欢迎订阅 丰田时报
输入您的邮箱进行订阅,提交成功即可生效。
*本人同意将此表格的信息提供给丰田汽车(中国)投资有限公司,并同意丰田汽车(中国)投资有限公司向本人发送相关商业性信息、相关咨询。丰田汽车(中国)投资有限公司保证按照 《丰田汽车(中国)投资有限公司 隐私政策》的规定及相关法律法规的规定,妥善使用消费者个人信息。
订阅

车的进步带来“对话”内容的改变! 氢燃料发动机第3场比赛

目录

车手的对话内容发生了变化!
不输燃油发动机的输出功率与扭矩
不亚于发动机的车身改善
加氢速度与互联技术均得到了提升
将目光看向比赛的更远方

9月18日至19日,日本超级耐力赛第五站的比赛在三重县铃鹿市的铃鹿赛道举行。比赛中,搭载了氢燃料发动机的COROLLA Sports(氢燃料COROLLA)跑完了全程。

继“不断丰富实现碳中和的选项和扩大朋友圈”这一前篇,后篇将为各位介绍汽车的进步,让我们看看它是如何在性能方面追上燃油发动机的。

摄影:三桥仁明/N-RAK PHOTO AGENCY

车手的对话内容发生了变化!

本次比赛的预赛在18日举行。GAZOO Racing公司的佐藤恒治President出席了记者招待会,他表示他们的车队发生了一个变化。

佐藤President
从整个汽车发展道路来看的话,在铃鹿赛道上我们所处的阶段发生了一个转变,那就是车手的反馈突然发生了变化。
之前发动机的输出功率并不客观,我们为了弥补这一不足,或者说弱项,就如何改善车辆这一点做了许多讨论。 铃鹿比赛开始后,我们的对话内容开始围绕“如何改善车辆才能够跑得更快”展开,例如“希望能在130R*有效利用空气动力行驶”等。 *铃鹿赛道的超高速弯道。130R的说法来源于曲率半径130m。 显然,这可以理解为汽车的等级有了一个阶段性的提升。 拍摄:三桥仁明/N-RAK PHOTO AGENCY

不输燃油发动机的输出功率与扭矩

今年5月,氢燃料发动机首次参赛。佐藤President回忆起了当时在富士国际赛车场(静冈县小山町)的那场比赛。

佐藤President
与满身伤痕跑完全程的富士赛相比,这次赛车的性能得到了显著提升。总体来说研发进展得很顺利。
氢燃料COROLLA使用的发动机与已经量产销售的GR YARiS所使用的基础结构相同,但富士赛时输出功率却减少了10%,可以看出还是稍有欠缺的。 虽然之前出现了即便踩油门扭矩也不见提高的情况,但这次铃鹿赛所使用的发动机,无论是扭矩特性还是整体性能,都达到了GR YARiS发动机的水准。 短短的三场赛事间,性能上实现如此显著的提升,在交期严苛的赛车运动中,能够实现迅敏研发,另种意义上也体现出了速度感。

之前的最高输出功率是180kW,而这次则达到了200kW,短短4个月时间输出功率竟提高了20kW!ROOKIE Racing的车队成员也切身感受到了发动机的进步。

MORIZO选手,同时也是丰田章男社长表示:“在富士耐力赛中,我们参加的是ST-5级比赛。现在,专业车手开车的话会比ST-4级还快。”工程师片冈龙也反应说:“从AUTOPOLIS(大分县日田市)开始输出功率就提升了,这次直线车速确实比ST-4级的要快。考虑到车辆本身很重,所以圈速和ST-4级差不多,但输出功率已接近ST-2级。”

MORIZO选手(左)和片冈工程师(右) 摄影:三桥仁明/N-RAK PHOTO AGENCY

不过需要注意的是,速度变快不仅仅是指全力行驶。

佐藤President
从曲线图来看,这次COROLLA发动机的输出功率与扭矩特性与GR YARiS使用的燃油发动机基本是一样的。
要知道转速在4000转以上才能满足车手的所需,而这次的扭矩曲线图和富士耐力赛时完全不同。 仅看最大扭矩的话,这次虽然只是“改善了10%”,但考虑到在比赛中满足赛车手要求这一点,无疑是具有压倒性的优势。

那么丰田究竟是如何提高输出功率的呢?

