Электрическая тишина. Lexus GS 450h

1 июня 2006 •  Прокомментировать тестдрайв

| Олег РАСТЕГАЕВ | Фото автора

В погоне за «бесплатной» энергией человек научился вырабатывать электричество с помощью воды, солнца, ветра… И автомобиля. Новейший седан Lexus GS 450h с гибридной силовой установкой способен бережно собирать энергию при торможении, «складывать» в 288-вольтовую батарею — и потом использовать для помощи бензиновому двигателю при разгоне. А еще в активе гибридомобиля Lexus GS 450h — первый в мире серийный двухступенчатый электромеханический вариатор, уникальный распределенно-непосредственный впрыск… И оглушительная тишина в салоне.

Если сложить 296 сил, развиваемых бензиновой «шестеркой» нового Лексуса, с мощностью встроенного в трансмиссию электромотора (а это ни много ни мало 147 киловатт, или 200 л.с.), то получится… Ничего себе — почти 500 сил, как у BMW M5!

На самом деле эти силы и киловатты складывать нельзя — так же, как невозможно вытянуть себя за волосы из болота. В этом вся соль силовой установки HSD (Hybrid Synergy Drive), где электродвигатель и бензиновый мотор связаны с колесами посредством планетарной передачи, соединенной еще и со специальным генератором. Хитрое «синергетическое» взаимодействие всех четырех компонентов в сумме дает 345 л.с. — и возможность обойтись вообще без коробки передач!

Раньше я на гибридомобилях не ездил и, отправляясь в Испанию на тест седана Lexus GS 450h, заранее был настроен скептически. Не может такая сложная система работать без недостатков! Ведь «синергетическая» установка все время то глушит бензиновый двигатель во время торможения, то заводит его в процессе разгона… Мало того, в гибридную трансмиссию Лексуса GS 450h встроена дополнительная двухступенчатая передача: только с ее помощью HSD удалось «упаковать» в корпус размером с обычный «автомат».

Гибридный Lexus великолепно оснащен: цветная камера заднего вида, DVD-чейнджер с объемным звуком 5.1 Surround Sound… На дисплей можно вызвать информацию о режиме работы силовой установки. Сейчас двигатель вращает ведущие колеса и генератор, который заряжает батарею и подпитывает работающий параллельно тяговый электромотор А это режим рекуперации — при торможении идет зарядка батареи, двигатель не работает
Диаграмма поминутного расхода топлива наглядно показывает экономию энергии: каждый синий квадратик —
50 Вт в копилку батареи
Под рулем — джойстик управления адаптивным круиз-контролем Вспомогательные кнопки — на откидной панели
 
Жесткость подвески регулируется автоматически или клавишей
Sport/Comfort
Вместо тахометра — индикатор суммарной мощности двух двигателей  

И как работает все это хозяйство?

Незаметно! Ни запаздываний, ни рывков...

Во-первых, после нажатия на кнопку Start в салоне продолжает царить тишина — вместо лязга стартера видишь, как на комбинации приборов загорается слово ready, «готов». Нажимаешь на газ — и Lexus бесшумно, с помощью электромотора, трогается с места. На электрической тяге Lexus GS 450h может проехать до двух километров со скоростью не выше 40 км/ч. Открываешь окна — и вместо привычного урчания мотора слышишь пение птиц и шелест листвы.

Фантастика!

Причем все системы, включая климат-контроль, в это время работают нормально. Ведь и усилитель руля, и компрессор кондиционера на версии GS 450h — с электроприводом.

Lexus GS 450h сохранил классическую компоновку: двигатель спереди продольно, ведущие колеса — задние. Но под капотом дополнительно установлен блок преобразователей напряжения, за спинкой заднего сиденья смонтирована тяговая батарея (Ni-MH). А фирменный тойотовский электромеханический вариатор HSD (Hybrid Synergy Drive) благодаря дополнительной двухступенчатой планетарной передаче удалось вписать в корпус обычного «автомата». Развесовка машины по осям — 50:50 Внешние скоростные характеристики двигателей

Двигатель версии GS 450h впервые в мире комбинирует распределенный и непосредственный впрыск. На каждый цилиндр приходится по две форсунки. Одна, как обычно, распыляет топливо во впускной коллектор (под давлением 4 атм), а вторая — непосредственно в камеру сгорания (130 атм). Создатели мотора утверждают, что таким образом сочетают достоинства обеих схем питания, снижая вредные выбросы и расход топлива

При холодном пуске топливо впрыскивается не только во впускной коллектор (на такте впуска), но и позже, на такте сжатия, непосредственно в цилиндр. Вторая фаза впрыска обогащает горючую смесь для улучшения пусковых свойств и быстрого прогрева каталитических нейтрализаторов

На холостом ходу работают только форсунки непосредственного впрыска, но — на такте впуска

