日本氫動力革命,「HySE X-1」越野車即將參戰2024達卡拉力賽

由日本四大摩托車製造商成立的HySE,即將以越野車「HySE X-1」參加2024達卡拉力賽。賽車裝載了與Kawasaki H2同名的引擎,不過該引擎是採用氫為燃料,了解氫引擎在嚴酷條件下的表現,這一次WEBIKE訪問了開發者關於H2的特點。

全新的引擎技術志左實現無污染

日本四大摩托車製造商於2023年5月宣布成立了HySE:Hydrogen Small Mobility & Engine Technology,志力發展以氫氣為動力的引擎技術。作為該組織的第一步,他們將以越野車「HySE X-1」參加「2024達卡拉力賽」的新類別「Mission1000」,以驗證其技術。

「Mission1000」是2024年達卡拉力賽新設立關於永續發展/可持續性發展(Sustainable Development)的類別,四輪越野車HySE X-1將使用基於KAWASAKI H2的氫能引擎,目的是了解引擎在嚴酷條件下的表現,並將這些經驗反饋到未來的研究主題中。

該引擎裝配了與Ninja H2相同的機械增壓器,對此,HySE的市聡顕先生(來自KAWASAKI)表示:「氫燃料非常適合摩托車,再加上增壓器,是理想的組合。」他解釋說:「氫如果燃燒溫度過高,會產生氮氧化物(NOx)。但如果將燃料減少到理論空燃比的一半,就不會產生這些氣體,而增壓器可以讓更多空氣進入,因此可以進行稀薄燃燒。」

 

參加2024達卡拉力賽的車輛HySE X-1和HySE團隊。最右邊的是市聡顕先生,他也是2015年發布的Ninja H2的開發負責人,目前任職於先進開發部。

 

HySE-X1 [HySE] 是基於現有車體改裝,配備了氫燃料箱和燃料供應系統。車重為1500公斤,但最大馬力未知。

Ninja H2 CARBON [KAWASAKI] 裝配並列四缸998cc引擎和機械增壓器,能發揮231PS馬力。而賽道版Ninja H2R更能發揮驚人的310PS馬力。

氫引擎反應速度快,適用於摩托車

市先生進一步解釋說:「氫相比汽油,其燃燒速度更快,在汽缸中先注入空氣,然後逐漸增加燃料,可以提高輸出。當打開油門時,注入的燃料會立即燃燒,因此可以創造出動力反應迅速的摩托車。」

H2的氫版引擎將燃料噴射方式從端口噴射改為直接從氣門噴射,類似於柴油引擎的燃燒系統。這使得可以在開啟油門時噴射燃料,從而實現適合摩托車的快速反應輸出特性。

此外,市先生表示機械增壓器全開時能吸入大量空氣,即使不增加排量也能實現高輸出。結合原本就反應迅速的機械增壓器和氫的高反應特性,可以實現極佳的反應速度。

當然,摩托車的燃料箱空間有限,燃燒產生的水也可能造成影響。解決這些問題正是HySE的目標,該項目是一個五年計劃。加上開發期間,最早預計2030年才能商業化。我們期待著2024達卡拉力賽中HySE X-1的表現。

 

HySE X-1的引擎安裝在車輛後方,「SUPER CHARGED」的字樣正好顯示出它是基於H2引擎。它的命名源自於750SS的H2,與氫分子的H2一致。

 

TOYOTA也加入了HySE,氫燃料箱和燃料供給系統的佈局據說是根據TOYOTA氫氣版Corolla開發的專有技術移植到越野車上。車手目前尚未公布。

 

這裡是開發中的摩托車用氫氣引擎,儘管變速箱等可能有所不同,但基本上與HySE X-1相同。這是基於Ninja H2的汽油引擎。

 

噴油嘴仍然保留在進氣口部分,但下面的藍色噴油嘴則直接將燃料噴入汽缸。利用機械增壓器送入空氣,並以理論空燃比的一半進行燃燒。

 

氫引擎摩托車 [KAWASAKI] 基於H2 SX,適配氫燃料的大型摩托車,公開作為2024年起試驗測試車輛。頭燈呈H字形。

SUZUKI的Burgman則採取與KAWASAKI完全相反的方法

關於氫引擎,SUZUKI也公開了Burgman的試驗測試車輛。Burgman 400搭載了70MPa的氫燃料箱和氫引擎,並已實際行駛。他們的目標與KAWASAKI的增壓引擎相似,但採取了完全不同的方法。

「氫即使在稀薄狀態也能燃燒,因此即使在汽油無法燃燒的稀薄區域中仍能運作。如果太濃,會產生氮氧化物(NOx),因此我們正在避免這種情況,使引擎調整至不會產生NOx的範圍,燃燒後只有產生水,因此排氣管甚至不需要裝觸媒」,SUZUKI的開發者說。

由於Burgman使用自然進氣的氫燃料引擎,因此盡可能保留原有汽油引擎的結構,只是將燃料從汽油替換成氫氣。但是這樣的做法對於提高動力較為困難,產出的馬力大約只有原本汽油引擎的一半。Burgman 400為29PS,所以大約是15PS,但仍足以應付一般行駛需求。

在稀薄燃燒以實現環保無污染這一點,KAWASAKI和SUZUKI的目標一致,但採取了截然不同的技術路線。當然像現在的摩托車一樣,在排氣管裝觸媒以淨化排放也是一種選擇,期待各家車廠都能努力為環保永續發展找到最佳的解決方案。

 

氫引擎Burgman(試驗測試車輛) [SUZUKI] 繼Burgman Fuel Cell之後,也嘗試氫引擎。為了容納10L的氫燃料箱,車身總長增加了約200mm。

引擎已更換為氫燃料專用噴油嘴,此外由於氫具有高燃燒性,因此將點火系統改為冷型火星塞和電氣完全切斷才作動的CDI。

 

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