GR动力传动推进部 山崎大地部长
随着发动机燃烧室的可视化,我们能够了解到空气进入后是如何与氢能混合才发生异常燃烧的,并一步一步进行这方面的调查。
在这其中我们反复实证来寻找问题的原因所在,同时还不断进行分析,比如“这样做的话可以减少异常燃烧的压力”“这样做的话是不是就不会发生异常燃烧了”等等。 以此为基础,我们在提高性能和扭矩的过程中能发觉需要把握的点,并通过优化空气的注入方法、作为燃料的氢能的量、氢能的压力等等因素来提高输出功率。

当然,大家关心的还有油耗方面的问题。诚然,油耗和输出功率是需要折衷的关系,但据说丰田可以维持输出功率的提高。

接下来的日本超级耐力赛总决赛将在11月13日~14日举行,地点位于冈山国际赛道(冈山县美作市)。

佐藤President充满干劲地表示,“‘目标直指在输出功率与扭矩方面超越汽油车’,这便是我们的动力。”

不亚于发动机的车身改善

一辆汽车如果想提高车速,并不是只要升级发动机就能解决这么简单,还需要配合调整其车身与动力单元的平衡。

负责研发氢燃料发动机COROLLA的GR项目推进部坂本尚之CE(首席工程师)为我们解说道。

坂本CE
以前,为了能够搭配上底盘,我们一直在努力提升发动机效率,用底盘来弥补发动机的不足。
可如今解决了发动机的输出功率问题,加速性能也得到了提升,基本上氢燃料发动机赛车的性能已达到了普通赛车的水平。下一步,我们则准备开始着手解决轮胎与空气动力等问题。 上图为正在听取车手佐佐木雅弘(画面中左三)反馈的坂本CE(画面中左二)。摄影:三桥仁明/N-RAK PHOTO AGENCY

例如,在这次比赛中,赛车的轮胎尺寸被放大了一圈。车手佐佐木雅弘说道:“以前车身虽然很重,但赛车使用的却是260小轮胎,车身承受力过重,在转弯的时候非常困难。但这次换成了280轮胎,所以从驾驶感觉上来讲,与普通赛车差别不大。”

佐藤President表示:“在富士赛时,车手一直通过无线电告诉我们发生了早燃(提前点火。属于发动机燃烧异常所导致的问题之一),基本上3分左右就会发生一次。”

在这次比赛结束后,我们一如既往地收到了来自车手MORIZO的大量反馈,虽然因此工作量将增加,但这有助于进一步提高车速,算是一种甜蜜的负担。

撮影:三橋仁明/N-RK PHOTO AGENCY

加氢速度与互联技术均得到了提升

最初,氢燃料发动机赛车出现在富士赛时,加满一次氢所需的时间在5分钟左右。在后来的AUTOPOLIS赛时,加氢速度提升至3分钟,而这次的铃鹿赛时又缩短了1分钟,现在加满一次氢只需要2分钟。

仔细观察其实不难发现,这次赛场两边并排停放着两辆加氢车,而COROLLA在加氢时则停在它们中间。两辆加氢车分别从COROLLA的两侧,通过加氢口为赛车加氢。

撮影:三橋仁明/N-RK PHOTO AGENCY

佐藤President
有些人可能会以为我们运用了革新技术,但其实只是单纯地使用了两辆加氢车,同时为四个储氢罐加氢,这样速度自然就比原来快了一倍。
但如果要使用两辆加氢车为一辆汽车加氢,就必须尽量控制它们之间产生差距。为使两辆加氢车的加氢速度与温度保持均等,我们进行了多次的试验。

另外,能够监控车辆数据的互联技术也得到了进化。

至今为止,丰田在日本、美国、中国、欧洲等国家及地区销售了超过1000万辆的“互联汽车”。这些量产车能够以数十秒为单位,实现汽车与中心的交互通信。而在这次比赛中,赛车的互联通信技术提升至以秒为单位,真正实现了实时互联。

在上次AUTOPOLIS赛时,赛车使用的是市售通信系统。这样一来,能够成为分析对象的数据以及可视化信息非常有限,对于工程师来说利用价值不大,很难有所改善。

而这次,就连安装在赛车上的通信机都是研发人员从零开始自己制作的,因此工程师们能够获得更多赛车所记录的数据,还设置了云计算数据处理环境。

互联公司的山本圭司President表示:“通过将分析的信息结果制成曲线图,将燃料喷射的变化进行可视化处理,从而提高了操作空间。由于各种信息都一目了然,因此缩短了前置时间,有效提升了研发速度。”

将目光看向比赛的更远方

如今的氢燃料发动机汽车仍处于发展进化中。车队的伙伴们正热烈地讨论着要如何加快速度,提高赛车战斗力等问题。

然而,佐藤President却强调道:“虽然提升速度很重要,但同时,也要为将来在生活中投放氢燃料发动机汽车而做研发准备。比起赢得比赛,为未来而展开实证试验才更有意义。”

要如何使氢燃料发动机在所有运输领域稳定运行,研发时还需要怎样的改善?

要如何实现多个加氢站同时加氢?要怎样调整所有储氢罐的压力?速度要达到多快才能够实现普及?

如果将量产车也搭载能够实时通信、数据分析的设备,我们的工程师人才储备是否足够多?

氢燃料发动机技术的研发,一直将其目光看向比赛的更远方。

拍摄:三桥仁明/N-RAK PHOTO AGENCY