БЕНЗИН НЕ НУЖЕН

На фестивале старинных автомобилей «Ретро-Фест», что состоялся в столичном парке Сокольники в мае, я познакомился с Александром Антоновым и его ЛуАЗ-969М. Машина не молодая и вполне заслуживает участия в подобной выставке, но привлекла она меня в первую очередь не своим возрастом, а… отсутствием традиционного бензинового двигателя. Нет у нее и трансмиссии -КПП и редуктора заднего моста, о чем красноречиво говорят пустующие окна в полу, на месте которых должны бы быть органы управления упомянутыми агрегатами. Как же ездит этот необычный аппарат?

Первое, что приходит на ум — газ. Он дешевле бензина, но кардинально проблему не решает. Даже наоборот, иногда ее усложняет, поскольку далеко не у каждого под боком есть специализированная «газовая» АЗС или магазин с запчастями как компания USP, например.

Другой возможный источник тоже давно известен и применение его с каждым годом становится шире — это электричество. За рубежом электромобили сейчас производятся серийно и массово используются. У нас их развитие все еще носит опытный характер, хотя через несколько лет весь городской транспорт обещают перевести на электротягу. Эти перспективы рано или поздно будут воплощены в жизнь, однако согласитесь, что очень заманчиво уже сегодня, не дожидаясь «светлого будущего», пусть и в масштабах «конкретной ячейки общества», но отказаться от дорогостоящего топлива и питать свой автотранспорт от электрической розетки, которая есть в каждом доме. Этот «сыр» тоже не бесплатный, понятно, но он явно дешевле, да и «заправка» всегда рядом. Экономическую эффективность можно легко подсчитать, об этом чуть позже, но то, что дело стоящее — ясно и без математических выкладок.

Вот и Александр Антонов, одолеваемый подобными мыслями, решил однажды заняться их практической реализацией. Начал с шасси. Хотел было приобрести за бесценок какой-нибудь старенький «жигуленок» для своих экспериментов, но подумал, что в деревне, по лесам да полям, ездить на нем будет скучно. «Нива» для сельской местности предпочтительнее. И уже почти договорился о покупке подходящего экземпляра, как вдруг осенило — а может взять ЛуАЗ? Компактный легкий «джип» с харизматичной внешностью — самое то, пожалуй! И нашел в подмосковном Воскресенске вполне ухоженный гаражного хранения ЛуАЗ-969М 1987 года выпуска. Машинка своим ходом добежала до гаража-«операционной», где у нее сразу же удалили некоторые жизненно важные ранее органы.

Первым делом демонтировали отлично работающий, но в данном случае совершенно не нужный бензиновый двигатель внутреннего сгорания. Вместо него установили электромотор, который соединили с КПП. Понятно, что для его питания нужны аккумуляторные батареи. Под них сварили ящик, который разместили под бывшим моторным отсеком. Кстати, АКБ применили не свинцово-кислотные, что используются для пуска мотора на обычных автомобилях, а гелевые, которые способны длительное время работать в тяговом режиме, выдавая значительный ток и безболезненно переносить более глубокий разряд. Емкость каждой батареи 32 А*ч, напряжение 12 В. Такие применяются, например, в инвалидных самоходных креслах.

Но автомобиль предназначен не для одного человека, поэтому батарей требуется много. Поначалу их был десяток -два блока по пять штук, соединенных последовательно — таким образом, рабочее напряжение составляло 60 В. Второй такой набор подключен параллельно, что в два раза повысило суммарную емкость «электрического бака».

Аккумуляторы и электромотор — оборудование для электромобиля необходимое, но недостаточное. Нужен еще блок управления, с помощью которого можно дозировать тягу, переключать двигатель на обратное вращение для обеспечения заднего хода. Все эти функции берет на себя контроллер.

Надо заметить, что, задумывая свой проект, Александр совершенно не собирался забираться в «дебри» автоконструирования. На серьезных полноценных электромобилях применяются, например, устройства рекуперации энергии при торможении, но повторить такое в гаражных условиях довольно сложно. Да и не требовалось, ориентируясь на вполне конкретные и довольно скромные задачи, поэтому остановились на упрощенной схеме. Найти нужные элементы для нее, включая подходящие моторы, намного легче и дешевле. Подобные агрегаты уже существуют в готовом виде и используются для приводов тех же инвалидных кресел, велосипедов, самокатов и небольших электромобильчиков для детей.

Итак, на ЛуАЗе установили аккумуляторы, контроллер, электромотор. И он поехал! Но… очень грустно. Огорчились, конечно, но рук не опустили. Занялись облегчением машины. Выкинули всю трансмиссию. В сборе с силовым агрегатом — это ощутимый минус, почти 200 кг. И продолжили эксперименты, установив на переднюю ось два мотора. Автомобиль побежал быстрее, но все равно не так, как хотелось бы. В итоге пришли к варианту с приводами на все четыре колеса, как это и должно быть у настоящего внедорожника.

