車(chē)的進(jìn)步帶來(lái)“對(duì)話”內(nèi)容的改變！ 氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)第3場(chǎng)比賽

目錄

? 車(chē)手的對(duì)話內(nèi)容發(fā)生了變化！
? 不輸燃油發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率與扭矩
? 不亞于發(fā)動(dòng)機(jī)的車(chē)身改善
? 加氫速度與互聯(lián)技術(shù)均得到了提升
? 將目光看向比賽的更遠(yuǎn)方

9月18日至19日，日本超級(jí)耐力賽第五站的比賽在三重縣鈴鹿市的鈴鹿賽道舉行。比賽中，搭載了氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的COROLLA Sports（氫燃料COROLLA）跑完了全程。

繼“不斷豐富實(shí)現(xiàn)碳中和的選項(xiàng)和擴(kuò)大朋友圈”這一前篇，后篇將為各位介紹汽車(chē)的進(jìn)步，讓我們看看它是如何在性能方面追上燃油發(fā)動(dòng)機(jī)的。

攝影：三橋仁明/N-RAK PHOTO AGENCY

車(chē)手的對(duì)話內(nèi)容發(fā)生了變化！

本次比賽的預(yù)賽在18日舉行。GAZOO Racing公司的佐藤恒治President出席了記者招待會(huì)，他表示他們的車(chē)隊(duì)發(fā)生了一個(gè)變化。

佐藤President
從整個(gè)汽車(chē)發(fā)展道路來(lái)看的話，在鈴鹿賽道上我們所處的階段發(fā)生了一個(gè)轉(zhuǎn)變，那就是車(chē)手的反饋突然發(fā)生了變化。 之前發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率并不客觀，我們?yōu)榱藦浹a(bǔ)這一不足，或者說(shuō)弱項(xiàng)，就如何改善車(chē)輛這一點(diǎn)做了許多討論。 鈴鹿比賽開(kāi)始后，我們的對(duì)話內(nèi)容開(kāi)始圍繞“如何改善車(chē)輛才能夠跑得更快”展開(kāi)，例如“希望能在130R*有效利用空氣動(dòng)力行駛”等。 ＊鈴鹿賽道的超高速?gòu)澋馈?30R的說(shuō)法來(lái)源于曲率半徑130m。 顯然，這可以理解為汽車(chē)的等級(jí)有了一個(gè)階段性的提升。 拍攝：三橋仁明/N-RAK PHOTO AGENCY

不輸燃油發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率與扭矩

今年5月，氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)首次參賽。佐藤President回憶起了當(dāng)時(shí)在富士國(guó)際賽車(chē)場(chǎng)（靜岡縣小山町）的那場(chǎng)比賽。

佐藤President
與滿身傷痕跑完全程的富士賽相比，這次賽車(chē)的性能得到了顯著提升?？傮w來(lái)說(shuō)研發(fā)進(jìn)展得很順利。 氫燃料COROLLA使用的發(fā)動(dòng)機(jī)與已經(jīng)量產(chǎn)銷(xiāo)售的GR YARIS所使用的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)相同，但富士賽時(shí)輸出功率卻減少了10%，可以看出還是稍有欠缺的。 雖然之前出現(xiàn)了即便踩油門(mén)扭矩也不見(jiàn)提高的情況，但這次鈴鹿賽所使用的發(fā)動(dòng)機(jī)，無(wú)論是扭矩特性還是整體性能，都達(dá)到了GR YARIS發(fā)動(dòng)機(jī)的水準(zhǔn)。 短短的三場(chǎng)賽事間，性能上實(shí)現(xiàn)如此顯著的提升，在交期嚴(yán)苛的賽車(chē)運(yùn)動(dòng)中，能夠?qū)崿F(xiàn)迅敏研發(fā)，另種意義上也體現(xiàn)出了速度感。

之前的最高輸出功率是180kW，而這次則達(dá)到了200kW，短短4個(gè)月時(shí)間輸出功率竟提高了20kW！ROOKIE Racing的車(chē)隊(duì)成員也切身感受到了發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)步。

Morizo選手，同時(shí)也是豐田章男社長(zhǎng)表示：“在富士耐力賽中，我們參加的是ST-5級(jí)比賽?，F(xiàn)在，專(zhuān)業(yè)車(chē)手開(kāi)車(chē)的話會(huì)比ST-4級(jí)還快?！惫こ處熎瑢堃卜磻?yīng)說(shuō)：“從AUTOPOLIS（大分縣日田市）開(kāi)始輸出功率就提升了，這次直線車(chē)速確實(shí)比ST-4級(jí)的要快?？紤]到車(chē)輛本身很重，所以圈速和ST-4級(jí)差不多，但輸出功率已接近ST-2級(jí)?！?/p>

