Премьера нового Volkswage XL1 с расходом 0,9 л на 100 км

Мобильность будущего - одна из интереснейших тем нашего времени. При этом центральный вопрос в том, насколько получится снизить расход топлива, если последовательно и целенаправленно задействовать весь арсенал способов повышения экономичности? Теперь на этот вопрос есть конкретный ответ. И даёт его Volkswagen.Расход нового XL1 - 0,9 л/100 км. Ни один другой гибридный автомобиль, имеющий электродвигатель и двигатель внутреннего сгорания, не может похвастать такой экономичностью. Впервые этот концепт-кар можно было увидеть в рамках Автосалона в Катаре.

I: Коротко о главном

Концепция XL1 стала третьей эволюционной ступенью стратегии Volkswagen по выпуску «однолитрового» автомобиля. Председатель Наблюдательного совета Volkswagen AG, проф. д-р Фердинанд Пиех в начале 21-го столетия сформулировал эту амбициозную цель - разработать и довести до серийного производства полноценный автомобиль на каждый день, расходующий всего 1 л топлива на 100 км пути. Благодаря новому XL1 эта цель приблизилась к осуществлению и стала вполне достижимой.

Высокотехнологичная облегчённая конструкция кузова (монокок и навесные детали из карбона), превосходная аэродинамика (Cw = 0,186) и гибридная система привода, состоящая из двухцилиндрового двигателя TDI (35 кВт/ 48 л.с.), электродвигателя (20 кВт/27 л.с.), 7-ступенчатой коробки передач DSG и литий-ионной аккумуляторной батареи с возможностью зарядки от сети, позволяют новому Volkswagen XL1 расходовать 0,9 л топлива на 100 км при выбросе CO₂ всего лишь 24 г/км. Поскольку концепция подзаряжаемого гибрида предусматривает зарядку от розетки, прототип XL1 способен преодолевать до 35 км исключительно на электроэнергии, то есть полностью без выбросов в атмосферу. Зарядить АКБ можно от обычной электророзетки. К тому же используется рекуперация энергии торможения, при этом электродвигатель работает как генератор и заряжает аккумуляторную батарею.

Несмотря на чрезвычайную экономичность, кузов удалось сделать более практичным с точки зрения повседневного использования, чем в двух предыдущих прототипах. Для сравнения: в концепт-каре 2002 года и представленном в 2009 году L1 для улучшения аэродинамики водитель и пассажир вынуждены были сидеть друг за другом, в то время как в новом XL1 их сиденья располагаются как обычно - рядом, а посадку и высадку облегчает распашная конструкция дверей. Ещё одно достижение - армированные углеволокном пластиковые детали (CFK), аналогичные тем, которые используются в болидах Формулы 1. Volkswagen вновь удалось значительно снизить затраты на их изготовление, что будет несомненным плюсом при возможном производстве мини-серии XL1. Всё благодаря тому, что совместно с поставщиками была разработана и запатентована новая система изготовления углепластика CFK по технологии aRTM (advanced Resin Transfer Moulding/ усовершенствованный метод заливки смол в закрытую форму).

II: Самый экономичный автомобиль в мире

Новый XL1 доказывает, что в будущем нас ждут удивительно экономичные и чистые технологии. И ярко демонстрирует, что вождение автомобиля будет по-прежнему приносить удовольствие. За рулём XL1 получаешь полное удовольствие от динамики. Причём обеспечивается она не высокой мощностью, а высоким КПД. Два примера: 1. Прототипу достаточно 6,2 кВт/8,4 л.с. - лишь малой доли от мощности современных автомобилей, - чтобы двигаться с постоянной скоростью 100 км/ч (Golf с двигателем 1,6 TDI 77 кВт с 7-ступенчатой КП DSG нуждается при аналогичных условиях в 13,2 кВт/17,9 л.с.). 2. В электрическом режиме XL1 довольствуется менее 0,1 кВт·ч для прохождения более одного километра пути (82 Вт·ч/км). Поистине рекордные показатели!

Когда от гибридной установки требуется полная мощность, концепт-кар Volkswagen разгоняется всего за 11,9 секунды от 0 до 100 км/ч; максимальная скорость составляет 160 км/ч (принудительно ограничена). Но сами по себе эти цифры говорят далеко не всё. Поскольку XL1 весит лишь 795 кг, силовому агрегату гораздо легче приводить автомобиль в движение. К тому же, при разгоне электродвигатель с крутящим моментом 100 ньютон-метров служит ускорителем, помогающим двигателю TDI (крутящий момент 120 Н·м). Сообща дизельный TDI и электрический двигатели обеспечивают максимум 140 Н·м при ускорении.

