Mythbusters: гибриды

Нажмите, чтобы узнать, как Ferrari использует гибридные технологии в Формуле-1, в гонках на выносливость и на дороге

Все это естественным образом отразилось на модели Ferrari LaFerrari, дебютировавшей на том же шоу три года спустя. Хотя главным героем стал атмосферный двигатель V12 объемом 6,2 литра, электромотор нового автомобиля мощностью 163 HP был техническим чудом и обеспечивал эффективность и крутящий момент близкие к уровню Формулы-1. Он крепился к задней части коробки передач с помощью комплекта шестерён, а два электрических инвертора были установлены на верхней части корпуса трансмиссии. Второй вспомогательный электродвигатель заменил обычный генератор переменного тока, что позволило сэкономить вес и уменьшить массу. 

Высоковольтный аккумуляторный блок состоял из 120 элементов, разделенных на восемь модулей, и был собран гоночным подразделением Формулы-1. Агрегат был помещён в кевларовую оболочку и изолирован от кабины стеклянным слоем. Эти инверторы и два преобразователя постоянного тока управляли подачей электроэнергии; результатом стала плавная интеграция между двигателем внутреннего сгорания и электромотором. 

Обладая мощностью 963 HP, Ferrari LaFerrari превзошел все обычные параметры производительности, а благодаря гибридной системе он мог разгоняться с 70 до 120 км/ч в два раза быстрее, чем Ferrari Enzo (3,4 секунды по сравнению с 7,2 секундами). Мгновенный отклик был столь же впечатляющим. При разгоне с 2500 об/мин на четвертой передаче потребовалось всего 0,1 секунды, чтобы выйти на 90 процентов полной мощности. Вот это и есть то, что называется чувствительностью.

599 Hy-Kers продемонстрировал, как технология KERS Формулы-1 может быть перенесена на дороги общего пользования

Затем появился SF90 Stradale — первый подключаемый гибрид Ferrari. Это еще больше расширило возможности благодаря режиму eDrive, который позволял автомобилю проезжать на чисто электрической тяге до 25км. Три электромотора добавили 217 HP к 780 HP 4,0-литрового двигателя V8 с двойным турбонаддувом, что позволило увеличить общую выходную мощность системы до 1000 HP. Современные автомобили все чаще называют «программно-управляемыми», и сложная логика управления SF90, безусловно, движется в этом направлении. Но почти все это направлено на улучшение управляемости и производительности, будь то векторизация крутящего момента на передней оси или электронная система контроля тяги, которая управляет пробуксовкой колес за счёт использования дополнительной кинетической энергии вместо того, чтобы ограничивать двигатель обычным образом.

Также имеется система электронного торможения, необходимая из-за большого объема рекуперативного торможения, обеспечиваемого электродвигателями. Согласование работы обычных фрикционных тормозов с системой рекуперации — одна из самых сложных задач, с которой сталкивается мощный гибрид, но SF90 справляется с ней. 

По мере того, как Ferrari продолжает развивать свои гибридные технологии, это чувство гармонии растет. Возьмем, к примеру, 296 GTB, на котором установлен 2,9-литровый двигатель V6 с турбонаддувом, с V-образным расположением цилиндров и 120-градусным углом развала, поэтому он низкий и широкий, что улучшает центр тяжести. Сам по себе он развивает мощность 663 HP. Он соединён с восьмиступенчатой коробкой передач с двойным сцеплением и электронным дифференциалом с интегрированным установленным сзади электродвигателем, который производит дополнительную мощность в 167 HP. В «квалификационном» режиме автомобиль 296 GTB может выдать в общей сложности 830 HP, двигатель и электромотор легко сопрягаются благодаря дополнительному сцеплению, которое находится между двумя источниками энергии, разъединяя их, когда автомобиль двигается на чистом электричестве. Электромотор питается от высоковольтной батареи емкостью 7,45 кВт·ч. 

Первый гибридный автомобиль Ferrari F1 дебютировал в 2009 году. Гибридизация делает дорожные автомобили Ferrari более мощными и эффективными, начиная с LaFerrari 2013 года

Ferrari использует устройство под названием TMA (привод управления переходом) для контроля и оптимизации распределения энергии между электрическим двигателем и двигателем внутреннего сгорания, а запатентованное программное обеспечение гарантирует плавность и мгновенность процесса. Он звучит естественно и великолепно, что немаловажно, учитывая различные сложности. Кроме того, вождение в бесшумном электронном режиме доставляет массу удовольствия. 

Сейчас в отрасли одним из модных слов является «сокращение», хотя, возможно, правильнее было бы говорить «оптимизация». Двукратный победитель гонок в Ле-Мане Ferrari 499P оснащен 3,0-литровым двигателем V6 с двумя турбинами мощностью 680 HP с электродвигателем на передней оси, обеспечивающим дополнительные 272 HP и полный привод на скорости свыше 190 км/ч (согласно правилам Чемпионата мира по гонкам на выносливость FIA). Эта технология оказала сильное влияние на новый суперкар F80, в котором используется аналогичная силовая установка. Он может разогнаться до 100 км/ч всего за 2,15 секунды, до 200 км/ч за 5,7 секунды, а его максимальная скорость ограничена 350 км/ч. И снова эта феноменальная отзывчивость. 

F80 напрямую заимствован у победителя Ле-Мана 499P, с гибридным двигателем мощностью 1200 л.с.

Общая мощность системы составляет 1200 HP, из которых 900 HP вырабатывает двигатель внутреннего сгорания, а 300 HP— гибридная система. Имеются двойные турбины с электродвигателем, установленным между турбиной и компрессором для ускорения их вращения. Ferrari прошла долгий путь с момента выпуска модели 599 Hy-Kers, о чем свидетельствуют легкие электродвигатели F80, разработанные и изготовленные собственными силами, настолько развит инженерный интеллект, который сейчас используется. Два из них расположены на передней оси и один на задней, что обеспечивает распределение крутящего момента и полный привод. Передний инвертор является двунаправленным, поэтому переменный ток, вырабатываемый электроприводом при рекуперативном торможении, преобразуется в постоянный ток для зарядки аккумулятора. Инвертор на заднем электромоторе MGU-K, вдохновленный Формулой-1, который весит 8,8 кг и вращается со скоростью 30 000 об/мин, используется для запуска двигателя внутреннего сгорания, накопления энергии в аккумуляторе и обеспечения крутящего момента под нагрузкой. Высоковольтная батарея также сильно подвержена влиянию Формулы-1: 204 литиевых элемента сгруппированы в три модуля в корпусе из углеродного волокна, который расположен низко в шасси для оптимизации центра тяжести. 

Интересно, что мастерство Ferrari в создании гибридных систем: аккумуляторов, инверторов, силовых модулей и всего остального, означает, что автомобиль Ferrari LaFerrari можно оснастить новой современной батареей. На все гибридные модели Ferrari распространяется расширенная гарантия сроком на восемь лет. Гармония достигнута, круг замкнулся. 

[Вступительное изображение: Ferrari 499P 2023 года]