Morizo選手（左）和片岡工程師（右） 攝影：三橋仁明/N-RAK PHOTO AGENCY

不過(guò)需要注意的是，速度變快不僅僅是指全力行駛。

佐藤President
從曲線圖來(lái)看，這次COROLLA發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率與扭矩特性與GR YARIS使用的燃油發(fā)動(dòng)機(jī)基本是一樣的。 要知道轉(zhuǎn)速在4000轉(zhuǎn)以上才能滿足車(chē)手的所需，而這次的扭矩曲線圖和富士耐力賽時(shí)完全不同。 僅看最大扭矩的話，這次雖然只是“改善了10%”，但考慮到在比賽中滿足賽車(chē)手要求這一點(diǎn)，無(wú)疑是具有壓倒性的優(yōu)勢(shì)。

那么豐田究竟是如何提高輸出功率的呢？

GR動(dòng)力傳動(dòng)推進(jìn)部 山崎大地部長(zhǎng)
隨著發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的可視化，我們能夠了解到空氣進(jìn)入后是如何與氫能混合才發(fā)生異常燃燒的，并一步一步進(jìn)行這方面的調(diào)查。 在這其中我們反復(fù)實(shí)證來(lái)尋找問(wèn)題的原因所在，同時(shí)還不斷進(jìn)行分析，比如“這樣做的話可以減少異常燃燒的壓力”“這樣做的話是不是就不會(huì)發(fā)生異常燃燒了”等等。 以此為基礎(chǔ)，我們?cè)谔岣咝阅芎团ぞ氐倪^(guò)程中能發(fā)覺(jué)需要把握的點(diǎn)，并通過(guò)優(yōu)化空氣的注入方法、作為燃料的氫能的量、氫能的壓力等等因素來(lái)提高輸出功率。

當(dāng)然，大家關(guān)心的還有油耗方面的問(wèn)題。誠(chéng)然，油耗和輸出功率是需要折衷的關(guān)系，但據(jù)說(shuō)豐田可以維持輸出功率的提高。

接下來(lái)的日本超級(jí)耐力賽總決賽將在11月13日~14日舉行，地點(diǎn)位于岡山國(guó)際賽道（岡山縣美作市）。

佐藤President充滿干勁地表示，“‘目標(biāo)直指在輸出功率與扭矩方面超越汽油車(chē)’，這便是我們的動(dòng)力?！?/p>

不亞于發(fā)動(dòng)機(jī)的車(chē)身改善

一輛汽車(chē)如果想提高車(chē)速，并不是只要升級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)就能解決這么簡(jiǎn)單，還需要配合調(diào)整其車(chē)身與動(dòng)力單元的平衡。

負(fù)責(zé)研發(fā)氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)COROLLA的GR項(xiàng)目推進(jìn)部坂本尚之CE（首席工程師）為我們解說(shuō)道。

坂本CE
以前，為了能夠搭配上底盤(pán)，我們一直在努力提升發(fā)動(dòng)機(jī)效率，用底盤(pán)來(lái)彌補(bǔ)發(fā)動(dòng)機(jī)的不足。 可如今解決了發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率問(wèn)題，加速性能也得到了提升，基本上氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)賽車(chē)的性能已達(dá)到了普通賽車(chē)的水平。下一步，我們則準(zhǔn)備開(kāi)始著手解決輪胎與空氣動(dòng)力等問(wèn)題。 上圖為正在聽(tīng)取車(chē)手佐佐木雅弘（畫(huà)面中左三）反饋的坂本CE（畫(huà)面中左二）。攝影：三橋仁明/N-RAK PHOTO AGENCY

例如，在這次比賽中，賽車(chē)的輪胎尺寸被放大了一圈。車(chē)手佐佐木雅弘說(shuō)道：“以前車(chē)身雖然很重，但賽車(chē)使用的卻是260小輪胎，車(chē)身承受力過(guò)重，在轉(zhuǎn)彎的時(shí)候非常困難。但這次換成了280輪胎，所以從駕駛感覺(jué)上來(lái)講，與普通賽車(chē)差別不大?！?/p>

佐藤President表示：“在富士賽時(shí)，車(chē)手一直通過(guò)無(wú)線電告訴我們發(fā)生了早燃（提前點(diǎn)火。屬于發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒異常所導(dǎo)致的問(wèn)題之一），基本上3分左右就會(huì)發(fā)生一次?！?/p>

