Гибриды давно безраздельно царят в сегменте автомобилей с высокой топливной эффективностью. Они сочетают экономичные двигатели внутреннего сгорания с электромоторами и самозаряжающимися батареями. До 2005 года этот сегмент доминировали небольшие автомобили. Им не хватало мощности. Они предлагали мало места для груза. На сцену вышел Ford Escape Hybrid.
Он изменил правила игры.
Этот внедорожник расходует до 36 миль на галлон топлива. Он не является самым экономичным автомобилем на рынке сегодня. Но для средней семьи из четырех человек экономия на заправке значительна. Он доказывает, что для экономии денег не нужен компактный размер.
Зміст
Как работает гибридная технология
Чтобы понять Escape Hybrid, необходимо разобраться в технологии под капотом. Гибридный автомобиль объединяет бензиновый двигатель внутреннего сгорания с электрическим приводом. Его цель — устранить недостатки отдельных систем. Бензиновые автомобили производят выбросы. Они шумные. Они сжигают дорогое топливо. Чисто электрические автомобили сталкиваются с «тревогой за запас хода». Они требуют подзарядки от сети. Их срок службы батареи исторически был коротким.
Гибрид решает эти проблемы. Он использует двигатель внутреннего сгорания и электромотор, работающие в тандеме. Система переключается между ними или использует оба одновременно.
Ford Escape Hybrid использует параллельную гибридную схему.
И бензиновый двигатель, и электромотор могут приводить автомобиль в движение. Автомобилю никогда не требуется внешняя зарядка. При торможении генерируется энергия. Эта кинетическая энергия накапливается в аккумуляторной батарее. Если заряд падает до критически низкого уровня, берет на себя бензиновый двигатель. Он работает до тех пор, пока не перезарядит батареи.
«Гибридный автомобиль имеет двигатель внутреннего сгорания и электромотор, которые работают вместе.»
Такая конструкция исключает необходимость подключения к сети. Она полностью устраняет тревогу за запас хода. Вы управляете им как любым другим автомобилем.
Инженерная разработка Escape
Ford подошел к задаче прагматично. Они не проектировали новый автомобиль с нуля. Они взяли существующий четырехцилиндровый Ford Escape. Это относительно небольшой внедорожник. Даже без электрической помощи он расходует 25 миль на галлон на шоссе. Это приличная экономия для своего класса.
Инженерная команда потратила пять лет на этот проект. Над гибридной силовой установкой работали сто инженеров. Их целью была интеграция.
Визуально изменения незаметны. Кузов остается узнаваемым как стандартный Escape. Вы можете заметить небольшой значок «Hybrid» на двери. Приборная панель немного отличается. Заднее вентиляционное отверстие помогает охлаждать аккумуляторную батарею. Без этих подсказок большинство людей не заметит разницы.
Это не было нишевым экспериментом. Это были масштабные инженерные усилия, примененные к проверенной платформе. Результатом стал автомобиль, способный конкурировать на массовом рынке. Он принес гибридную эффективность в сегмент, который ранее игнорировал ее.
Остается вопрос, изменит ли этот прорыв поведение потребителей. Ранние данные свидетельствуют о сильном интересе. Но настоящее испытание заключается в долгосрочной надежности и реальных показателях в повседневной эксплуатации.
В этом и заключалась вся суть предложения. Ford не просто установил бензиновый двигатель и небольшую батарею и на этом успокоился. Компания потратила годы на совершенствование Escape Hybrid, потому что ему нужно было вести себя точно так же, как обычному внедорожнику. Для его управления не нужна инженерная степень. Вы просто поворачиваете ключ.
Электродвигатель и аккумуляторная батарея рассчитаны на весь срок службы автомобиля и не требуют обслуживания. На приборной панели нет индикатора, предупреждающего о снижении заряда. Система самостоятельно переключается между источниками питания. Она незаметна. По всем практическим меркам, Escape Hybrid — это просто внедорожник с отличной топливной экономичностью и низкими выбросами. Именно эта простота могла реально изменить ситуацию на автомобильном рынке США. Сделать гибридные технологии доступными для среднего покупателя без необходимости обучения было его самой инновационной особенностью.
Но что происходит, когда вы открываете капот? Давайте посмотрим на аппаратную часть.
