«Глубокий» тюнинг Toyota Prius[Еще I поколения – образца 1999.] с «гибридным» бензин-электрическим силовым агрегатом – такого, похоже, не пытался исполнить еще никто в мире! И вот работы I очереди завершены; что же показали испытания?
Объемное звучание
Поскольку в нормальной эксплуатации д.в.с. «приуса» регулярно запускается, глохнет и вновь пускается, существенно, чтобы он работал бесшумно. Иначе его неожиданные пробуждения к жизни всякий раз слишком напрягают водителя и пассажиров.
После долгих экспериментов стало ясно, что для глушения шума от нагнетателя лучше отказаться от корпуса воздухофильтра от Daihatsu Sirion и вернуться к «штатному» корпусу Prius. Его тоже предстояло монтировать спереди от д.в.с., но тойотовский корпус стыковался с компрессором не так удачно, как коробка от Daihatsu. В общем, для установки «родного» корпуса воздухофильтра пришлось снять верх переднего бампера.
 |
| Коробку воздухофильтра вынесли над бампером – сбоку |
Но даже и со «штатным» корпусом воздухофильтра шум на впуске оставался слишком сильным (хотя и стал слабее, чем с коробкой от Sirion). Варианты длины и диаметра воздуховода дали знать, что решение надо искать именно здесь. Возник вопрос: а не ограничит ли «глушитель» поток воздуха? Как показали испытания на полном «газу» с применением измерителя Magnehelic, перепад давления воздуха на впуске превышает 500 мм водяного столба – примерно вдвое выше, чем у серийного двигателя.
Многовато; поменяли впускной трубопровод снова на 50-миллиметровую трубу, что понизило перепад давления где-то до 380 мм. И шум на впуске усилился – хотя и не настолько, как с самого начала.
Кроме шума на впуске обнаружился и другой его источник, устранить который гораздо труднее. Лопастной нагнетатель (типа Roots) подает воздух импульсами; они и создают шум. Когда воздух поступает в объемную полость (приемная камера «интеркулера»), то импульсы давления демпфируются. Однако у тюнинг-«приуса» воздух нагнетается в трубопровод, причем у компрессора от Subaru Vivio только 2 прямые лопасти (в отличие от продвинутых 3-лопастных спиральной конфигурации).
Известны такие приемы глушения шума на выходе из нагнетателя:
- применение глушителя-поглотителя (как в прямоточной системе выпуска отработавших газов);
- применение глушителя-рассеивателя (вроде обычного лабиринтного);
- присоединение полости-резонатора;
- звукоизоляция.
При низкочастотном шуме – как с компрессором от Vivio – глушитель-поглотитель неэффективен. А глушитель-рассеиватель хоть и прекрасно справляется с шумом низких частот, создает сильное сопротивление потоку нагнетаемого воздуха. Вообще-то в «штате» нагнетатель оснащен на выпуске короткой трубой с заглушкой, – видимо, резонатор Гельмгольца. Воздух вибрирует в резонаторе и гасит колебания, возникающие в трубопроводе на выходе. К сожалению, от «штатного» выпуска пришлось отказаться – из-за недостатка места под капотом «приуса». Тем не менее, решили поэкспериментировать с резонаторами, а также основательно звукоизолировать нагнетательный трубопровод.
Нагнетательный трубопровод между компрессором и «интеркулером» обложили 3-миллиметровым… свинцовым листом. Да, да, свинцовым. Если оставить hi-tech трёп, то у свинца наилучшие звукоизолирующие свойства из всех доступных материалов! Пришлось повозиться: кроить свинцовые лоскуты нужной конфигурации и плотно обжимать их вокруг трубы с ее коленами. Кое-где свинцовые выкройки крепили спецклеем.
 |
| Свинцовая облицовка нагнетательного воздуховода декорирована пластиком |
Свинец и в самом деле заглушил все шумы от нагнетательного трубопровода! Однако тогда на первый план вышли звуки от компрессора и шум воздуха на впуске. Что ж, заизолировали капот: снизу нанесли 25-миллиметровый слой акустической пены – с покрытием из фольги.
