такому розміщенню простір для вантажу поменшало, ніж у звичайному (негібридному) Escape. Втрата становить лише кілька дюймів. Для водія та пасажирів все залишається без змін. Жодних компромісів у комфорті чи просторі для голови немає.
Чи варто перемикатися?
Як перша спроба створення практичного гібридного позашляховика Ford Escape Hybrid виділяється як відмінний зразок інженерної думки. Він екологічніший і забезпечує нижчі витрати на паливо, ніж будь-який інший позашляховик, представлений на ринку в даний час. Він поки не зрівняється з Toyota Prius, яка має рейтинг 60 миль на галон у місті та 51 милю на галон на шосе. Але в довгостроковій перспективі Escape може бути кориснішим для планети. Створюючи гібридний автомобіль для середньої родини, Ford допоможе розмістити мільйони таких автомобілів в американських гаражах протягом десятиліття.
«Створивши гібридний автомобіль для середньої сім’ї, якій зазвичай потрібно небагато місця для комфортних подорожей, Ford може сприяти появі мільйонів гібридів в американських гаражах протягом десятиліття».
Дізнайтесь більше
Щоб отримати додаткові відомості про Ford Escape Hybrid та пов’язані з автомобільною тематикою теми, зверніться до наступних посилань.
Статті HowStuffWorks по темі
- Quiz Corner: Quiz on Hybrid Cars
- Як працюють гібридні автомобілі
- Як працюють електромобілі
- Як працює GM Hy-wire
- Як працює воднева економіка
- Як працюють автомобільні двигуни
- Як працюють електродвигуни
- Як формуються ціни на бензин
- Як працюють автомобілі на природному газі
- Фотографії гібридних автомобілів 2007 року
- Чемпіони реальної витрати палива за версією Consumer Guide
Додаткові корисні посилання
- Ford Vehicles: Escape Hybrid
- Ford Vehicles: Escape Hybrid: Калькулятор економії на паливі
- HybridCars.com: Ранні враження від водія Escape Hybrid
- Тест-драйв сімейного автомобіля: 2005 Ford Escape Hybrid
- TomPaine.com: Втеча від нафтової залежності – 12 серпня 2004 року
Джерела
- Chirico, Neil. “First Drive: 2005 Ford Escape Hybrid.” Motor Trend, Aug. 2004.
- Healey, James. “Ford goes hybrid with promising new Escape.” USAToday.com, 5/13/2004.
- Sessions, Ron (editor). “Motor Trend 2005 & 2006 Sport/Utility, Truck & Van Buyer’s Guide.” Motor Trend, Nov. 2004.
- Vanderwerp, Dave. “After million man-hours, Ford cranks out the first hybrid SUV.” Car and Driver, Dec. 2004.
- Ford Vehicles: Escape Hybrid