Полная гибридная система Ford Escape
Под пластиковыми панелями скрывается сложный танец механических и электрических компонентов. Сердцем системы является не просто небольшой электродвигатель, помогающий большому двигателю. Это полностью интегрированная параллельная гибридная система.
Ford использовал 2,3-литровый рядный 4-цилиндровый бензиновый двигатель. Он сочетается с синхронным электродвигателем с постоянными магнитами. Два этих узла соединены через устройство разделения мощности, которое по сути представляет собой сложный планетарный редуктор. Такая конструкция позволяет двигателю напрямую вращать колеса или генерировать электричество для зарядки батареи. Она также позволяет электродвигателю самостоятельно вращать колеса на низких скоростях.
Аккумуляторная батарея представляет собой никель-металлгидридный (NiMH) блок. Она расположена под задними сиденьями. Ее емкость скромная по современным меркам, но ее достаточно для коротких электрических рывков. Система автоматически управляет состоянием заряда. Рекуперативное торможение захватывает энергию, которая в противном случае потерялась бы в виде тепла. Эта энергия возвращается в батарею.
Трансмиссия является бесступенчатым вариатором (CVT) во всех отношениях, кроме названия. Планетарный редуктор создает эффект переменного передаточного отношения. Это позволяет двигателю чаще находиться в наиболее эффективном диапазоне оборотов, чем в традиционном автомате. Электродвигатель заполняет пробелы. Он обеспечивает крутящий момент, когда это необходимо, и накапливает энергию, когда это не требуется.
Почему это важно для водителей
Большинство водителей никогда не заметят разницы между этим автомобилем и обычным бензиновым. Переход между электрической и бензиновой тягой происходит плавно. Без рывков. Без задержек. Система сама решает, какой источник питания использовать, на основе положения педали акселератора, скорости и заряда батареи. Вы просто едете.
Такой подход устранил барьеры для входа. Вам не нужно было учиться «заряжать» автомобиль. Вам не нужно было беспокоиться о долговечности батареи. Автомобиль просто работал. Именно поэтому Escape Hybrid нашел отклик у покупателей, которые хотели получить преимущества гибрида без лишних хлопот. Это стало доказательством концепции для массового внедрения.
Реальное влияние
Escape Hybrid не просто изменил то, как люди думали о гибридах. Он изменил подход Ford к электрификации. Он показал, что гибриды могут быть практичными. Доступными. Простыми в использовании. Продажи доказали, что потребители готовы принять эту технологию, если она не требует изменения образа жизни.
Инженерные решения, заложенные в основу Escape Hybrid, являются свидетельством приверженности Ford идее доступности электрической мобильности. Речь шла не о создании нишевого продукта для техн
Как на самом деле работает Ford Escape Hybrid
Забудьте о «легких» гибридах, где бензиновый двигатель никогда не останавливается полностью. Ford спроектировал Escape Hybrid как полноценную систему. Бензиновый двигатель и электромотор не просто сменяют друг друга — они работают в сотрудничестве. Вы получаете раздельную работу, совместную работу и всё, что между ними.
Система работает в четырёх различных фазах.
Начнём с запуска двигателя. Поверните ключ. Сначала просыпается электромотор. Он проворачивает бензиновый двигатель. Затем следует проверка. Компьютер сканирует уровень заряда батареи. Он проверяет рабочие температуры. Он подтверждает настройки климат-контроля. Если кондиционер включён на максимум, двигатель остаётся включённым. Если условия подходящие, бензиновый двигатель мгновенно выключается. Вы теперь едете только на электричестве.
Это происходит за секунды.
Когда вы останавливаетесь на светофоре, бензиновый двигатель выключается. Вы простаиваете в тишине. Ждёте в автокафе? Тишина. Ford значительно сгладил циклы включения и выключения. Тестеры всё же отметили заметную вибрацию при перезапуске или отключении двигателя. Это стандартное поведение гибрида. Не ожидайте шёпота Rolls-Royce.
Разгон изначально происходит исключительно на электричестве. Электромотор обеспечивает мгновенный крутящий момент на низких оборотах. Это идеальный инструмент для разгона со старта. Бензиновый двигатель не подключается, пока вы не достигнете примерно 25 миль в час. В плотном городском трафике вы можете проехать весь день, ни разу не запустив бензиновый двигатель. Два источника питания работают в тандеме вплоть до скоростей на шоссе.
