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? 車手的對話內(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
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),他表示他們的車隊(duì)發(fā)生了一個(gè)變化。
佐藤President
從整個(gè)汽車發(fā)展道路來看的話,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,或者說弱項(xiàng),就如何改善車輛這一點(diǎn)做了許多討論。
鈴鹿比賽開始后,我們的對話內(nèi)容開始圍繞“如何改善車輛才能夠跑得更快”展開,例如“希望能在130R*有效利用空氣動(dòng)力行駛”等。
*鈴鹿賽道的超高速彎道。130R的說法來源于曲率半徑130m。
顯然,這可以理解為汽車的等級有了一個(gè)階段性的提升。
拍攝:三橋仁明/N-RAK PHOTO AGENCY
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)在富士國際賽車場(靜岡縣小山町)的那場比賽。
佐藤President
與滿身傷痕跑完全程的富士賽相比,這次賽車的性能得到了顯著提升??傮w來說研發(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)了即便踩油門扭矩也不見提高的情況,但這次鈴鹿賽所使用的發(fā)動(dòng)機(jī),無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)也是豐田章男社長表示:“在富士耐力賽中,我們參加的是ST-5級比賽?,F(xiàn)在,專業(yè)車手開車的話會(huì)比ST-4級還快。”工程師片岡龍也反應(yīng)說:“從AUTOPOLIS(大分縣日田市)開始輸出功率就提升了,這次直線車速確實(shí)比ST-4級的要快。考慮到車輛本身很重,所以圈速和ST-4級差不多,但輸出功率已接近ST-2級。”
Morizo選手(左)和片岡工程師(右) 攝影:三橋仁明/N-RAK PHOTO AGENCY
不過需要注意的是,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手要求這一點(diǎn),無疑是具有壓倒性的優(yōu)勢。
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
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)證來尋找問題的原因所在,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),我們在提高性能和扭矩的過程中能發(fā)覺需要把握的點(diǎn),并通過優(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提高輸出功率。
當(dāng)然,大家關(guān)心的還有油耗方面的問題。誠然,油耗和輸出功率是需要折衷的關(guān)系,但據(jù)說豐田可以維持輸出功率的提高。
接下來的日本超級耐力賽總決賽將在11月13日~14日舉行,地點(diǎn)位于岡山國際賽道(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’,這便是我們的動(dòng)力?!?/p>
一輛汽車如果想提高車速,并不是只要升級發(fā)動(dòng)機(jī)就能解決這么簡單,還需要配合調(diào)整其車身與動(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)為我們解說道。
坂本CE
以前,為了能夠搭配上底盤,我們一直在努力提升發(fā)動(dòng)機(jī)效率,用底盤來彌補(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)賽車的性能已達(dá)到了普通賽車的水平。下一步,我們則準(zhǔn)備開始著手解決輪胎與空氣動(dòng)力等問題。
上圖為正在聽取車手佐佐木雅弘(畫面中左三)反饋的坂本CE(畫面中左二)。攝影:三橋仁明/N-RAK PHOTO AGENCY
例如,在這次比賽中,賽車的輪胎尺寸被放大了一圈。車手佐佐木雅弘說道:“以前車身雖然很重,但賽車使用的卻是260小輪胎,車身承受力過重,在轉(zhuǎn)彎的時(shí)候非常困難。但這次換成了280輪胎,所以從駕駛感覺上來講,與普通賽車差別不大。”
佐藤President表示:“在富士賽時(shí),車手一直通過無線電告訴我們發(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自車手Morizo的大量反饋,雖然因此工作量將增加,但這有助于進(jìn)一步提高車速,算是一種甜蜜的負(fù)擔(dān)。
撮影:三橋仁明/N-RK PHOTO AGENCY
最初,氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)賽車出現(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),這次賽場兩邊并排停放著兩輛加氫車,而COROLLA在加氫時(shí)則停在它們中間。兩輛加氫車分別從COROLLA的兩側(cè),通過加氫口為賽車加氫。
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,同時(shí)為四個(gè)儲氫罐加氫,這樣速度自然就比原來快了一倍。
但如果要使用兩輛加氫車為一輛汽車加氫,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、中國、歐洲等國家及地區(qū)銷售了超過1000萬輛的“互聯(lián)汽車”。這些量產(chǎn)車能夠以數(shù)十秒為單位,實(shí)現(xiàn)汽車與中心的交互通信。而在這次比賽中,賽車的互聯(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),賽車使用的是市售通信系統(tǒng)。這樣一來,能夠成為分析對象的數(shù)據(jù)以及可視化信息非常有限,對于工程師來說利用價(jià)值不大,很難有所改善。
而這次,就連安裝在賽車上的通信機(jī)都是研發(fā)人員從零開始自己制作的,因此工程師們能夠獲得更多賽車所記錄的數(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。”
如今的氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)汽車仍處于發(fā)展進(jìn)化中。車隊(duì)的伙伴們正熱烈地討論著要如何加快速度,提高賽車戰(zhàn)斗力等問題。
然而,佐藤President卻強(qiáng)調(diào)道:“雖然提升速度很重要,但同時(shí),也要為將來在生活中投放氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)汽車而做研發(fā)準(zhǔn)備。比起贏得比賽,為未來而展開實(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