Водородный двигатель для автомобиля тойота

Серийный водородный седан Toyota Mirai

К электрокарам люди уже привыкли, хоть и обращают на них внимание, но Тойота еще в 2014 показала и запустила продажи водородного автомобиля Toyota Mirai. Это не концепт, модель реально продается на рынке Японии за 57 500 долларов. Покупателей много, даже после презентации компания не ожидала такого количества заказов.

Сегодня расскажем вам полностью про этот автомобиль, изучим технологии, примененные японцами и поймем как с ним жить.

Содержание:

Футуризм и технологичность дизайна

Всем электокарам и гидрам делают инновационную внешность, наверное, чтобы подчеркнуть необычные технологии. Здесь традиция сохранилась, пропустить седан в потоке невозможно. Как минимум машина привлечет агрессивностью.

Агрессию спереди создает узкая оптика с 4 светодиодными блоками ближнего и дальнего света. Фары соединены тонкой охлаждающей решеткой. Выше сильно приподнятый капот – первая выделяющая часть, которую хорошо заметно сбоку.

По бамперу кажется, что здесь турбированный V8 из-за огромных воздухозаборников, охлаждающих радиатор и подающих воздух технике для обеспечения тяги (об этом в технических характеристиках). Края воздухозаборника Mirai оснастили вертикальными светодиодными фонарями ДХО, они же поворотники.

Сбоку видно стильный переход черной вставкой от фонаря к оконной раме, полностью состоящей из такого материала. Из него же выполнили заднюю стойку – стиль парящей крыши. Линии кузова тоже странные, спереди углубление с переходом в верхнюю классическую полосу, сзади большое расширение, соединенное с линией порога.

Сзади уникальность остается, обычно фонари делают похожими на передние, здесь решили сделать похожими на огромные воздухозаборники. Выше проходит светодиодная линия, посередине разделенная логотипом автомобиля будущего. Бампер Toyota Mirai ниже углубляется к треугольному светоотражателю. Выхлопных труб естественно нет, даже для дизайна.

Габариты седана:

• длина – 4890 мм;
• ширина – 1815 мм;
• высота – 1535 мм;
• колесная база – 2780 мм;
• клиренс – 130 мм.

По цвету покупателю также доступен неплохой выбор:

• белый (White Pearl);
• черный (Precious Black Pearl);
• серебристый (Precious Silver);
• голубой (Pure Blue);
• темно-синий (Dark Blue Mica);
• красный (Dark Red Mica).

Салон Мираи

Внутри инновационный образ остается, архитектура Тойоты осталась, многим владельцам знаком стиль, но внесено немало нового. Материалы прекрасного качества – кожа на сиденьях, мягкий пластик и хорошая ткань. Премиум здесь не нужен, смысл автомобиля все-таки в экономии.

Спереди прекрасные анатомические сиденья с легкой боковой поддержкой, системой подогрева и 8-диапазонной электрической регулировкой. Сзади два посадочных места, разделенные высоким подлокотником, на котором кнопки включения заднего подогрева сидений.

X-образный стиль панели торпедо Тойоты Мирай притягивает взгляд, особенно необычно смотрится с двухцветной обшивкой салона. Наверху торпедо приподнятая панель с расположенным посередине 4,2-дюймовым дисплеем со спидометром и информацией о режиме КПП – панель приборов по сути. Ниже из полосы «икса» выходит оттопыренный от панели 9-дюймовый дисплей мультимедийно системы с навигацией и системой управления голосом.

Панель перехода в тоннель из глянцевого черного пластика вся состоит из сенсорных кнопок. Привлекает внимание еще большой монитор, который покажет, как вы настроили 2-зонный климат-контроль. Наверху панели маленький джойстик фальш коробки передач, справа от которого кнопки выбора режима – Eco mode и Power mode. Рядом кнопка отключения системы стабилизации.

Перед водителем Toyota Mirai только удобный Тойотовский 3-спицевый мульти-руль. У него есть подогрев, кнопок хватает для управления основным и не только функционалом. Круиз-контроль правда регулируется рычагом – некоторым неудобно.

Багажник 361-литровый и задние кресла откинуть невозможно.

Технические характеристики водородной установки

Тип	Объем	Мощность	Крутящий момент	Разгон	Максимальная скорость	Количество цилиндров
Водород	0.0 л	154 л.с.	335 H*m	9,6 сек.	178 км/ч	0

Автомобиль приводится в движения за счет системы Toyota Fuel Cell System (TFCS), соединяющей в себе топливные ячейки, электрический двигатель, водородные баллоны и преобразователь энергии.

Toyota FC Stack

По сути это электрический двигатель, отличающийся способом добычи энергии. Здесь два водородных бака, топливо которых смешивается с воздухом, поступившим из огромных передних воздухозаборников в блоке Toyota FC Stack. Взаимодействие водорода и воздуха приводит к получению постоянного электрического тока и воды, которая скапливается в отдельной емкости. Воду нужно периодически сливать, один из автообзорщиков Mirai рискнул даже выпить ее.