А затем есть рекуперативное торможение.
Обычные автомобили рассеивают кинетическую энергию в виде тепла при торможении. Гибриды улавливают её. Электромотор меняет роль. Он становится генератором. Он возвращает энергию обратно в аккумуляторную батарею. Каждый красный свет — это мини-зарядка. Вот почему гибриды показывают превосходную экономию топлива в городском движении с частыми остановками по сравнению с открытыми шоссе. Здесь важна плавность торможения. Резко нажмите на тормоз, и система антиблокировки вступает в действие. Вы теряете восстановленную энергию.
Движение по шоссе меняет динамику.
На скоростях от 50 до 70 миль в час (80–110 км/ч) бензиновый двигатель берёт основную нагрузку на себя. Здесь он наиболее эффективен. Но у Escape небольшой четырёхцилиндровый двигатель. Ему не хватает сырой мощности. Когда нужно обогнать, подключается электромотор. Он добавляет лошадиные силы к бензиновому двигателю. Вы получаете ускорение без переключения на пониженную передачу.
Здесь нет традиционной коробки передач с шестернями. Escape использует электронно управляемую бесступенчатую трансмиссию (eCVT). Бортовые компьютеры постоянно регулируют передаточное число для оптимальной топливной эффективности. Инженеры Ford утверждают, что это обеспечивает увеличение эффективности на 30 процентов по сравнению с обычными коробками передач.
Теперь давайте посмотрим на ценник.
Цены и комплектации Escape Hybrid
К гибридной версии можно добавить опций примерно на $3 800. Кожаные сиденья. Расширенные функции безопасности. Розетка 110 вольт для ноутбуков или инструментов. Пакет для улучшения экстерьера. Навигация GPS.
Ниже приведены базовые цены для всей линейки.
-
Escape FWD 4-цил. — $19 995
-
Escape AWD 4-цил. — $23 235
-
Escape AWD 6-цил. — $27 145
-
Escape Hybrid FWD — $26 970
-
Escape Hybrid AWD — $28 595
Гибрид с передним приводом стоит чуть менее $27 000. Это премия, но не аномалия в этом сегменте. Гибрид с полным приводом стоит $28 595. Для большинства покупателей именно эта цифра имеет значение.
Далее мы подсчитаем цифры, чтобы понять, окупается ли эта премия за счёт экономии топлива.
Архитектура трансмиссии и показатели мощности
Ford не просто установил аккумулятор в Escape. Они переработали бензиновый двигатель для повышения эффективности. В гибридной версии используется 2,3-литровый алюминиевый четырехцилиндровый двигатель с циклом Аткинсона. Цикл Аткинсона жертвует пиковой мощностью ради лучшей тепловой эффективности. Это компромисс. Стандартные двигатели с циклом Отто более мощные. Двигатели с циклом Аткинсона экономичнее.
Бензиновый двигатель развивает 133 л.с. при 6000 об/мин. Крутящий момент составляет 129 фунт-фут при 4500 об/мин. Электрическая часть представляет собой трехфазный синхронный двигатель с постоянными магнитами. Он добавляет 94 л.с., но только в диапазоне 3000–5000 об/мин.
Сравните это с негибридным Escape. Его четырехцилиндровый двигатель развивает 153 л.с. при 5800 об/мин и 152 фунт-фут крутящего момента при 4250 об/мин. На бумаге гибридная версия проигрывает в мощности. Но она выигрывает в эффективности.
Вес и динамика
Масса убивает эффективность. Полный привод (AWD) Escape Hybrid весит 3893 фунта (1766 кг). Это примерно на 500 фунтов тяжелее стандартной модели. Гибридные компоненты недешевы.
Колесная база составляет 103,1 дюйма. Дорожный просвет — скромные 8 дюймов. Для внедорожника он компактный. Контакт с дорогой обеспечивают шины Continental ContiTrac EcoPlus. В комплекте идет полноразмерная запаска. Бензобак вмещает 15 галлонов.
Показатели производительности
Журнал Car and Driver протестировал полностью укомплектованную модель с полным приводом в декабре 2004 года. Вот точные цифры:
- Разгон 0-60 миль/ч: 10,8 секунды
- Максимальная скорость: 102 миль/ч (164 км/ч)
- Торможение 70-0 миль/ч: 195 футов (60 метров)
Это не гоночный автомобиль. Но он едет.