При средних нагрузках на такте впуска задействованы обе форсунки — бензин распыляется и во впускной канал, и в камеру сгорания, что позволяет лучше перемешивать бензин с воздухом и оптимизировать процессы сгорания

Глядя на эту схему, можно понять, как работает электромеханическая трансмиссия. Двигатель, генератор и привод ведущих колес объединены простейшей планетарной передачей. Регулируя нагрузку на генераторе (солнечная шестерня «планетарки»), можно плавно менять частоту вращения ведущих колес (соединены с коронной шестерней), приводимых в движение бензиновым мотором (водило). С коронной шестерней соединен и электродвигатель — но через двухступенчатую планетарную передачу, которая на скорости до 90 км/ч с помощью фрикциона 1 обеспечивает передаточное число редуктора 3,9; на высокой скорости включением фрикциона 2 передаточное число изменяется на 1,9 Так выглядит «начинка» электромеханического вариатора: генератор (1), планетарная передача (2), тяговый электромотор (3), двухступенчатая передача (4)

Когда запас энергии в батарее иссякает или водитель интенсивнее давит на газ, практически незаметно запускается бензиновый двигатель. Набор скорости плавен. Момента, когда при 90 км/ч электромеханический вариатор переключается на «повышенную передачу», не замечаешь вовсе. Словно в тоннеле между сиденьями — не сложное хитросплетение шестерен и электромоторов, а обычный вариатор.

И разгонная динамика хороша — если верить паспортным данным, то Lexus GS 450h набирает сотню за 5,9 с. Это на 0,2 с быстрее, чем у 283-сильного Лексуса GS 430 с двигателем V8 объемом 4,3 л. Именно на это намекает индекс GS 450h — мол, электромотор наделяет гибридный седан с мотором V6 динамикой автомобиля с двигателем V8 объемом 4,5 л.

Даже после 200 км/ч Lexus откликается на нажатие педали газа довольно живо. А какая при этом тишина! Если при разгоне двигатель все же едва-едва слышен, то при замедлении он замолкает вовсе — глохнет в прямом и переносном смыслах слова. При этом генератор, встроенный в трансмиссию, заряжает батарею — о степени ее заряженности можно следить по диаграмме в комбинации приборов. Несколько затяжных спусков — и «полное ведро» электричества!

Комплексная система управления автомобилем VDIM (Vehicle Dynamics Integrated Management) — это система стабилизации нового поколения. В критической ситуации она не только подтормаживает колеса, но и меняет угол поворота руля (до трех градусов), изменяет сопротивление амортизаторов и управляет работой электромеханической трансмиссии Передние сиденья — с подогревом и вентиляцией Заднее сиденье спрофилировано под двух пассажиров

Но и разряжаются аккумуляторы в считанные минуты. Пара обгонов на подъеме — и на дисплее горит только половина полосок. Еще три-четыре грузовика на пути — и… Нет, опустошить батарею невозможно. Всегда остается НЗ, «неприкосновенный запас» — одно деление на диаграмме.

Правда, с полупустой батареей разгон уже будет не столь интенсивным — ведь тягу будет обеспечивать только бензиновая «шестерка» объемом 3,5 л. Она, кстати, на версии GS 450h тоже непростая — со «сдвоенным» впрыском. На каждый цилиндр — две форсунки. Одна «дует» во впускной коллектор, а вторая — прямо в цилиндр. Комбинация распределенного и непосредственного впрыска!

В поворотах гибридный Lexus ведет себя неплохо: мягкие реакции, небольшие крены, которые можно сделать еще меньше, переведя подвеску с электронноуправляемыми однотрубными амортизаторами в режим Sport. Но от настоящего спорта Lexus, конечно, далек — шустрить на горной дороге не очень-то приятно. Возможно, свою отрицательную роль здесь играет активный электроусилитель руля VGRS (Variable Gear Ratio Steering). Идея-то хороша — на малой скорости руль довольно «острый» (2,7 оборота от упора до упора), а по мере разгона рулевое управление становится «спокойнее» (до 3,7 оборота), что позволяет не напрягаться на шоссе. Все так, но… На узкой горной дорожке вмешательство электроники сбивает с толку. На автомобилях с нормальным рулевым управлением руки быстро привыкают к определенной чувствительности руля и «автоматически» поворачивают баранку на нужный угол. А в напичканном электроникой Лексусе никогда не знаешь, какую чувствительность в данный момент выбрала электроника, и на дуге приходится подруливать, приспосабливаясь к переменчивому характеру VGRS.

А еще сказывается немалая снаряженная масса. Да, электротехнические компоненты тойотовских гибридомобилей становятся все легче. Например, блок преобразователей напряжения на кроссовере RX 400h весит 35 кг и занимает 30 л объема, а на седане GS 450h он «усох» до 20 кг и 11 л объема — примерно как штатный 12-вольтовый аккумулятор. Тяговая батарея седана при той же емкости стала на 9 кг легче. Но при этом она все равно весит 61 кг. А суммарная масса всей электротехники достигает двух центнеров, и в результате почти двухтонный Lexus GS 450h тяжелее бензинового седана GS 430 на 200 кг!

