Институт питания: отечественные автомобили на альтернативном топливе
Вспомнив отечественные электромобили (ЗР, 2016, № 3), поговорим о машинах с двигателями на иных альтернативных видах топлива.
С легким паром!
На рубеже ХIХ–ХХ столетий преимущества бензина не были неоспоримы. Ведь и первый cамодвижущийся экипаж, построенный французом Кюньо еще в конце ХVIII века, в движение приводила паровая машина. Многим и через сто лет казалось, что паровики имеют будущее. Тем более что нефть надо было добывать или покупать, перерабатывать, а это недешевое удовольствие.
Естественно, среди машин, предлагавшихся в начале прошлого века немногочисленным платежеспособным покупателям Российской империи, были и паромобили: американские, марки Locomobile, их британские аналоги Stanley и французские Gardner-Serpollet. Логично, что отечественные производители не оставили их без внимания.
В 1902 году на петербургской выставке московский завод Дукс показал свой паромобиль. Реклама писала даже о двух моделях, мощностью 6 и 12 л.с. В том же 1902‑м паромобиль, скопированный с французского Gardner-Serpollet, сделали в ремесленном училище при приюте принца Ольденбургского. Выбор прототипа явно не случаен. Паровики Gardner-Serpollet были у великого князя Дмитрия Романова и близкого к правящему дому барона Фредерикса, а Ольденбургские состояли в родстве с Романовыми. Паромобиль из ремесленного училища остался в единственном экземпляре, а машин, копирующих Locomobile, в России продали едва ли десяток. Казалось, о водяном паре забыли навсегда…
Но ведь в США и Западной Европе паромобили делали, хотя и в небольших количествах. Британский грузовик Sentinel, закупленный в 1938‑м для изучения специалистами НАТИ, подвиг наших инженеров сделать нечто подобное. В 1939 году разработали модель МП‑28 на шасси грузовика ЯГ‑6. Паровая машина должна была развивать 120–140 л.с. До воплощения дело дошло только после войны. Работы курировало МВД, ведь машину планировали использовать на лесозаготовках в дальних районах страны, где бензина было мало, лéса для топки паровой машины – завались, а работали на лесозаготовках преимущественно заключенные.
Бескапотный НАМИ‑012 с кабиной, объединенной с отсеком для паровой машины в единое целое, работал на швыркé – коротких (длиной до полуметра) дровах. Паровая машина развивала 100 л.с. при 1250 об/мин.
Максимальная скорость автомобиля грузоподъемностью 6000 кг составляла всего 42 км/ч. В кабине вместо рычага переключения передач стояла ручка регулировки отсечки парораспределения. В 1949‑м построили еще два прототипа – второй бортовой грузовик и лесовоз. Провели полный цикл испытаний. Запас хода безрельсового паровоза составлял 75–100 км, а расход дров – примерно 400 (!) кг/100 км. У машины с очень тяжелым передком оказалась посредственная проходимость, поэтому сделали и полноприводный вариант НАМИ‑018.
Конечно, дрова были дешевле бензина и даже дизтоплива. Если не считать трудозатрат на их распилку, колку, заливку в котел 200 литров воды и времени на раскочегаривание машины. А кто считал? Рабочей силы, подведомственной МВД, было в избытке. Но по большинству параметров паровой грузовик заметно проигрывал бензиновому ЗИС‑150, тем более дизельному МАЗ‑200. В общем, паровики окончательно ушли в историю. Куда дольше прожили иные автомобили, топливом для которых тоже служили дрова.
Газовая атака
В 1930–1940 годы многие фирмы увлекались машинами с газогенератором. Особенно они расплодились во время Второй мировой войны, когда европейские страны испытывали острый дефицит бензина. А в СССР с его необъятными лесами этой темой занялись в середине 1930‑х. Общий принцип работы газогенераторной установки прост: топливо (древесные чурки или уголь), сгорая при недостатке кислорода, выделяет газ, который идет в камеру сгорания двигателя. Правда, для бесперебойной работы мотора степень сжатия должна быть больше, чем у серийного.
Первый газогенераторный НАТИ-А Автодор собрали на базе легковушки ГАЗ-А в 1935 году. Автомобиль, созданный А. И. Пельтцером, имел довольно компактную газогенераторную установку, притороченную сзади, на месте несуществующего багажника. Степень сжатия двигателя подняли с 4,2 до 6,29. В пробеге Москва – Киев – Москва в октябре 1935 года машина показала максималку 60–70 км/ч. Полного бункера, вмещавшего 60 кг топлива, хватало на 150 км. Следующий вариант, уже на базе ГАЗ-М1, появился в 1938 году. На его создание конструкторов во главе с Пельтцером вдохновил газогенераторный французский седан Panhard-Levassor. «Эмка» в пробеге протяженностью 5000 км заочно победила «француза».