Реальность расхода топлива
Если вы ищете гибридный автомобиль, вас интересует одна цифра. Миль на галлон. Escape Hybrid не достигнет показателя 50+ миль на галлон, как у более компактных гибридов. По данным Ford:
- В городе: 35 миль/галлон
- На трассе: 29 миль/галлон
Независимые тесты от USAToday и Motor Trend показали, что реальные показатели будут немного ниже. Тем не менее, экономия по сравнению с негибридным Escape составляет 20–25 процентов. Это значительный показатель. Он также значительно превосходит более крупные внедорожники, которым с трудом удается достичь 10 миль на галлон.
Рейтинги EPA различаются в зависимости от привода. Версия с передним приводом (FWD) расходует 33 миль/галлон в городе и 31–36 миль/галлон на трассе. Полный привод (AWD) снижает показатели до 33 миль/галлон в городе и 29 миль/галлон на трассе. При баке на 15 галлонов запас хода составляет от 400 до 500 миль. Этого достаточно, чтобы пересечь штаты без частых остановок.
Почему городской вождение благоприятствует гибридам
Двигатели внутреннего сгорания ненавидят холостой ход. Они ненавидят медленное ускорение. Они ненавидят частые остановки. Тяжелый внедорожник в пробном движении тратит топливо неэффективно. Вы сжигаете бензин, просто чтобы преодолеть инерцию.
Гибриды решают эту проблему. Электрический двигатель обеспечивает движение на низких скоростях. Бензин не расходуется при ползучем движении в пробках. Торможение рекуперативно, энергия возвращается в аккумулятор.
Именно поэтому расход топлива в городе у гибридов лучше, чем на трассе. На трассе большую часть работы выполняет двигатель внутреннего сгорания. В городе же электрический двигатель работает в полную силу.
Впечатления от вождения
Как это ощущается при вождении?
Переход между электрическим и бензиновым питанием плавный. Вы почти не замечаете переключения. На низких скоростях автомобиль тихий. В режиме только на электричестве он доминирует в пробках.
Ускорение ощущается достаточным, но не срочным. Электрический двигатель обеспечивает мгновенный крутящий момент с места. Бензиновый двигатель включается, когда требуется больше мощности. Система управляет переключением бесшовно.
Торможение ощущается иначе. Рекуперативное торможение создает дополнительное сопротивление. Приходится корректировать давление на педаль. На привыкание уходит немного времени.
Управляемость стабильна. Дополнительный вес немного снижает центр тяжести. Крены кузова минимальны. Шины Continental обеспечивают хорошее сцепление.
Внутри салон тихий. Шум ветра минимален. Гибридная система не визжит и не гудит. Она отшлифована.
Весело ли на нем ездить? Не really. Он практичен. Эффективен. Тих. Он ставит экономию выше спортивности.
Для большинства покупателей это и есть главная цель.
В большинстве случаев вы никогда не догадаетесь, что управляете гибридным автомобилем. Инженеры Ford разработали Escape Hybrid так, чтобы его поведение максимально имитировало поведение стандартного компактного внедорожника, благодаря чему электрическая трансмиссия остается практически незаметной. Если бы вы не знали технических характеристик, вы бы не заметили, что электромотор оказывает помощь.
Но если ехать достаточно активно, начинают проявляться особенности.
Дрожь и ощущение тормозов
Самый очевидный признак — это дрожь. Она возникает, когда бензиновый двигатель снова включается после того, как автомобиль катился накатом или двигался только на электрической тяге. Это легкий рывок, который вы чувствуете всем телом. Он не резкий, но отчетливо отличается от плавного ускорения обычного двигателя внутреннего сгорания.
Затем идет торможение. Рекуперативное торможение использует электромотор для замедления автомобиля, одновременно восстанавливая энергию. Это означает, что замедление ощущается иначе. Вы полагаетесь не только на трение колодок о тормозные диски. Вы чувствуете изменение сопротивления до того, как подключатся физические тормоза. При резком торможении есть заметный переходный момент, когда гидравлические тормозы берут на себя управление, чтобы полностью остановить автомобиль. Это требует легкой корректировки работы правой ногой.