III: Концепция подзаряжаемого гибрида

В новом XL1 марка Volkswagen реализует концепцию подзаряжаемого гибрида, экономичной технологией TDI (турбо-дизель с системой впрыска Common Rail) и коробкой передач DSG. Двигателю TDI требуется всего 0,8 л рабочего объёма, чтобы развивать уже упомянутые 35 кВт/48 л.с. Гибридная силовая установка расположена в задней части автомобиля. Между TDI и 7-ступенчатой DSG расположен сам гибридный модуль с электродвигателем и муфтой сцепления, он встроен в корпус DSG вместо обычного маховика. Энергию электродвигатель получает от встроенной литий-ионной аккумуляторной батареи. Электронный блок, работающий в диапазоне 220 В, управляет потоками высоковольтной энергии от АКБ к электродвигателю и наоборот. В бортовую сеть XL1 подаётся стандартное питание напряжением 12 В - через преобразователь постоянного тока (DC/DC).

Взаимодействие электрического и дизельного двигателей: TDI получает при ускорении поддержку от электродвигателя, а исключительно на электрической энергии XL1 способен преодолеть расстояние вплоть до 35 км. При этом TDI отсоединяется от трансмиссии посредством размыкания муфты и отключается. В это время муфта коробки передач остаётся включённой, поэтому DSG продолжает полноценно функционировать. Важно, что водитель XL1 сам может решать, хочет ли он двигаться только на электрической энергии (пока хватает заряда АКБ). Стоит нажать на специальную клавишу на панели приборов, и автомобиль будет использовать только электродвигатель. Повторный запуск двигателя TDI происходит в высшей степени комфортно: для так называемого импульсного пуска задействуется ротор электродвигателя, а муфта TDI очень быстро замыкается. Таким образом, осуществляется запуск TDI и достижение нужного числа оборотов. Этот процесс протекает совершенно без рывков, так что водитель практически не ощущает повторный пуск дизельного двигателя.

Когда Volkswagen XL1 тормозит, электродвигатель выполняет роль генератора, использующего энергию торможения для заряда аккумуляторной батареи (рекуперация). На оптимизацию расхода топлива в общем контексте гибридной системы влияет тот факт, что при определённых условиях эксплуатации происходит электрическое смещение точки нагрузки TDI, благодаря чему турбированный дизельный двигатель работает с оптимальным коэффициентом полезного действия. Кроме того, 7-ступенчатая коробка DSG автоматически выбирает передачи с учётом максимального снижения энергопотребления. Всеми процессами в энергосистеме и системе привода заведует блок управления двигателя, ориентирующийся на команды водителя. Чтобы выбрать вид тяги, оптимальный на данный момент, используются такие важные входные параметры, как положение педали акселератора, нагрузка на двигатель, а также запас энергии и соотношение кинетической и электрической энергии.

Технологии крупносерийного производства в двухцилиндровом TDI. 0,8-литровый TDI (35 кВт/48 л.с.) произошёл от TDI рабочим объёмом 1,6 л, который устанавливается, например, в Golf и Passat. С точки зрения межцилиндрового расстояния (88 мм), диаметра цилиндра (79,5 мм) и хода поршня (80,5 мм), TDI 0,8 л имеет такие же параметры, как TDI 1,6 л с Common Rail. Помимо этого, в двухцилиндровом двигателе XL1 и серийном четырёхцилиндровом TDI используются одни и те же конструктивные приёмы для снижения количества вредных выбросов. Здесь стоит отметить особые полости камер сгорания в поршне, многоступенчатый впрыск и индивидуальную направленность струй впрыскиваемого топлива.

Хорошие показатели комфорта двигателей с системой Common Rail удалось перенести и на двухцилиндровый двигатель. Балансирный вал с приводом от коленчатого вала дополнительно оптимизирует плавность хода.

Алюминиевый картер TDI сконструирован таким образом, чтобы обеспечивать высокую точность формы и, следовательно, очень малые потери на трение. Для снижения количества вредных выхлопов используется рециркуляция отработавших газов, окислительный каталитический нейтрализатор и сажевый фильтр. Благодаря этому 0.8 TDI соответствует требованиям стандарта токсичности Евро 6.

