Забытые Детройтом ранние американские гибридные эксперименты

История гибридного автомобиля почти всегда начинается с одного и того же места: работы Фердинанда Порше над Lohner-Porsche около 1900-1901 годов и появившаяся в 1997 году Toyota Prius. Большая часть периода между ними в классическом повествовании остаётся пустым ящиком. Однако внутри этого ящика, в Чикаго и Детройте 1910-х годов, существовали серьёзные американские попытки совместить бензин и электричество в одном кузове; самой конкретной из них был Woods Dual Power . На этой странице мы подробно рассматриваем эти забытые ранние американские гибридные эксперименты, причины их создания и то, почему они не закрепились.

Почему гибриды стали актуальны в Америке 1910-х?

Если смотреть из сегодняшнего дня, ранние гибридные эксперименты могут показаться ненужной сложностью. Картина середины 1910-х годов была менее однозначной. Паровым автомобилям требовалось время на прогрев перед использованием, электрические боролись с запасом хода и временем зарядки. Бензиновые тоже имели проблемы: это были шумные, грязные машины, требующие обслуживания и чаще всего запускавшиеся вручную заводной ручкой.

Разницу в масштабах достаточно демонстрирует одно сравнение. Detroit Electric, самый успешный производитель электрических автомобилей того времени, в пиковом 1914 году продал менее 5000 автомобилей. В том же году Генри Форд продал более 200000 Model T, а к 1916 году эта цифра удвоилась. Производители электромобилей искали способ развернуть эту кривую вспять; гибрид был самым логичным инженерным ответом на этом пути. Объединение сильных сторон двух технологий в одном кузове - это сама суть логической цепочки, выстроенной в дискуссиях о подключаемых гибридах в 2010-х годах.

Как работал Woods Dual Power?

Компания Woods Motor Vehicle Company, основанная в 1899 году в Чикаго, выпускала электромобили и коммерческие автомобили. Её основатель Клифтон Эдгар Вудс был одним из пионеров в области электромобилей; в 1900 году он написал одну из первых книг об электромобилях. Представленный компанией в 1916 году Dual Power, был бензино-электрическим гибридом, созданным на основе этого опыта, и выпускался в 1917-1918 годах.

Архитектура системы поучительна даже сегодня. В центре находится рядный четырёхцилиндровый бензиновый двигатель L-head производства Continental мощностью 14 л.с. и объёмом 68,7 кубических дюйма (примерно 1125 см3). Ему сопутствует «динамотор» производства General Electric - то есть машина постоянного тока, способная работать как двигатель и как генератор, мощностью 5-6 л.с. , 48 вольт / 60 ампер с компаундной обмоткой. Они соединены через электромагнитное сцепление производства Cutler-Hammer. Со стороны батареи установлена специально изготовленная батарея Exide на 24 элемента, 115 ампер-часов ёмкостный пакет; интересная деталь: этот пакет был примерно вдвое меньше и легче аккумуляторных пакетов чисто электрических автомобилей того периода.

Самое примечательное решение: в автомобиле нет коробки передач. 15 mph и ниже, а также на задней передаче работает только электромотор. Выше этой скорости бензиновый двигатель с помощью электромагнитной муфты включается в работу и передаёт свой крутящий момент через якорь электромотора. То есть бензиновый двигатель подключается напрямую к одноступенчатой трансмиссии без какого-либо селектора передач. Задействование полного крутящего момента электромотора на низких скоростях - то же физическое обоснование, которое современные гибридные архитектуры используют до сих пор.

Впечатляющие для того времени детали: зарядка в пути и рекуперативное торможение

Одной из восхваляемых в каталоге Woods Dual Power 1916 года особенностей был запуск. В то время как электрические стартеры ещё не были распространены, способность динамотора запускать бензиновый двигатель электричеством была настоящим преимуществом; изначально автомобиль даже оснащался фиксированной пусковой рукояткой под радиатором, но это решение было добавлено позже.

Система включала оба понятия, знакомых современному читателю. Зарядка в пути: динамотор, переходящий в режим генератора, мог заряжать аккумуляторы во время движения; поэтому автомобиль продавался как "самозаряжающийся". Рекуперативное торможение: в терминологии того времени "dynamic braking", 6 mph оно включалось на скоростях выше. Существовало даже зачаточное понимание управления батареей; инженеры 1910-х знали, что перезаряд и полный разряд приводят к "gassing" и "sulphating" пластин аккумулятора, и Woods рекомендовал использование в диапазоне 10-30 mph.

Конкурирующая архитектура: электромагнитная трансмиссия Owen Magnetic

Woods не был единственным примером. Owen Magnetic- это роскошный автомобиль, выпускавшийся с 1915 по 1922 год - сначала в Нью-Йорке, затем в Кливленде, а на последнем этапе в Уилкс-Барре. В автомобиле, основанном на конструкции электромагнитной трансмиссии изобретателя Джастуса Б. Энтца, бензиновый двигатель вращал генератор, а электрическая энергия приводила в движение задние колёса. Технически это было ранним воплощением современной последовательной гибридной архитектуры. Братья Рэймонд и Ральф Оуэн при поддержке Baker Electric и Rausch & Lang приступили к производству в 1915 году; ценовой диапазон 1916 года составлял 3.000-6.000 долларов, то есть значительно выше даже Dual Power. Поэтому Owen Magnetic иногда описывают как "примерно за 80 лет до Prius" - и это определение подчёркивает разрыв между 1917 и 1997 годами.