Преимущество eCVT
Главное преимущество исходит от трансмиссии. Ford оснастил Escape электронно-вариативной трансмиссией (eCVT). В отличие от традиционного автомата с фиксированными передачами, эта система не имеет физических шестерен для переключения.
Результат — невероятно плавная езда. Нет резких толчков при разгоне. Нет включения сцепления. Нет скачков оборотов, которые ощущаются как удар. Передача мощности линейна. Вы нажимаете на педаль, и автомобиль движется. Точка.
Эта плавность — одна из главных причин заявленного повышения топливной эффективности. Двигатель чаще работает в оптимальном диапазоне эффективности, поскольку ему не нужно переключаться между передаточными числами. eCVT управляет распределением мощности между бензиновым двигателем и электромоторами, обеспечивая эффективную работу системы.
Это спортивный автомобиль? Нет. Но для ежедневных поездок на работу отсутствие рывков при переключении делает его одним из самых плавных компактных внедорожников на дорогах. Вам просто нужно привыкнуть к тому, что педаль тормоза поначалу ощущается немного иначе.
Приборная панель рассказывает историю
Приборная панель практически не изменилась, за исключением одной конкретной доработки на тахометре. Вы увидите показания, уходящие ниже нуля. Это умный маленький индикатор, сообщающий, что двигатель внутреннего сгорания выключен, и автомобиль работает только на электрической тяге. Если вы выберете навигационную систему, то получите бонус: на дисплее отображается графика потока энергии гибридной силовой установки. Она показывает, как именно энергия перемещается по системе в реальном времени.
Где прячутся батареи?
Легко предположить, что размещение достаточного количества батарей для движения небольшого внедорожника займет весь багажник. Однако инженеры Ford с этим не согласились. В Escape Hybrid используется 250 элементов питания типоразмера D на основе никель-металлгидридной технологии. Они соединены последовательно и расположены горизонтально под задним грузовым отсеком.
Благодаря такому размещению пространство для груза стало меньше, чем в обычном (негибридном) Escape. Потеря составляет всего несколько дюймов. Для водителя и пассажиров всё остаётся без изменений. Никаких компромиссов в комфорте или пространстве для головы нет.
Стоит ли переключаться?
Как первая попытка создания практичного гибридного внедорожника, Ford Escape Hybrid выделяется как отличный образец инженерной мысли. Он более экологичен и обеспечивает более низкие расходы на топливо, чем любой другой внедорожник, представленный на рынке в настоящее время. Он пока не сравнится с Toyota Prius, которая имеет рейтинг 60 миль на галлон в городе и 51 милю на галлон на шоссе. Но в долгосрочной перспективе Escape может быть более полезным для планеты. Создавая гибридный автомобиль для средней семьи, Ford может помочь разместить миллионы таких автомобилей в американских гаражах в течение десятилетия.
«Создав гибридный автомобиль для средней семьи, которой обычно требуется немного места для комфортных путешествий, Ford может способствовать появлению миллионов гибридов в американских гаражах в течение десятилетия».
Узнайте больше
Для получения дополнительных сведений о Ford Escape Hybrid и связанных с автомобильной тематикой темах обратитесь к следующим ссылкам.
Статьи HowStuffWorks по теме
- Quiz Corner: Quiz on Hybrid Cars
- Как работают гибридные автомобили
- Как работают электромобили
- Как работает GM Hy-wire
- Как работает водородная экономика
- Как работают автомобильные двигатели
- Как работают электродвигатели
- Как формируются цены на бензин
- Как работают автомобили на природном газе
- Фотографии гибридных автомобилей 2007 года
- Чемпионы реального расхода топлива по версии Consumer Guide
Дополнительные полезные ссылки
- Ford Vehicles: Escape Hybrid
- Ford Vehicles: Escape Hybrid: Калькулятор экономии на топливе
- HybridCars.com: Ранние впечатления от водителя Escape Hybrid
- Тест-драйв семейного автомобиля: 2005 Ford Escape Hybrid
- TomPaine.com: Побег от нефтяной зависимости — 12 августа 2004 года
Источники
- 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 a million man-hours, Ford cranks out the first hybrid SUV.» Car and Driver, Dec. 2004.
- Ford Vehicles: Escape Hybrid