Система охлаждения также сконструирована с целью повышения КПД. Электрический водяной насос с внешним управлением получает от системы управления двигателем команду на охлаждение TDI только тогда, когда этого требует режим работы двигателя. Для охлаждения двигателя в передней части автомобиля предусмотрен адаптивный воздуховод с автоматической регулировкой. Такая система терморегулирования тоже вносит свой вклад в уменьшение расхода топлива. Второй электрический водяной насос, также включаемый по потребности, обеспечивает низкий температурный уровень в отдельном водяном контуре - для охлаждения стартерного генератора и силового электронного оборудования.

IV: Кузов из углепластика - шедевр технического искусства

Что касается конструкции кузова из углепластика (CFK), команда разработчиков совершила поистине чудеса. Причём, с точки зрения не только лёгкости, но и аэродинамики. Насколько инновационна концепция кузова нового XL1, наглядно показывает следующее сравнение.

Сверхпопулярный Golf имеет очень хороший для компакт-класса показатель аэродинамического сопротивления: Cw (0,312) x A (лобовая площадь) 2,22 м²) = 0,693 м² . Поэтому он справедливо считается автомобилем с отточенной аэродинамикой. Но XL1 серьёзно опережает его - при коэффициенте Cw = 0,186 и лобовой площади 1,50 ² итоговое аэродинамическое сопротивление составляет 0,277 м², то есть в два с половиной раза ниже, чем у Golf!

Дизайн новой эры. Новый XL1 имеет 3888 мм в длину, 1665 мм в ширину и всего 1156 мм в высоту. Это весьма необычные размеры. Polo имеет похожие длину (3970 мм) и ширину (1682 мм), но значительно выше (1462 мм). По высоте новый XL1 сравним с Lamborghini Gallardo Spyder (1184 мм). Легко представить себе, насколько сенсационно выглядит Volkswagen XL1 на дороге - по длине и ширине подобный Polo, но при этом низкий, как Lamborghini.

Ассоциацию со спортивным автомобилем вызывают также распашные двери нового XL1. Они шарнирно соединены с каркасом кузова в двух точках: нижняя из них находится на стойке А, а верхняя - над лобовым стеклом, поэтому двери открываются не только вверх, но и слегка вперёд. Кроме того, двери формируют значительную часть поверхности крыши. Таким образом, в открытом состоянии они образуют особенно большой проём для посадки и высадки.

Своими формами и линиями новый XL1 отчасти напоминает представленный в 2009 году прототип L1, однако, выглядит мощнее, благодаря большей ширине. Дизайн кузова был полностью подчинён законам аэродинамики. Широкая передняя часть XL1 плавно переходит в узкую корму. Если смотреть сверху, своей формой XL1 похож на дельфина, это позволяет оптимально учитывать направления потоков воздуха и, таким образом, снижать показатель аэродинамического сопротивления.

Силуэт крыши образует плавный изгиб от стойки А до задней части кузова. Задние колёса полностью закрыты облицовкой, чтобы избежать образования турбулентных потоков. Отсутствие спойлеров перед и за колёсами также оптимизирует направление воздушных потоков. Попытка найти наружные зеркала окажется тщетной - вместо них в распашных дверях используются маленькие камеры в роли своеобразных цифровых зеркал, изображение с которых выводится на два дисплея в салоне автомобиля.

Передняя часть кузова нового XL1 избавилась от типичной решётки радиатора, но в то же время обнаруживает характерные черты современного дизайна Volkswagen. Поэтому в этой области доминируют горизонтальные линии. Чёрная поперечная полоса (на месте отсутствующей решётки радиатора) и энергоэффективные двойные фары на светодиодах сливаются в сплошную линию. Воздух для охлаждения двигателя TDI, аккумуляторной батареи и салона подаётся через электроприводные пластины в нижней передней части кузова. Светодиоды используются и в указателях поворота, которые имеют форму вертикальных полос, переходящих в горизонтальные линии под фарами. Таким образом, несмотря на совершенно новую стилистику и радикальные пропорции, по своей лаконичной ясности и дизайну этот прототип сразу же определяется как Volkswagen.

В дизайне задней части автомобиля впервые используются приёмы, заново интерпретирующие такие ценности марки, как точность и качество. Можно даже сказать, что здесь формируется новый спектр дизайнерских решений Volkswagen.