Водород хранится в двух углепластиковых баках (60 литров и 62,4 литра) под давлением 70МПа. Основную мощность отдает передний, а в спортивном стиле езды подключается питание заднего бака и аккумулятора.

Полученная энергия распределяется по двум никель-металлгидридным (NiMH) батареям с трехмерной решетчатой структурой каналов, равномерно распределяющей энергию. Также японцы придумали способ отказала от драгоценных металлов – минимум платины в катализаторе и отсутствие золотого покрытия.

Отдача мощности

Затем энергия перерабатывается через 13-литровый преобразователь FC Boost Converter, который преобразует постоянный ток в переменный, увеличивая напряжение до 650 вольт. После этого под педалью и появляется вся мощность.

Электродвигатель Toyota Mirai выдает 154 лошадиные силы и 335 H*m крутящего момента, мощность доступна во всем диапазоне. КПП нет, все напрямую связано с мотором, рычагом в салоне вы просто выбираете режим.

В режиме Power mode седан разгоняется до 100 км/ч за 9,6 секунды, а максимальная скорость равна 178 км/ч. Запаса хода аккумуляторов хватает на 600 километров, а заправка более быстрая, чем у электрокаров. Этому способствует также систему рекуперации энергии от торможения в задний 21-киловольтный аккумулятор.

Модель имеет внешнюю систему питания, мощность 9 кВт (Power take off System). Через разъем CHAdeMO в багажнике можно подключить бытовые приборы и оснащать электрическом дом. Удобно при отключении электричества и во время путешествий.

Подвеска седана состоит из независимых стоек Макферсона спереди и полунезависимой торсионной балке сзади. Комфорт приемлемый, все-таки Тойота Мирай не премиум класса. За остановку отвечает дисковая тормозная система, вентилируемая спереди.

Заправка

Заправочные станции расположены в Японии, Великобритании и активно строятся в Германии, мероприятие спонсируется Toyota, Volkswagen, Daimler, BMW и Honda. Похоже компании имеют планы на использование подобной технологии.

Станции решили делать в едином стандарте, чтобы другим производителям не пришлось организовывать свои заправки и облегчить жизнь покупателям будущих водородных автомобилей других компаний.

Полная заправка баков занимает 3-4 минуты, а по цене выходит 45 евро. Получается 100 километров стоит 7,5 евро. В Германии 10 литров бензина обойдется в 13 евро, так что разницы в денежном расходе практически нет.

Необходимая безопасность Toyota Mirai

Водород – опасное вещество, думаю многие слышали про водородные бомбы. Японцы прекрасно это поминают, поэтому Тойота использовала весь свой опыт, накопленный с 90-х годов. Да, японцы уже тогда искали альтернативное топливо.

Во-первых, баллоны выполнены из карбона – прочного материала, у которого меньше шансов деформироваться при ДТП. Во-вторых, проработана структура кузова, добавлены усиления в нужных местах, найденные на основе краш-тестов. В случае утечки водорода, датчики блокируют клапаны, чтобы он не шел дальше через шланги. Шланги в свою очередь находятся за салоном, поэтому топливо быстро растворяется в воздухе, а его там немного из-за перекрытия клапанов баллонов.

Вся система защищается недавно разработанным термопластичным армированным углеродным пластиком, из которого создан поглощающий удары каркас.

В дополнение Mirai оснащается системами:

• экстренного торможения при фронтальном столкновении;
• контроля полосы разметки;
• анализа слепых зон;
• 9 подушек безопасности;
• парктрониками;
• Hill Start Assist;
• EBD;
• ABS;
• VSC;
• TRC.

Цена и гарантия

Базовый ценник водородного автомобиля начинается с 57 500 долларов, а в Великобритании он стоит значительно дороже – 78 540 евро. Покупатель получает круглосуточную консультацию по вопросам топливной системы, круглосуточную помощь на дорогах (буксировка и т.п.), 3 года бесплатного обслуживания, заправки на определенных станциях и 8 лет гарантии.

Три года бесплатной заправки, это конечно очень привлекательно, особенно на фоне отсутствия разницы в цене заправки с бензиновым двигателем. Вообще автомобиль очень интересный, правда жить с Toyota Mirai сложновато из-за малого количества заправок, но в будущем все изменится.

От электрокара отличий тут по сути нет, водород просто значительно увеличивает скорость заправки, что ухудшает дешевизну эксплуатации. Надеемся в будущем технология будет развиваться, и мы получим очищение окружающей среды.

Видео

Основной автор сайта и основатель нескольких автомобильных интернет-проектов

Источник статьи: http://autoiwc.ru/toyota/toyota-mirai.html

Двигатели Toyota Mirai

Японская компания Toyota первая в мире стала серийно выпускать автомобиль, где в качестве топлива используется водород. Для пополнения запасов топлива необходимы специальные заправочные станции, поэтому эксплуатация этого автомобиля ограничено теми странами, где заправки уже построены.

