Управление главного конструктора АВТОВАЗ (коллектив авторов) - Высокой мысли пламень (Часть третья)
Так уральцы готовы были, мне кажется, работать с нами даже бесплатно (признаюсь, ВАЗ не по всем счетам ещё с ними расплатился).
Почему крупнейшие фирмы мира так активно занялись проблемами ТЭ лишь сейчас?
Время поджимает. Потребление энергии, хотим мы или не хотим, экономим или нет, с каждым годом растёт. Основным её источником остаётся углеводородное, ископаемое сырьё, и оно, увы, не бесконечно.
А ТЭ позволяют в принципе снять многие проблемы, открыть поистине безграничный источник энергии.
Да, пока они очень дороги. Но вспомните, сколько средств вложено за минувшие сто с небольшим лет в двигатель внутреннего сгорания, как совершенствовался, удешевлялся углеводородный цикл.
В настоящее время стоимость 1 кВт мощности энергоустановки на топливных элементах достигает 3 тысяч долларов.
А для её экономической эффективности нужно опуститься на уровень 100 – 200 долларов.
Президент Буш поставил перед США цель: к 2020 году все автомобили должны быть переведены на новые двигатели. На эту задачу из бюджета выделяется около 3 миллиардов долларов, и ещё в 3-4 раза больше вкладывают частные инвесторы.
Мы показали Антэл-1 на пятом Московском автосалоне в 2001 году.
По большому счёту, назвать это настоящим автомобилем было трудно. Это скорее ходовой макет, ХМ – есть у нас в автостроении такой специальный термин. По сути, смонтировали всё на машину, чтобы посмотреть: что – к чему – почём?
Окончательная сборка Антэл-1 происходила не в Тольятти, а в подмосковном Королёве, в РКК Энергия. Мы привезли туда автомобиль 2131 без силовой установки и стали его начинять с помощью местных специалистов – ведь опыта работы с водородом у нас не было.
Не скрою, было страшновато. Баллоны с водородом, с кислородом, все трубки из особой нержавейки.
Одним из главных достижений было то, что основное водородное оборудование, снятое с Бурана (начиная с баллонов и кончая самой энергетической установкой), уместилось в багажнике длинной Нивы. У других фирм в начале это оборудование полсалона занимало.
Самый напряжённый момент – первый запуск. Сначала всех отогнали подальше. Произвели заправку и попытались поехать.
Первым место за рулём занял ведущий инженер проекта от Энергии В. Никитин, следующим сел вазовец С. Ивлев.
И никаких сбоев! Ездили по внутреннему дворику примерно час, по очереди. Некоторые даже начали лихачить, так что пришлось этот спектакль прекратить.
На следующий день переехали на главную площадь ракетно-космического комплекса, там, где установлена их первая ракета, поднявшаяся в космос.
Явилось всё высшее начальство, во главе с генеральным директором Энергии Ю. Семёновым. Приехал В. Каданников. Пригласили космонавтов, представителей Главкосмоса. И все они поочерёдно катались по площади вокруг этой исторической ракеты.
А ещё через несколько дней (почему мы и торопились) машину отправили на Московский автосалон, где она сразу стала одной из изюминок. Это был 2001 год.
Шуму, интереса, расспросов было много. Специалисты, понимающие суть, спрашивали: «А где же вся установка? Салон же свободный!». – «Всё в багажнике!».
Японцы, те допытывались: «Это вы всё сами сделали?».
Вопрос мне тоже был понятен: японцы до самого последнего времени закупали водородные генераторы в Канаде, на фирме Ballard Power Systems, по миллиону, кстати, долларов за штучку. А уж дальше обвязку-привязку делали сами.
2001 год. Первый образец переднеприводного автомобиля 2131ТЭ Антэл-1н а топливных элементах. Электрохимический генератор (ЭХГ) размещён в багажном отсеке, плотно закрытом шторками от любопытных глаз. Силовая установка (электродвигатель с редуктором и главной передачей) размещены в моторном отсеке, пятиместный салон – свободный.
Принципиальная схема устройства Антэл-1.