ГАЗ-ГМ‑1 Пельтцера с 37‑сильным двигателем (вместо стандартного 50‑сильного) показал среднюю скорость 60,98 км/ч, что было близко к максимальной – 67 км/ч (у стандартной «эмки» – 105 км/ч). ГАЗ-ГМ‑1 вроде бы даже побил мировой рекорд для газогенераторных автомобилей, что, правда, не было зафиксировано международными организациями и не поспособствовало началу серийного производства. В НАТИ сделали еще один опытный образец – разработанный инженером И. С. Мезиным, несколько прототипов газогенераторных «эмок» собрали в Горьком. Тамошний вариант по характеристикам недалеко уехал от первого. Как и НАТИ-ГЛ2, созданный в НАТИ уже в 1943‑м. Его мотор развивал 35 л.с., максималка достигала 75 км/ч, а расход древесных чурок составлял 38–50 кг/100 км.
Куда полезнее газогенераторные установки оказались для грузовиков, особенно работающих на лесозаготовках. Такие конструкции в НАТИ упорно совершенствовали и даже довели их до серийного производства. С 1936 года в Москве выпускали 45‑сильный ЗИС‑13, а с 1939‑го – модернизированный ЗИС‑21А. Оба имели дровяную газовую установку и были произведены тиражом около 17 тысяч экземпляров. Угольных ЗИС‑31 сделали 45 штук. Еще примерно 33 тысячи дровяных грузовиков с 30‑сильным двигателем построил ГАЗ. Несмотря на низкую скорость и чудовищно трудоемкое обслуживание (инструкция предписывала, к примеру, спускать конденсат каждые 150 км и чистить охладитель через 200 км пробега), в условиях дефицита бензина (особенно во время войны и в первые послевоенные годы) газогенераторные ЗИСы на уральском заводе делали аж до 1958 года.
В 1930‑х начали работать и над машинами, использующими сжатый или сжиженный газ. Их конструкция менее замысловата, нежели у моделей на дровах. Нужен был дозатор, питающий двигатель, и, конечно, баллон с газом.
Прототип под именем ГАЗ-СГ44 на базе «эмки» создали в 1938‑м. В отличие от газогенераторных машин, мощность двигателя не снижалась, да и запас хода, составляющий около 200 км, по тем временам не стыдный. Однако для серийных автомобилей надо было производить баллоны высокого давления, где-то их регулярно заправлять и при этом… соблюдать предельную осторожность. Газовая «эмка» стала первой советской машиной, к которой прилагался штатный огнетушитель. До войны ГАЗ, формально развернувший-таки серийное производство грузовиков ГАЗ‑44 (на сжатом газе) и ГАЗ‑45 (на сжиженном газе), построил всего-то 130 экземпляров. Только послевоенные грузовые ЗИСы и ГАЗы всех моделей имели уже действительно серийные газовые модификации, просуществовавшие практически до полного ухода бензиновых грузовиков в отставку. Разумеется, работали такие машины в местах, где поблизости были соответствующие заправки.
Интерес к газовым легковым автомобилям у частников возникал периодически, чаще всего в связи с очередным подорожанием бензина. Но наша промышленность подобных серийных модификаций не предлагала. Лишь ГАЗ выпускал небольшое количество газовых Волг для такси. Говорят, инструкция предписывала выезжать из парка и заезжать в него только на бензине. Может, и врут. Но загробный юмор приятеля, работавшего некогда на ГАЗ‑24-17, и надсадный запах газа в салоне этих машин я запомнил хорошо. В 1990‑е годы, когда интерес к газовым автомобилям у нас был очень велик, такую модификацию, помнится, анонсировал ВАЗ, – но серийной версии нет до сих пор. Впрочем, сегодня АВТОВАЗ готовит новые модели.
Вчерашнее завтра
Существовали ли в СССР гибридные автомобили? Знатоки вспомнят автобус ЗИС‑154 и БелАЗ – и будут правы. Правда, на современные гибриды они похожи не очень. У послевоенного дизельного автобуса ЗИС‑154 была электрическая трансмиссия. А на 75‑тонный БелАЗ‑549 1968 года вместо гидромеханической передачи, применявшейся на предыдущих моделях, поставили генератор постоянного тока, питающий электродвигатели задних ведущих колес. Всё это хозяйство работало от 850‑сильного дизеля; с 1973 года на БелАЗ‑549А установили более мощный – 1050‑сильный.