А на впуске устроили резонатор: 35-миллиметровая труба, присоединенная на входе в нагнетатель. Свободный конец трубы закрыли съемной заглушкой, чтобы регулировать – по мере надобности – ее эффективную длину. После всех ухищрений шум от компрессора значительно снизился, хотя он все равно отчетливо слышен при открытии дроссельной заслонки на 50% и шире.
 |
| Трубарезонатор на впуске нагнетателя |
На ходу
Так как же повел себя первый в мире тюнинг-автомобиль с бензин-электрическим «гибридным» силовым агрегатом (приводной компрессор и «интеркулер») на дороге? Первое впечатление совершенно неожиданное: никакого улучшения динамики по сравнению с той, которая наблюдалась раньше – в благоприятных условиях…
Выходит, эксперимент завершился полным провалом; тут нужны пояснения. Д.в.с. «приуса» (I поколения) выдает до 43 кВт/58 л.с. при 4000 мин-1; кроме того, тяговый электромотор развивает 30 кВт в диапазоне 940-2000 оборотов. Однако электродвигатель тянет по-настоящему только тогда, когда высоковольтный аккумулятор заряжен полностью. Уровень зарядки батареи высвечивается на панели приборов и при движении по ровной дороге держится где-то на 50%. Тем самым сохраняется резерв емкости аккумулятора – на случай «рекуперирования» кинетической энергии при замедлении автомобиля. С другой стороны, если потребуется мощная электротяга, батарея «сядет» довольно быстро.
Когда аккумулятор «садится», индикатор показывает симпатичную черепашку, которая означает именно то, что следует ожидать: никудышную приемистость. При заряженных тяговых батареях у Prius вполне приличная динамика. Но стоит высадить «аккумулятор», как появляется черепашка, – и чего вы хотите от машины снаряженным весом 1240 кг с мотором в 58 л.с.?
А вот с нагнетателем, выставленным на какие-то 0,35 бар (избыточного) давления, приемистость машины в трудных дорожных условиях меняется в корне! Даже при энергичном движении (крутые подъемы, частые разгоны) уровень заряда гораздо выше, чем прежде, так что теперь резерв электротяги значительно больше.
Как утверждают испытатели, после установки нагнетателя черепашка больше не появлялась. Правда, когда машину вернули ее хозяйке, то черепашка высветилась уже через 3 мин. Каким образом? Очень просто: счастливая обладательница надавила на «гашетку» и держала ее, пока…
Два неодинаковых испытательных пробега. Первый по извилистой дороге в рельефной местности со множеством медленных поворотов (25-40 км/ч). Гоним Prius так быстро, насколько хватает духу; фактически в постоянном боковом скольжении от старта до финиша. Машина вела себя динамично и резво. Полный «газ» после каждого из поворотов – и так вплоть до торможения перед очередным виражом. К вершине подъема индикатор заряда аккумулятора опускался до дна, однако динамика ухудшалась незначительно. Тогда как прежде черепашка высвечивалась, наверное, на протяжении 2/3 дистанции, и приемистость падала уже на середине подъема.
Другой пробег – на самом крутом прямом подъеме. Раньше, чтобы не допустить появления черепашки, водителю приходилось виртуозно балансировать «газом», но скорость на вершине все равно падала до 55 км/ч. А на I половине дистанции испытательного пробега Prius застрял в медленном транспортном потоке – 60 – 65 км/ч. Однако как только удалось вырваться, машина резво разогналась – до 83 км/ч на вершине. Такое никогда раньше не удавалось (и все же для сравнения: Lexus LS400 выпуска 1999 идет на макушке холма со скоростью 140 км/ч; полный «газ» всю дорогу – подъем в самом деле крутой!). И черепашка Тортилла не нарисовалась ни разу – даже на самой вершине.
Ну и какая же приемистость у «приуса» с наддувом, – когда ко всему еще и батарея полностью заряжена? Наверное, превосходная? Неправильно! В сущности, динамика тюнинг-машины в таких условиях… такая же, что и у стандартной. Похоже, система HSD (Hybrid Synergy Drive – гибридный синергетический привод) настроена всегда на одинаковую отдачу, – когда д.в.с. и электромотор дружно работают в одной упряжке. Так что сколько-нибудь впечатляющей прибавки пиковой мощности не наблюдается, хотя динамика машины бесспорно улучшена – и намного. Забавно, правда?
Мораль
Можно считать, что смелый замысел удался, верно? Улучшенная приемистость в реальных дорожных условиях (причем, как и прежде, с самым скромным расходом горючего!) – и вообще все путем.
Гм, нет. А все из-за завывания… компрессора; оно способно довести до бешенства. Если честно, неясно, сможет ли кто-то примириться с шумом. И уж точно его не станет терпеть хозяйка «приуса». Так что после всех усилий результат получен однозначно отрицательный. В науке такие результаты принято считать ценными, а в тюнинге… В общем, «думайте сами, решайте сами…». А может, все-таки турбонаддув?