Почему Woods Dual Power потерпел неудачу?

С технической точки зрения система была изощрённой, и признаётся, что она работала так, как было заявлено. В коммерческом же отношении ни один компонент не прижился. Измеримые причины провала ясны:

• Цена: 2650 долларов - это примерно четыре Model T или два Buick. В 1918 году, когда шасси удлинили до 124 дюймов, а объём двигателя увеличили до 95 CID, цена выросла до 2950 долларов, но продажи не возросли.
• Характеристики: Максимальная скорость 35 миль/ч была недостаточна для премиального покупателя на рынке, где существовала Model T, способная на 40-45 миль/ч.
• Зрелость: Система была не такой плавной и надёжной, как обещалось; в 1917 году потребовались изменения.
• Рынок: Доля рынка электромобилей уже стремительно падала; гибрид появился как продукт, пытающийся спасти уходящий сегмент.

Итоговый приговор предельно краток: гибрид дорогой, медленный и сложный в обслуживании, поэтому он не добился коммерческого успеха. Фирма Woods обанкротилась в 1918 году; в общей сложности было продано лишь несколько экземпляров Dual Power и менее 14 000 автомобилей марки Woods. Маркетинговый подход также отражал условности той эпохи: акцент на "простоте использования", как и в случае с чисто электромобилями, был направлен преимущественно на женщин-водителей.

Сколько Экземпляров Сохранилось и Где Их Можно Увидеть?

Сегодня известно четыре, возможно пять экземпляров. Самый важный - автомобиль в музее The Henry Ford в Дирборне: оригинальный, сохранившийся, с пробегом 11 085 миль; экземпляр 1917 года можно увидеть на выставке музея "Driving America". Один автомобиль находится в музейной коллекции в районе Лос-Анджелеса; работы по сохранению выполнила компания Howard Auto Preservation. Единственный известный действующий экземпляр - в музее Louwman в Нидерландах. Указывается, что один кузов был установлен на шасси Stanley Steamer, а ещё один был перекован в родстер в стиле Hispano-Suiza; неисправный экземпляр 1917 года был выставлен на продажу примерно за 48 000 долларов. был выставлен на продажу в обмен на эту сумму.

Были Ли Эти Автомобили Действительно "Первым Гибридом"?

Нет - и спор о приоритете лежит в области историографии. Большинство источников указывают на работу Lohner-Porsche Фердинанда Порше как на первый гибрид: прототип, представленный в 1900 году, и модель Mixte 1901 года использовали двигатель внутреннего сгорания для вращения генератора, а в 1902 году Порше выиграл с этим автомобилем ралли Exelberg. Некоторые источники датируют прототип Semper Vivus Всемирной выставкой в Париже 1900 года, а его производство - 1901 годом. Вместе с тем популярное историческое повествование напрямую представляет Woods Dual Power 1917 года "первым гибридным автомобилем"; настолько велика путаница в датировках и приоритетах. Правильная рамка такова: если Lohner-Porsche - первый гибрид, то Dual Power стал первой серьёзной попыткой серийного производства в США.

Стоит также сделать оговорку насчёт нарратива «80 лет забвения». Owen Magnetic 1916 года, датированный примерно восемью десятилетиями раньше Prius, подкрепляет этот нарратив; однако забытой была не сама идея, а её экономическая целесообразность. Дизайн Виктора Вука 1974 года на базе Buick Skylark, считающийся первым современным гибридом, затем Prius, проданный в Японии в 1997 году тиражом 18 000 экземпляров, и двухместный Honda Insight, вышедший на рынок в конце 1999 года, показывают, что та же архитектурная идея вступила в действие, когда батареи и силовая электроника наконец созрели. Динамотор Вудса был первой схемой того самого технологического пакета, созданной на восемьдесят лет раньше времени.

Вывод: инженерная идея и рыночная реальность

История Woods Dual Power доказывает, что идея гибридного автомобиля жила и в Америке 1910-х годов и воплотилась здесь в конкретный продукт. В системе были подзарядка в движении, рекуперативное торможение, электрический стартер и даже осознание необходимости беречь ресурс батареи. Недоставало двух переменных, которые не смог бы исправить ни один инженер: мощности и стоимости. Чтобы продавать автомобиль на том же рынке, что Model T, со скоростью 35 mph и в четыре раза дороже, требовалась не физика, а экономика - и эта экономика сложилась лишь восемьдесят лет спустя, в годы, когда гибрид носил имя Prius.

Источники

• Это был не первый гибрид, но 1917 Woods Dual Power был чудом с электрическим ассистированием
• Пионер гибридов: Woods Dual Power 1916 года
• Woods Motor Vehicle Company
• Сохранение автомобиля | Wood Dual Power Coupe
• Owen Magnetic
• Lohner-Porsche
• История Porsche начинается с электричества
• Первый гибридный автомобиль | Engines of Our Ingenuity
• Вехи: Toyota Prius, первый в мире серийный гибридный автомобиль, 1997 год