За год до появления этой версии, в 1972‑м, на выставке «Электро‑72» показали изящный и даже авангардный по дизайну минивэн ЭТ‑800 Электра. Машину соорудили в мастерских Эстонского республиканского союза потребительских обществ, где за пять лет до этого построили небольшую партию компактных переднеприводных грузовичков с мотором от Запорожца. ЭТ‑800 тоже имел бензиновый двигатель, подзаряжающий аккумуляторы через генератор постоянного тока. Сообщали, что семиместная машина может развить 80 км/ч. Но подробной информации о ней и по сей день мало.
Свой вариант гибрида сделали и в Риге: на РАФ‑977 установили 30‑сильный двигатель МеМЗ‑966В, генератор, батареи и тяговый электродвигатель. Конечно, об этих машинах писала пресса. Но специалисты и тем более руководители промышленности воспринимали их все же как игру инженерного ума. Впрочем, и потребность в таких сложных машинах была (или есть? Да простят меня создатели гибридов!) сомнительной.
В начале 1950‑х годов многим казалось, что серийными вот-вот станут автомобили с турбиной. Увлекались идеей использования авиационных двигателей и в Великобритании, и в США. Английский экспериментальный Rover Jet 1 появился еще в 1951‑м, тремя годами позже турбину водрузили на Plymouth. А в 1963–1964 годах выпустили даже небольшую партию газотурбинных двухдверных седанов Chrysler. Мощность крайслеровской турбины была довольно скромной – 130 л.с., зато предельный крутящий момент впечатляет: 575 Н·м турбина выдавала с «нулевых» оборотов. Правда, от расхода топлива (около 24 литров на сотню) даже американцы были не в восторге. А от экологических показателей Крайслера нынешние «зеленые» потеряли бы дар речи.
В СССР автомобиль с турбиной НАМИ‑053 построили еще в 1959‑м. Это был автобус ЗИЛ‑127, в котором осталось всего десять сидений, а всё остальное пространство занимало оборудование и измерительная аппаратура. Благодаря турбине мощностью 360 л.с. 13‑тонная машина развивала 160 км/ч. Преклоняюсь перед водителем, которой разогнал сумасшедший автобус до такой скорости!
Через четыре десятилетия после того, как увлечение автомобильными турбинами прошло (правда, на танках они прижились-таки), мир увлекся машинами на топливных элементах – водородомобилями. Сделать экспериментальные образцы и даже партии чудо-автомобилей своим долгом посчитала почти каждая солидная фирма.
Не остался в стороне и Волжский автомобильный завод. Свой АНТЭЛ (автомобиль на топливных элементах) тольяттинцы представили в 2001 году в кузове ВАЗ‑2131. Выбор «длинной» Нивы был неслучаен – всё необходимое удалось упаковать лишь в самый большой ВАЗ. Спереди – двигатель мощностью 25 кВт, сзади – электрохимический генератор и баллоны с водородом под давлением 250 атм. Переднеприводная машина, чей багажник был полностью забит тем, без чего она не поехала бы, могла преодолеть без дозаправки лишь 200 км; максимальная скорость составляла всего 80 км/ч, а снаряженная масса – 1570 кг. Через два года появился АНТЭЛ‑2 в кузове универсала ВАЗ‑2111, уже больше похожий на нормальный автомобиль. Баллоны с водородом под давлением 400 атм удалось пристроить под багажник, объем которого составлял 350 л. Машина, в отличие от предшественницы, довольствовалась атмосферным кислородом. Правда, понадобилось устройство очистки от углекислого газа. При массе 1280 кг максимальная скорость составляла 100 км/ч, запас хода – 350 км.
Планировали совершенствовать водородомобили и дальше. Но мода на подобные экипажи как-то спала, ведь к ним по сей день слишком много вопросов – начиная с отсутствия инфраструктуры для заправки и заканчивая уровнем пассивной безопасности в случае аварии. Да и ездовые повадки таких машин оставляют желать лучшего. Знаю это по впечатлениям от тест-драйва водородной Мазды, случившегося лет десять назад.
В общем, двигатель внутреннего сгорания пока непобедим. Пар из трубы и копоть от сгорания дров в газогенераторах давно рассеялись, водородомобили по-прежнему недалеко уехали от экспериментальных лабораторий. Разве что электромобили… Но и они не способны всерьез потеснить главный двигатель ХХ века. По крайней мере, пока.
Фото: из архива редакции