Рентгеновский снимок автомобиля Антэл-1.
Г. Мирзоев и ведущий конструктор проекта С. Ивлев (на нижнем снимке справа) демонстрируют электрохимический генератор Антэла-1 генеральному директору ВАЗа А. Николаеву (вверху) и губернатору области К. Титову (2001 г.).
Образец 2111ТЭ Антэл-2, где вместо кислорода используется воздух. Всё оборудование удалось разместить под полом и в моторном отсеке. В результате, кроме свободного салона, имеется нормальное багажное отделение.
Принципиальная схема устройства Антэл-2.
Рентгеновский снимок автомобиля Антэл-2.
Внешне Антел-2 ничем, кроме надписей, не отличается от обычного 2111.
Зато под капотом – совершенно другая начинка.
Багажный отсек тоже вроде бы ничем не отличается (вверху). И только при снятой крышке лючка видны расположенные под полом водородные баллоны.
В целом размещение элементов оборудования на Антэл-2 получилось гораздо компактнее, чем на Антэл-1.
Г. Мирзоев объясняет министру промышленности В. Христенко принцип действия электрохимического генератора. Сзади – К. Титов, В. Вильчик и Н. Головко.
После расспросов начиналась оценка, разбор по элементам, по характеристикам. И все удивлялись, что на первом образце мы достигли неплохих показателей.
После закрытия Московского автосалона я пригласил всех журналистов в Дмитров, на автополигон. Приехали многие – поближе познакомиться, что это за чудо-юдо. И всех желающих катали на Антэле.
На Московский автосалон 2003 года мы представили уже Антэл–2, который был значительно усовершенствован по сравнению со своим предшественником. Он был выполнен на базе универсала 2111.
Энергоустановка Антэл-1 работала на водороде и кислороде, имела мощность 17 кВт и вырабатывала ток напряжением 120 V.
У Антэл-1 ёмкость баллонов для водорода и кислорода составляла соответственно 90 и 36 л, давление газов – 250 атм.
Но с самого начала было понятно, что возить в непосредственной близости баллоны с водородом и кислородом опасно, к тому же они занимают много места и требуют заправки.
Задача перевести работу ЭХГ с кислорода на воздух ни у кого не вызывала сомнений. Антэл-2 был укомплектован первым отечественным щелочным водородно-воздушным генератором на топливных элементах напряжением 240 V и мощностью 25 кВт.
На Антэл-2 вместо кислородного баллона был использован компрессор. Давление газа в баллонах Антэл-1 составляло 250 атм; теперь же водород находится в баллоне под давлением 400 атм.
Зато пробег автомобиля на одной заправке увеличился с 200 до 350 км. Максимальная скорость также возросла с 80 до 100 км/ч.
Энергоустановка, система управления, тяговый двигатель – всё разместилось под капотом. По сравнению с базовой моделью 2111 масса автомобиля увеличилась на 250 кг.
Появилось и ещё одно новшество. Раньше на то, чтобы закачать водородом 90-литровый баллон Антэл-1, уходило 2 часа. Но если не закачивать газ в баллон, а дать ему перетечь туда под определённым давлением, на всю процедуру уйдёт 5 – 10 минут. Именно такая технология и была внедрена на Антэл-2.
Работа с Антэл-1 показала, что на достаточно быстрый разгон автомобилю не хватает мощности. Чтобы исключить эту проблему, решили в Антэл-2 использовать буферную аккумуляторную батарею.
Была разработана никель-металлогидридная аккумуляторная батарея с высокой удельной энергоёмкостью (10 А/ч) и напряжением 240 V.
Она позволила кратковременно увеличивать мощность при разгонах почти в два раза и использовать энергию, принятую при торможении – эффект рекуперации.
Тормозная система тоже претерпела изменения. На Антэл-2 установлен компактный электроусилитель тормозов, благодаря чему управлять автомобилем стало гораздо легче.
Антэл-2 проезжает без подзарядки 350 км.
На его борту предусмотрена система хранения и подачи водорода, оснащённая тремя сверхлёгкими и прочными баллонами по 30 л. Водород в них находится под давлением 400 атм.