Четыре аспекта привлекают особенное внимание:

1. Дельфинообразная форма кузова с зауженной задней частью и очень точными контурами для превосходной аэродинамики. 2. Дугообразная линия крыши без заднего стекла, в стиле купе. Часть этой линии сформирована большой крышкой багажного отделения, за которой скрываются приводной агрегат и багажник объёмом 100 л. 3. Красная светодиодная полоса, обрамляющая заднюю часть кузова сверху и по бокам. В эту полосу интегрированы задние габаритные фонари, задние фары, противотуманная фара и стоп-сигналы. 4. Чёрный диффузор, плавно переходящий в полностью закрытое днище.

Радикально облегчённая конструкция кузова. Многие кузовные детали нового XL1 выполнены из лёгкого и прочного пластика, армированного углеволокном (CFK). Это монокок со слегка смещённым расположением сидений водителя и переднего пассажира. Углепластиковые детали производятся по технологии aRTM, согласно которой смесь эпоксидных смол впрыскивается в закрытую форму и пропитывает упорядоченно расположенные слои углеродного волокна. Такой композитный материал крайне прочен и лёгок. Долгое время массовое производство кузова из углепластика - такого, как в новом XL1 - считалось нереалистичным. Марке Volkswagen уже в 2009 году в рамках разработки прототипа XL1 удалось найти экономически целесообразный и пригодный для серийного производства способ, позволяющий изготавливать значительное количество углепластиковых деталей. Теперь эта технология была дополнительно усовершенствована.

Почему углепластик является идеальным материалом для кузова нового XL1, наглядно демонстрируют показатели массы. Прототип XL1 весит всего лишь 795 килограммов. Из них 227 кг приходятся на приводной агрегат в сборе, 153 кг - на ходовую часть, 80 кг - на оснащение и отделку салона (в том числе два ковшеобразных сиденья) и 105 кг - на электрооборудование. Остаются 230 килограммов - именно столько весит изготовленный по большей части из углепластика кузов, включая распашные двери, тонкое ветровое стекло и сверхбезопасный монокок, знакомый по гоночным автомобилям. В общей сложности 21,3% массы нового XL1, то есть 169 кг, приходятся на долю деталей из пластика, армированного углеволокном. Кроме того, 22,5% всех деталей (179 кг) выполнены из лёгких металлов. Доля стали и железа составляет всего лишь 23,2% (184 кг). Остальная масса приходится на прочие пластики (например, поликарбонатные боковые стёкла), металлы, природные волокна, а также топливо и электронное оборудование.

Облегчённый кузов прочен, как никогда прежде. Новый XL1 отличается не только лёгкостью, но и высокой безопасностью. Отчасти это обусловлено именно таким материалом, как углепластик. Подобно болидам Формулы 1, прототип Volkswagen имеет сверхпрочный монокок. Но в отличие от машин Формулы 1, капсула безопасности XL1 имеет закрытый верх - чем безопаснее, тем лучше. В зависимости от типа аварии энергия столкновения отводится и гасится через стойки А и B, продольные брусья крыши и пороги. Дополнительные продольные и поперечные балки в передней и задней части кузова доводят пассивную безопасность до совершенства.

V: Высокотехнологичные материалы ходовой части с системой ESP

Лёгкость и одновременно максимальная безопасность свойственны также ходовой части, причём передняя и задняя подвески оснащены стабилизаторами. Впереди используется подвеска со сдвоенными поперечными рычагами, сзади - подвеска на диагональных рычагах. Обе имеют очень компактную конструкцию и обеспечивают высокий комфорт при движении. Узлы ходовой части имеют непосредственное сочленение с углепластиковым монококом.

Масса ходовой части снижена за счёт алюминиевых деталей (например, конструкция осей, тормозные суппорты, амортизаторы, картер рулевого механизма), углепластика (стабилизаторы), керамики (тормозные диски), магния (колёса) и пластиков (рулевое колесо). Подшипники колёс и приводные валы с оптимизированными показателями трения, а также шины Michelin совершенно нового поколения с оптимизированным сопротивлением качению (передние: 115/80 R 15; задние: 145/55 R 16) вносят свой вклад в достижение столь низкого расхода топлива. О дополнительном усилении безопасности заботятся антиблокировочная система (ABS) и электронная система курсовой устойчивости (ESP). Ведь экологичность без максимальной безопасности была бы шагом назад. Между тем, новый XL1 наглядно показывает, что можно прекрасно сочетать оба эти параметра.

VI: Технические характеристики XL1