在這次比賽結(jié)束后，我們一如既往地收到了來(lái)自車(chē)手Morizo的大量反饋，雖然因此工作量將增加，但這有助于進(jìn)一步提高車(chē)速，算是一種甜蜜的負(fù)擔(dān)。

撮影：三橋仁明/N-RK PHOTO AGENCY

加氫速度與互聯(lián)技術(shù)均得到了提升

最初，氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)賽車(chē)出現(xiàn)在富士賽時(shí)，加滿一次氫所需的時(shí)間在5分鐘左右。在后來(lái)的AUTOPOLIS賽時(shí)，加氫速度提升至3分鐘，而這次的鈴鹿賽時(shí)又縮短了1分鐘，現(xiàn)在加滿一次氫只需要2分鐘。

仔細(xì)觀察其實(shí)不難發(fā)現(xiàn)，這次賽場(chǎng)兩邊并排停放著兩輛加氫車(chē)，而COROLLA在加氫時(shí)則停在它們中間。兩輛加氫車(chē)分別從COROLLA的兩側(cè)，通過(guò)加氫口為賽車(chē)加氫。

撮影：三橋仁明/N-RK PHOTO AGENCY

佐藤President
有些人可能會(huì)以為我們運(yùn)用了革新技術(shù)，但其實(shí)只是單純地使用了兩輛加氫車(chē)，同時(shí)為四個(gè)儲(chǔ)氫罐加氫，這樣速度自然就比原來(lái)快了一倍。 但如果要使用兩輛加氫車(chē)為一輛汽車(chē)加氫，就必須盡量控制它們之間產(chǎn)生差距。為使兩輛加氫車(chē)的加氫速度與溫度保持均等，我們進(jìn)行了多次的試驗(yàn)。

另外，能夠監(jiān)控車(chē)輛數(shù)據(jù)的互聯(lián)技術(shù)也得到了進(jìn)化。

至今為止，豐田在日本、美國(guó)、中國(guó)、歐洲等國(guó)家及地區(qū)銷(xiāo)售了超過(guò)1000萬(wàn)輛的“互聯(lián)汽車(chē)”。這些量產(chǎn)車(chē)能夠以數(shù)十秒為單位，實(shí)現(xiàn)汽車(chē)與中心的交互通信。而在這次比賽中，賽車(chē)的互聯(lián)通信技術(shù)提升至以秒為單位，真正實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)互聯(lián)。

在上次AUTOPOLIS賽時(shí)，賽車(chē)使用的是市售通信系統(tǒng)。這樣一來(lái)，能夠成為分析對(duì)象的數(shù)據(jù)以及可視化信息非常有限，對(duì)于工程師來(lái)說(shuō)利用價(jià)值不大，很難有所改善。

而這次，就連安裝在賽車(chē)上的通信機(jī)都是研發(fā)人員從零開(kāi)始自己制作的，因此工程師們能夠獲得更多賽車(chē)所記錄的數(shù)據(jù)，還設(shè)置了云計(jì)算數(shù)據(jù)處理環(huán)境。

互聯(lián)公司的山本圭司President表示：“通過(guò)將分析的信息結(jié)果制成曲線圖，將燃料噴射的變化進(jìn)行可視化處理，從而提高了操作空間。由于各種信息都一目了然，因此縮短了前置時(shí)間，有效提升了研發(fā)速度?！?/p>

將目光看向比賽的更遠(yuǎn)方

如今的氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)仍處于發(fā)展進(jìn)化中。車(chē)隊(duì)的伙伴們正熱烈地討論著要如何加快速度，提高賽車(chē)戰(zhàn)斗力等問(wèn)題。

然而，佐藤President卻強(qiáng)調(diào)道：“雖然提升速度很重要，但同時(shí)，也要為將來(lái)在生活中投放氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)而做研發(fā)準(zhǔn)備。比起贏得比賽，為未來(lái)而展開(kāi)實(shí)證試驗(yàn)才更有意義?！?/p>

要如何使氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)在所有運(yùn)輸領(lǐng)域穩(wěn)定運(yùn)行，研發(fā)時(shí)還需要怎樣的改善？

要如何實(shí)現(xiàn)多個(gè)加氫站同時(shí)加氫？要怎樣調(diào)整所有儲(chǔ)氫罐的壓力？速度要達(dá)到多快才能夠?qū)崿F(xiàn)普及？

如果將量產(chǎn)車(chē)也搭載能夠?qū)崟r(shí)通信、數(shù)據(jù)分析的設(shè)備，我們的工程師人才儲(chǔ)備是否足夠多？

氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的研發(fā)，一直將其目光看向比賽的更遠(yuǎn)方。

拍攝：三橋仁明/N-RAK PHOTO AGENCY