Почему Toyota построила водородный гоночный автомобиль и что это значит для будущего

У этой гоночной Corolla не было топливного элемента , у него был обычный двигатель, работающий на водороде.

В этом году гонка на выносливость Fuji 24 Hours показала несколько необычных результатов на стартовой решетке. Среди множества представленных на рынке Nissan GT-R и Toyota GR Supra был небольшой хэтчбек Corolla . На первый взгляд, смотреть на эту машину неинтересно. Но при более внимательном рассмотрении раскрывается его интрига — он работает на водороде.

Первое, о чем мы думаем, когда рассматриваем Toyota и водород, — это, как правило, автомобиль на топливных элементах Toyota Mirai, который сейчас находится во втором поколении. Однако важно отметить, что эта Corolla Sport (название на японском рынке, в США это Corolla Hatchback) не оснащен водородным топливным элементом , сложным устройством, которое расщепляет водород для выработки электроэнергии. В этой Corolla вместо этого используется тот же 1,6-литровый трехцилиндровый двигатель внутреннего сгорания, что и в Toyota GR Yaris. Единственными модификациями, позволяющими заставить его работать на водороде, стали система подачи топлива, топливные форсунки и система зажигания.

Фактически, команда могла бы вместо этого использовать GR Yaris, но использование дополнительной вместительности Corolla позволило им заправить четыре бака сжатого водорода в задней части. Эти баки были взяты с Mirai (два были модифицированы для этого случая, а два были стандартными), и они были закреплены в специальной скобе из пластика, армированного углеродным волокном, и спроектированы таким образом, чтобы выдерживать аварии с высокой энергией при плохом развитии событий.

Некоторые водородные компоненты, такие как трубопроводы и система управления топливом, уже были разработаны и также были перенесены прямо с Mirai. Не нужно было изобретать велосипед. Однако система впрыска топлива новая.

«Управление горением было нашей самой большой проблемой», — сказал нам главный инженер Corolla Наоюки Сакамото во время видеозвонка из Японии. «Водород воспламеняется очень быстро, что иногда вызывает преждевременное воспламенение».

Система впрыска топлива была разработана совместно с Denso. «Они оказали нам огромную поддержку», — сказал Сакамото.

Fuji 24 Hours стала третьим этапом 2021 года в многолетней гонке на выносливость Super Taikyu в Японии. Несмотря на ряд известных гонщиков, таких как бывший пилот Формулы 1 и Ле-Мана Камуи Кобаяши, водители SuperGT Хироаки Ишиура, Такуто Игучи и Такамицу Мацуи и даже сам генеральный директор Toyota Акио Тойода, Corolla проехала всего 12 часов, проехав 358 кругов или 1634 км. (1015 миль). Победивший Nissan GT-R NISMO GT3 проехал более чем вдвое.

Ветеран Super Taikyu Масахиро Сасаки показал лучшее время круга — 2 минуты четыре секунды. По словам главного инженера Сакамото, это неплохо. Водители сообщили, что Corolla ехала более или менее как обычный гоночный автомобиль, но из-за более быстрого сжигания водородного топлива дроссельная заслонка стала более отзывчивой.

Однако более быстрое сгорание топлива также привело и к проблемам. Со скоростью сгорания в семь раз больше, чем у бензина, автомобиль мог проехать всего около 10 кругов, прежде чем его нужно было заправлять. Corolla заправлялась 35 раз, каждый раз по 5-6 минут. С учетом смены водителя и других действий, машина провела в боксах в общей сложности четыре часа. Corolla также столкнулась с электрическими проблемами, не связанными с водородной топливной системой.

«Цель нашего участия не в гонках», — пояснил Сакамото. «Мы постоянно проверяли данные от топливных форсунок и тому подобного, обслуживая двигатель и заправку». Последний пункт относился к специальным автоцистернам с водородом, которые нужно было привезти и поставить на специальной площадке за пределами пит-лейна.

Итак, имея преимущества в производительности, которые не перевешивают неудач, зачем Toyota тратить время и силы на разработку гоночного автомобиля, работающего на водороде? Это кажется особенно бесплодным в США, где электрика аккумуляторов вышла на первое место, в то время как эксперты ставят под сомнение упорную приверженность Toyota к водороду, FCV и прочему.

«Подключаемые гибриды и аккумуляторная электрика — лишь часть решения, и Toyota считает, что ей необходимо предоставить несколько вариантов», — сказал нам Сакамото. «Нам необходимо изучить другой вариант достижения углеродной нейтральности с использованием двигателей внутреннего сгорания».

«В Японии ископаемое топливо используется для производства электроэнергии», — продолжил он. «Однако водород, который мы использовали, производится на солнечной электростанции».

Далее он указал, что даже если электрика аккумуляторных батарей является конечной точкой, во многих частях мира будут использоваться ДВС в течение многих лет. Сакамото даже предположил, что комбинированное топливо-бензин-водород может стать возможностью для массового производства автомобилей. Существующие автомобили с ДВС можно даже переоборудовать для использования водородного топлива, если поменять топливный бак, систему подачи топлива и форсунки.