丰田 GR Yaris 试验氢内燃机

丰田公司这款狂野掀背车装配了一款实验性发动机,以探索氢动力汽车的可能性。
丰田公司实验性氢动力 GR Yaris。丰田

替代燃料汽车越来越受欢迎。虽然混合动力汽车和电动汽车赢得了这场竞赛,但氢动力汽车却落在了后面。2014 年,丰田凭借 Mirai——一款使用氢燃料电池充电的电动汽车——占据了市场,但近年来氢动力汽车的普及程度远不如电动汽车。

丰田希望改变这一现状。这家日本汽车制造商一直在努力改进其氢动力技术,突破界限,寻找这种多功能燃料如何用于驱动未来的汽车。丰田最新的测试探索将氢用在内燃机中,而不是像汽油或柴油这样的传统燃料。经过多年对这种相当非传统的动力源的测试,丰田已将其氢技术应用到其狂野的热门掀背车 GR Yaris 上。

该公司于 2017 年开始进行氢内燃机的实验。但直到最近,当它将这款发动机用作其卡罗拉 Sport Super Taikyu 赛车的心脏时,才向公众展示了这款发动机的潜力。今年 5 月,丰田派卡罗拉参加了一场 24 小时的耐力赛,在比赛中,它依靠氢动力行驶了超过 930 英里。

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现在,对于 Yaris,该公司对工厂的 1.6 升三缸涡轮增压发动机进行了调整,修改了其燃油和点火系统以支持使用氢。这意味着发动机的循环方式与汽油发动机类似,将燃料泵入发动机气缸,并通过燃烧过程产生动力。

尽管丰田尚未公布发动机的规格,但据称,与汽油相比,由于氢燃烧速度更快,因此发动机的响应性更强。

总的来说,氢动力汽车仍然相当新,丰田表示,这种燃烧技术尚未准备好大规模推广。但是,消费者已经可以从这家汽车制造商那里购买一款配备氢燃料电池的电池驱动汽车,该电池可以为汽车边走边充电。

在氢动力燃料电池电动汽车 (FCEV) 中,氢并不直接为车轮提供动力。相反,燃料电池通过迫使氢和氧发生化学反应充当发电机,只产生电和水——没有尾气排放。车载电池然后储存电能,与现代电池电动汽车 (BEV) 类似,能量用于驱动车载电动机。与传统的 BEV 相比,FCEV 的优势在于完全重新加注车辆所需的时间。根据充电器的不同,电池供电的汽车可能需要数小时才能将耗尽的电池充满,而氢动力 FCEV 的储罐可以在几分钟内加注,前提是有氢气加注站。

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然而,丰田的测试平台 GR Yaris 与 FCEV 相比有一个缺点。与配备燃料电池的汽车相比,燃烧氢以产生动力的过程效率要低得多,而与燃烧汽油相比,效率则更低。丰田尚未公布 Yaris 的功率输出或效率的详细信息;然而,考虑到需要更大的排量来产生相似的功率,氢内燃机在尺寸上比汽油发动机一直以来都更具挑战性。

氢内燃机也不如氢燃料电池环保。丰田表示,Yaris 产生的“尾气排放几乎为零”,这意味着燃烧用于润滑发动机的机油作为燃烧过程的一部分,仍可能释放二氧化碳和其他气体。

但这技术或许还有用武之地。丰田的敌人不是电动汽车或汽油车——而是排放。与传统的汽油动力汽车相比,氢内燃机的排放微不足道。虽然这项技术尚未准备好被普通购车者接受,但丰田正在努力研究它是否有一天可能可行。即使这项技术最终没有作为公路行驶的燃料,它也可能与合成燃料一起在赛车领域找到它的位置,以保持内燃机的声音和精神。

 

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Rob Stumpf

科技领域特约撰稿人

Rob自2021年以来一直为PopSci报道新兴汽车技术,自2017年初以来一直为该刊物的汽车兄弟出版物The Drive报道汽车新闻。他拥有技术和汽车背景,对未来出行充满热情。


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