日本氢动力革命,“HySE X-1”越野车即将参战2024达卡拉力赛

由日本四大摩托车制造商成立的HySE,即将以越野车“HySE X-1”参加2024达卡拉力赛。赛车装载了与Kawasaki H2同名的引擎,不过该引擎是采用氢为燃料,了解氢引擎在严酷条件下的表现,这一次WEBIKE访问了开发者关于H2的特点。

全新的引擎技术志左实现无污染

日本四大摩托车制造商于2023年5月宣布成立了HySE:Hydrogen Small Mobility & Engine Technology,志力发展以氢气为动力的引擎技术。作为该组织的第一步,他们将以越野车“HySE X-1”参加“2024达卡拉力赛”的新类别“Mission1000”,以验证其技术。

“Mission1000”是2024年达卡拉力赛新设立关于永续发展/可持续性发展(Sustainable Development)的类别,四轮越野车HySE X-1将使用基于KAWASAKI H2的氢能引擎,目的是了解引擎在严酷条件下的表现,并将这些经验反馈到未来的研究主题中。

该引擎装配了与Ninja H2相同的机械增压器,对此,HySE的市聡顕先生(来自KAWASAKI)表示:“氢燃料非常适合摩托车,再加上增压器,是理想的组合。”他解释说:“氢如果燃烧温度过高,会产生氮氧化物(NOx)。但如果将燃料减少到理论空燃比的一半,就不会产生这些气体,而增压器可以让更多空气进入,因此可以进行稀薄燃烧。”

 

参加2024达卡拉力赛的车辆HySE X-1和HySE团队。最右边的是市聡顕先生,他也是2015年发布的Ninja H2的开发负责人,目前任职于先进开发部。

 

HySE-X1 [HySE] 是基于现有车体改装,配备了氢燃料箱和燃料供应系统。车重为1500公斤,但最大马力未知。

Ninja H2 CARBON [KAWASAKI] 装配并列四缸998cc引擎和机械增压器,能发挥231PS马力。而赛道版Ninja H2R更能发挥惊人的310PS马力。

氢引擎反应速度快,适用于摩托车

市先生进一步解释说:“氢相比汽油,其燃烧速度更快,在汽缸中先注入空气,然后逐渐增加燃料,可以提高输出。当打开油门时,注入的燃料会立即燃烧,因此可以创造出动力反应迅速的摩托车。”

H2的氢版引擎将燃料喷射方式从端口喷射改为直接从气门喷射,类似于柴油引擎的燃烧系统。这使得可以在开启油门时喷射燃料,从而实现适合摩托车的快速反应输出特性。

此外,市先生表示机械增压器全开时能吸入大量空气,即使不增加排量也能实现高输出。结合原本就反应迅速的机械增压器和氢的高反应特性,可以实现极佳的反应速度。

当然,摩托车的燃料箱空间有限,燃烧产生的水也可能造成影响。解决这些问题正是HySE的目标,该项目是一个五年计划。加上开发期间,最早预计2030年才能商业化。我们期待着2024达卡拉力赛中HySE X-1的表现。

 

HySE X-1的引擎安装在车辆后方,“SUPER CHARGED”的字样正好显示出它是基于H2引擎。它的命名源自于750SS的H2,与氢分子的H2一致。

 

TOYOTA也加入了HySE,氢燃料箱和燃料供给系统的布局据说是根据TOYOTA氢气版Corolla开发的专有技术移植到越野车上。车手目前尚未公布。

 

这里是开发中的摩托车用氢气引擎,尽管变速箱等可能有所不同,但基本上与HySE X-1相同。这是基于Ninja H2的汽油引擎。

 

喷油嘴仍然保留在进气口部分,但下面的蓝色喷油嘴则直接将燃料喷入汽缸。利用机械增压器送入空气,并以理论空燃比的一半进行燃烧。

 

氢引擎摩托车 [KAWASAKI] 基于H2 SX,适配氢燃料的大型摩托车,公开作为2024年起试验测试车辆。头灯呈H字形。

SUZUKI的Burgman则采取与KAWASAKI完全相反的方法

关于氢引擎,SUZUKI也公开了Burgman的试验测试车辆。Burgman 400搭载了70MPa的氢燃料箱和氢引擎,并已实际行驶。他们的目标与KAWASAKI的增压引擎相似,但采取了完全不同的方法。

“氢即使在稀薄状态也能燃烧,因此即使在汽油无法燃烧的稀薄区域中仍能运作。如果太浓,会产生氮氧化物(NOx),因此我们正在避免这种情况,使引擎调整至不会产生NOx的范围,燃烧后只有产生水,因此排气管甚至不需要装触媒”,SUZUKI的开发者说。

由于Burgman使用自然进气的氢燃料引擎,因此尽可能保留原有汽油引擎的结构,只是将燃料从汽油替换成氢气。但是这样的做法对于提高动力较为困难,产出的马力大约只有原本汽油引擎的一半。Burgman 400为29PS,所以大约是15PS,但仍足以应付一般行驶需求。

在稀薄燃烧以实现环保无污染这一点,KAWASAKI和SUZUKI的目标一致,但采取了截然不同的技术路线。当然像现在的摩托车一样,在排气管装触媒以净化排放也是一种选择,期待各家车厂都能努力为环保永续发展找到最佳的解决方案。

 

氢引擎Burgman(试验测试车辆) [SUZUKI] 继Burgman Fuel Cell之后,也尝试氢引擎。为了容纳10L的氢燃料箱,车身总长增加了约200mm。

引擎已更换为氢燃料专用喷油嘴,此外由于氢具有高燃烧性,因此将点火系统改为冷型火星塞和电气完全切断才作动的CDI。

 

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