История создания автомобиля

Работы по созданию гибридного автомобиля инженерами компании велись давно, аж с 1992 года. И даже был создан первый опытный автомобиль, который появился в 1996 году. В 2002 году была даже выпущена небольшая партия гибридного автомобиля, получившего название Toyota Highlander.

В 2013 году была представлена новая модель автомобиля с водородным двигателем. При проектировке модели были учтены все недостатки выявленные в ходе эксплуатации первого автомобиля. С 2014 г. начался серийный выпуск автомобиля, который получил название Toyota Mirai.

Изготовление машин производится на заводе Motomachi Plant в городе Тоета. Машины продаются на автомобильных рынках США и Европы. Компания не планирует в ближайшее время продавать этот автомобиль в России, из-за отсутствия в стране заправочных станций.

Силовая установка Toyota Mirai

В отличие от ДВС в качестве двигателя на автомобиле установлен электродвигатель мощностью 113 Квт. (154 л. с.). Конструкция синхронного двигателя переменного тока разрабатывалась при участии инженеров компании Тойота. Особенностью данного электродвигателя является то, что при торможении двигатель вырабатывает энергию которая поступает во вторичный аккумулятор.

Автомобиль Toyota Mirai

Основой двигательного комплекса является гибридная установка, электрохимический генератор под названием FC Stack. Поступающий в генератор водород вступает в химическую реакцию с кислородом, в результате которой и получается электрический постоянный ток. Далее в преобразователе ток траснформируется в перменный напряжением 650 вольт.

Силовая установка очень экономична, ее КПД при переработке водорода в энергию составляет почти 83 %, а мощность установки составляет 114 Квт. Сравнительные значения КПД различных типов двигателей приведены в таблице:

Тип двигателя	КПД, в %
Бензиновый	Средн. 25
Макс. 38
Дизельный	40
Дизельный с турбонаддувом	53
Водородный	83

Водородный двигатель способен разогнать машину до скорости 175 км/час, а запаса топлива хватает для пробега 480 км. Топливо хранится в двух баллонах подо давлением 70 МПа. Баллоны расположены под днищем двигателя, емкостью 60 и 62.4 литра. Сам процесс заправки водородом занимает всего 3 минуты.

Краткий обзор других моделей с водородным двигателем

Тойота мирай не единственный представитель в мире машин с водородным двигателем. Хотя все считают, что эта модель наиболее продвинутая и перспективная. Сравнительные характеристики других автомобилей приведены ниже:

1. Корейский кроссовер Hyundai ix35 FCEV. Производство начато в 2014 году, продажи машин производятся в США, Европе и в отдельных странах Азии. Мощность электродвигателя 136 л. с, максимальная скорость 180 км/час. Запаса топлива хватает на 600 км, а вес водорода, в полностью заправленном баке составляет всего 5,5 кг.

2. Полноразмерный седан Honda FCX Clarity. Выпуск машин производился с 2008 по 2014 годы. Оснащен электромотором мощностью 134 л. с, запаса топлива хватает на 380 км. пробега. Всего было реализовано 65 автомобилей в США, Японии и в странах Европы.

3. Хэтчбек Mercedes-Benz F-Cell. Выпускался в Германии с 2002 по 2012 годы. За это время компания выпустила 69 машин, некоторые из них эксплуатируются и сегодня. Мощность двигателя составляла 134 л. с, максимальная скорость была не высокой, всего 134 км. По дальности пробега машина имела примерно такие же показатели, как и у конкурентов-402 км.

Достоинства и недостатки водородных двигателей

Водородные двигатели считаются очень перспективными, многие предполагают, что в течение ближайших 15-20 лет их количество резко вырастит. К такому выводу есть веские обоснования, ведь экономичность и экологичность водородных агрегатов вне конкуренции.

Автомобили не загрязняют окружающую среду своими вредными выбросами, в отличие от дизельных и бензиновых двигателей. Да и само топливо, если получать водород в большом объеме, имеет не высокую стоимость, следовательно, эксплуатационные расходы не велики.
Теперь о недостатках. Прежде всего распространение водородных машин сдерживает отсутствие заправочных станций. Хотя в этом направлении работы ведутся во многих странах.

В ближайшее время концерн Тойота планирует построить около 20 таких станций в США.

Водород очень взрывоопасен и летуч, поэтому при заправке необходимо соблюдать особые правила предосторожности. Техническое обслуживание водородных автомобилей будет обходится, возможно в первое время, дороже чем обычных.

Но все же у водородных машин есть все возможности уже в самое ближайшее время стать одним из самых популярных авто в мире. Этому способствует и постоянный рост цен на топливо, и непрерывная работа конструкторов по совершенствованию моделей таких машин.
Так совместными усилиями немецких и японских инженеров разрабатывается новая перспективная модель седан BMW Hydrogen 7-й серии, которую планируют выпустить в свет в 2020 году.

Источник статьи: http://motorist.expert/katalog-po-modelyam/dvigateli-toyota-mirai.html