Вдобавок тяговая батарея установлена за спинками задних сидений — она не только «съедает» треть объема багажника, уменьшая его с 430 до 280 л, но и исключает трансформацию салона. Даже лючка для лыж нет.

А каков ресурс никельметаллгидридных батарей Panasonic, особенно при низких температурах? И что будет, если они все-таки разрядятся?

— Мы уже набрали богатую статистику эксплуатации наших гибридомобилей, — отвечает Геральд Киллман из отдела разработки гибридомобилей компании Toyota. — Батареи Приусов, которые эксплуатируются в США, без проблем ходят по 300 тысяч миль, а в условиях сурового климата скандинавских стран выдерживают по 300 тысяч км. Так что мы считаем, что они служат столько же, сколько и весь автомобиль. Обслуживать тяговую батарею не надо. И даже если она разрядится, то в багажнике седана GS 450h есть традиционный 12-вольтовый аккумулятор — он и обеспечит «аварийный» запуск бензинового мотора…

Кстати, гибридный седан высшего класса LS 600h тоже «морозоустойчив» — в России он появится в 2007 году. А будут ли у корпорации Toyota дизельные гибриды? Ведь если совместить преимущества дизельного двигателя с электрической тягой, то получится суперэкономичный и суперэкологичный автомобиль, не так ли?

— Такие модели уже есть, — рассказывает Киллман. — На внутреннем японском рынке продаются грузовички-гибриды Toyota Dyna и Hino Ranger. Но выпускать легковой дизельный гибрид мы пока не планируем — такой силовой агрегат просто не сможет обеспечить высокого уровня комфорта. Высокая степень сжатия — это не только источник дополнительного шума и вибраций, это еще и повышенное сопротивление при запуске мотора. А на гибриде такие запуски происходят постоянно…

Чтобы разместить силовую батарею, объем багажника пришлось урезать до 280 литров — как в малышке Toyota Yaris Под ковриком нехитрый инструмент, еще ниже — «запаска-докатка»

Да, комфорт — это сильнейшая сторона седана GS 450h. Комфорт и экономичность. После тестового пробега по горным серпантинам в окрестностях Малаги бортовой компьютер высветил цифру 12 л/100 км. Примерно столько же «скушал» бы в таких условиях любой компактный хэтчбек с двухлитровой «четверкой». А Lexus GS 450 h — седан класса E, обремененный всеми мыслимыми удобствами вроде ксеноновых адаптивных фар, мощной (330 Вт) аудиосистемой Mark Levinson с DVD-плеером и объемным звуком формата 5.1 Surround Sound или вентилируемыми креслами. Причем вся эта роскошь — базовое оснащение. А стоить Lexus GS 450h в России будет $78500 — на $3400 дешевле, чем Lexus GS 430!

Кстати, гибридный Lexus RX 400h у нас пользуется популярностью — за год продано около 500 машин, а это — около 14% от общего объема продаж кроссоверов серии RX. И у седана GS 450h определенно есть все шансы превзойти этот успех.

Lexus GS 450h (данные производителя)

Тип кузова 4-дверный седан
Число мест 5
Размеры, мм  
длина 4835
ширина 1820
высота 1430
колесная база 2850
колея передняя/задняя 1540/1545
Объем багажника, л 280
Снаряженная масса, кг 1930
Полная масса, кг 2355
Коэффициент аэродинамического сопротивления 0,27
Двигатель основной бензиновый, с системой двойного впрыска топлива
Расположение спереди, продольно
Число и расположение цилиндров 6, V-образно
Рабочий объем, см3 3456
Степень сжатия 11,8:1
Число клапанов 24
Максимальная мощность, л.с./кВт/об/мин 296/218/6400
Максимальный крутящий момент, Нм/об/мин 368/4800
Двигатель электрический синхронный, переменного тока
Напряжение, В 650
Максимальная мощность, л.с./кВт 200/147
Максимальный крутящий момент, Нм 275
Генератор синхронный, переменного тока
Напряжение, В 650
Батарея никельметаллгидридная
Напряжение, В 288
Емкость, Ач 6,5
Трансмиссия двухступенчатый мотор-редуктор
Передаточные числа  
I 3,9
II 1,9
главная передача 3,267
Привод на задние колеса
Передняя подвеска независимая, пружинная, двухрычажная
Задняя подвеска независимая, пружинная, пятирычажная
Передние тормоза дисковые, вентилируемые
Задние тормоза дисковые, вентилируемые
Шины 245/40 R18
Максимальная скорость, км/ч 250
Время разгона 0—100 км/ч, с 5,9
Расход топлива, л/100 км  
городской цикл 9,2
загородный цикл 7,2
смешанный цикл 7,9
Емкость топливного бака, л 65
Топливо бензин АИ-95

Источник: АвтоРЕВЮ