Китайцы строят невероятно экономичные бензиновые двигатели. Их секрет — в технологии прошлого века

Недавний герой тест-драйва GAC S9 (и не только он) заинтриговал нас бензиновым ДВС с очень высокой степенью сжатия 14,4, который к тому же допускает использование АИ-92. Степень сжатия, как известно, сильно влияет на экономичность мотора, и китайцам удалось добиться КПД, характерного скорее для дизелей. Это особенно важно для гибридов, построенных вокруг идеи экономичности, но в чем их секрет?

Главная изюминка ДВС для гибридов — это даже не прямой впрыск бензина в цилиндры, хотя и он используется часто. Важнее, что моторы работают по циклу Миллера, который обеспечивает им невероятную эффективность.

Идея цикла Миллера, в общем, несложная: на такте сжатия впускные клапаны остаются открытыми дольше, чем нужно для оптимального наполнения цилиндров, и часть воздуха вытесняется обратно во впускной коллектор. Это позволяет безболезненно увеличить геометрическую степень сжатия, обеспечив при этом и высокую степень расширения во время рабочего хода поршня. А от последней сильно зависит КПД мотора.

Вообще для бензиновых ДВС характерны степени сжатия 8–11 единиц, для дизелей — 14–21, и это одна из причин экономичности последних (вторая — отсутствие дроссельной заслонки). В бензиновом моторе при слишком высокой степени сжатия возникает детонация, но в цикле Миллера фактическое сжатие заметно ниже «геометрического». При этом такт расширения, в течение которого и совершается полезная работа, остается длинным, что позволяет забрать у разогретых газов больше энергии, повысив КПД. Китайские компании, чьи моторы работают по такому циклу, заявляют КПД 40–47%, что для бензинового ДВС показатель невероятный.

Вы спросите, почему же этот чудесный цикл не использовался в догибридную эпоху, тем более Ральф Миллер запатентовал его в 1947 году. Но минус очевиден — вытесняя заряд из цилиндра, вы снижаете форсировку мотора, а именно она была краеугольным камнем в последние годы: все стремились выжать с заданного объема как можно больше «лошадей», оптимизируя впуск и выпуск, внедряя наддув, форсируя мотор по оборотам. То есть 1,6-литровый атмосферник по циклу Миллера будет развивать, условно, 90 л. с. вместо 120 л. с. — кто на такое согласится? Впрочем, турбонаддув позволяет частично нивелировать эти нюансы, так что такие ДВС применяют не только на гибридах, но и на обычных машинах.

Но куда лучше цикл Миллера подходит последовательным гибридам, где предельная мощность ДВС не играет решающей роли, поскольку бензиновый мотор не связан с колесами и работает исключительно на пополнение энергии в батарее. В этом случае отдача мотора усредняется: в момент пиковых ускорений все 300–500 л. с. выдают электромоторы, а задача ДВС — работать на электрический генератор мощностью 80–110 кВт, чтобы заряд батареи не просаживался на длинных отрезках времени.

В случае гибридов форсировка мотора не играет существенной роли, тем более обычно есть турбонаддув: у современных «миллеровских» двигателей с 1,5 литра объема снимаются вполне приличные 150 л. с. Поскольку наддув в любом случае увеличивает риски детонации, у турбомоторов степени сжатия ниже, чем у атмосферников, но все равно высокие. Например, лидер в области гибридов BYD использует степени сжатия 15,5 и 12,5 в зависимости от наличия «турбы». Степень сжатия 15 характерна и для моторов Dongfeng (бренд Voyah), причем даже с наддувом. У Changan и Geely степени сжатия 13, у Chery — 14,5.

Подобные чудеса стали возможны благодаря электрификации машин, что освободило ДВС от необходимости выдавать высокие показатели в моменте. Двигатель гибрида может молотить потихоньку на оптимальных оборотах, «думая» больше об экономичности, а не мгновенной отдаче.

Минусом такого подхода остается нестабильная динамика последовательных гибридов. Поскольку мощность ДВС значительно ниже, чем пиковые способности электромоторов, при езде газ в пол батарея рано или поздно разрядится. Есть и ограничения по максимальной скорости, например, мощность 150 л. с. для крупного кроссовера соответствует скорости в районе 150–160 км/час. Гибрид позволит ехать быстрее, но недолго, пока жива батарея. У большинства гибридов динамика в принципе снижается по мере разрядки батареи, например, разгон до 100 км/час у Lixiang L7 ухудшается с 5,7 до 9,4 секунды при падении зарядки до 30% (данные «Авторевю»). То есть из конкурента BMW X6 он превращается в аналог Toyota RAV4.

Но в нашем мире, нашпигованном камерами видеофиксации, это не столь уж серьезный недостаток. Времена, когда можно было ездить на 200 км/час или ускоряться с каждого светофора, давно в прошлом, а для рутинной езды гибриды подходят неплохо. Полная отдача от них нужна редко, разве что на обгонах и встраивании в плотный поток, а это считаные секунды.

Что касается экономичности, по нашему опыту, двух-трехтонные кроссоверы даже в режиме сохранения батареи на трассе тратят в районе 6-8 л/100 км бензина, что выглядит «дизельной» величиной для таких махин. Отчасти — благодаря циклу Миллера.

Так что мнение, будто китайцы ничего не понимают в технике, давно устарело. В отдельных областях они уже близки к лидерам, другое дело, что задушенный таможенными сборами и санкциями российский рынок не видит большую часть действительно интересных китайских машин. А те, что везут к нам, — это, как правило, лоукостеры за двойную цену. И это не вина китайцев.

В Россию тем временем приходит новая китайская марка Xpeng. Она интересна своими технологиями и партнерством с «Яндексом».

Но и АВТОВАЗ не стоит на месте: через 20 лет просьб и упрашиваний, он, наконец, прикрутил к «Ниве» чуть более мощный мотор. По меркам завода — прорыв.