Если заглянуть под днище автомобиля, то мы не увидим ни КПП, ни кожуха центрального приводного вала, служащего для передачи крутящего момента двигателя к редуктору заднего моста. Такую неординарную конструкцию, кстати, можно встретить только на ЛуАЗах, получившихся в свое время путем адаптации под гражданское использование сугубо военной техники — транспортера переднего края (ТПК), предназначенного для эвакуации раненых с поля боя и скрытного подвоза резервов. Но в результате усилий, приложенных к данному экземпляру Антоновым с группой поддержки, он стал не менее необычным.

К продольным лонжеронам интегрированной в кузов рамы приварены кронштейны крепления электромоторов, которые установлены на них поперечно и чуть под углом. Вал каждого электродвигателя мощностью 750 Вт (то есть чуть больше одной лошадиной силы) со встроенной планетарной передачей соединен через ШРУС с полуосью. А ее другой конец приварен к штатному фланцу, соединенному с вилкой карданного шарнира колесного редуктора. В конструкции приводов использованы узлы от автомобиля «Москвич-2141».

Моторы имеют водозащищенное исполнение, поэтому езда по лужам им не страшна. Теоретически можно предположить, что этот автомобиль годится для езды без дорог, но вопрос пока открытый, так как соответствующих проверок еще не проводилось.

Уже на стадии испытаний переднеприводной версии автомобиля обнаружилась серьезная проблема. Контроллер, в котором используются мощные транзисторы, быстро нагревался. Да так сильно, что даже плавилась изоляция подводящих проводов. Вот тогда и появилась под капотом блестящая металлическая коробка, вызывающая неподдельное удивление и множество вопросов у каждого, кто ее видит. Контроллер поместили в герметичный кожух, а затем заполнили его трансформаторным маслом, играющим роль охладителя (как в трансформаторах, собственно). А дугообразные трубки по бокам кожуха служат для лучшей циркуляции масла. Вопрос с нагревом контроллера был решен. Однако, что греха таить, передвигался автомобиль с новым «сердцем» по-прежнему вяло: ни тяги, ни приятной динамики.

Когда я прибыл на очередные ходовые испытания, Александр как раз экспериментировал с модернизированной «топливной» системой. К десяти аккумуляторам была добавлена еще пара, с тем, чтобы напряжение питания моторов возросло до 72 В. Согласно техническим характеристикам, эти двигатели рассчитаны на работу под напряжением до 110 В, поэтому все резервы повышения мощности пока еще не исчерпаны. Но уже в таком виде машину не узнать: она стала заметно лучше разгоняться и меньше «чахла» при подъеме в горку.

Впрочем, проект еще пока не завершен, не доведен окончательно до ума и не проверен всесторонне. Например, до сих пор не получен на практике ответ на интересующий всех вопрос о реально максимальном запасе хода, а это один из важнейших параметров для электромобиля. При имеющемся сейчас наборе аккумуляторов он составляет примерно 40 км. Разочарованы? Мало? Конечно, рассуждать о полноценной замене обычного автомобиля не приходится, но для «каботажной» езды, как выражается Александр, он подходит, и где-нибудь в небольшом городке или в поселке он вполне может найти успешное применение. Съездил туда-сюда до магазина-рынка, в гараж, на работу с максимальной скоростью не более 50 км/ч, поставил вечером машину на зарядку, а следующим утром она уже полностью «заправлена» и готова к очередному рабочему дню.

Простой расчет показывает, что при существующих основных параметрах схемы — 72 В и 64 А*ч — полный заряд блока батарей током около 7 А (примерно 0,1 емкости, как рекомендует теория) потребует примерно 9 часов. А учитывая, что в аккумуляторах всегда остается около 25 процентов емкости (при разряде ниже этого порога машина просто не поедет), времени на их восстановление понадобится меньше. Также АКБ упомянутого типа допускают заряд током до 20 А, что тоже сокращает время полной «заправки». От бытовой сети 220 В при этом израсходуется 4,6 кВт ч (опять-таки если считать от 0 до 100 процентов), что при стоимости электроэнергии 4,5 р/кВт ч обойдется в 20,7 рублей. Таким образом, на 40 км мы потратим 21 рубль. Игра стоит свеч! Если же задаться целью увеличить запас хода, то прослеживается прямая зависимость: чем больше будет суммарная емкость аккумуляторов, тем дальше можно будет уехать. Обратная сторона медали — стоимость оборудования, которая тоже возрастет.

Конечно, идея самостоятельной постройки электромобиля из обычного далеко не новая. Однако данный проект получился весьма оригинальным, имеющим право на жизнь и полностью отвечающим поставленным при его реализации задачам.

Андрей ФАРОБИН