BYD ATTO3 elektromos autó

,

Technika: Toyota-Yamaha 5.0 V8 Hydrogen – Tisztázzuk

A Toyota régóta és kitartóan hisz a hidrogénalapú energiatermelés jövőjében és nem is csak az üzemanyagcellában. A Yamahával közösen most 5,0 l-es szívó V8-ast tervezett, hidrogénhajtással.

David Helfgott

2023. december 27.
SZG

A Toyota régóta és kitartóan hisz a hidrogénalapú energiatermelés jövőjében, és nem is csak az üzemanyagcellában. A Yamahával közösen most 5,0 l-es szívó V8-ast tervezett, hidrogénhajtással. Már a prototípusok is készek.

Nincs más megoldás?

A szinte teljesíthetetlenül szigorú eljövendő környezetvédelmi normák árnyékában a hidrogénhajtású belső égésű motorok fejlesztése újra terítékre került több márkánál. A nagy kínai cégek teherautókat hajtanának így, a Toyota és a Yamaha azonban a személyautókat sem hagyja ki a terveiből. A két cég mérnökei közösen. 5,0 l-es hidrogénhajtású V8-ast rajzoltak, a Toyota régóta futó szívó gépének alapjain.

Toyota-Yamaha Hidrogén
Az 5,0 l-es V8-as csupa könnyűfém szerkezetű, benzines változatban kicsit erősebb, mint hidrogénnel, úgy 479 LE-t 536 Nm-t szolgáltat.

Miért éri meg?

 

BYD DOLPHIN

A hidrogénhajtású belső égésű motorok többségének műszaki alapja benzinmotoroktól származik, mert a hidrogént sokkal egyszerűbb szikragyújtással elégetni, mint kompresszióssal. A működés óriási előnye, hogy egyáltalán nem szabadul vele új szén a légkörbe, hiszen a hidrogén (elméletben) tökéletesen tisztán ég, a folyamat végeredménye kizárólag vízgőz.

 

Valóságban:

A valóság azért kicsit más, mert a motor nem tiszta oxigént, hanem levegőt szív, aminek nagy része nitrogén, így nitrogénoxidok is keletkeznek az égési folyamatokban. Éppen ezért fontos, hogy az égés hőmérséklete mindig elég alacsony maradjon. Ez ugyan rontja az összhatásfokot, de ideális esetben, a kipufogógázokban redukciós katalizátor nélkül is kevesebb a nitrózus összetevő, mint amit az Euro6 ma megenged.

Az Euro7 még csak alakuló határértékeihez már a Toyota és a Yamaha mérnökei szerint is szükség lesz redukciós utókezelésre. A hidrogén gáz állapotában illékony, gyúlékony, energiasűrűsége pedig alacsonyabb a benzinénél. Ha tisztán megújuló energiával állítják is elő, égése a motorban akkor sem lehet teljesen CO2-semleges, mert valamennyi motorolaj mindig jut az égésterekbe.

Toyota-Yamaha Hidrogén
A kísérleti prototípusok csak hidrogénnel működnek, ha egyszer tényleg sorozatgyártásba kerülnek benzinnel is járthatók lesznek majd.

Innováció?

A Yamaha és a Toyota ezért különleges motorolajokat használ. A kartergázokkal a hidrogén óhatatlanul lejut a motor forgattyúsházába is, csak emiatt az új V8-ashoz külön szellőzőrendszert is terveztek, ami időnkét automatikusan átlevegőzteti a teljes szerkezetet. A többrétegű könnyűfém-szénszálas szerkezetű hidrogéntartályok névleges nyomása 700 bar, gázhalmazállapotban utazik bennük a hidrogén, és egyenesen az üzemanyagcellás, elektromos hajtású Toyota Mirai-ból érkeztek.

A befecskendezés kisnyomású, és közvetlen, a szívócső befecskendezés ötletét a szívócsőben felgyülemlő hidrogén robbanásveszélye miatt eleve elvetették a fejlesztők. A hidrogén kompresszió tűrése óriási, és szegénykeverékes üzemben is nagyon jól ég, így akár 1:180-as hidrogén-levegő keverési-aránnyal is működőképes marad a motor (a szokásos, úgynevezett sztöchiometrikus benzin-levegő arány 1:14,7, de ma már jóval ritkább, 1:30 körüli keverékkel is futnak motorok).

 

Miért zseniális?

A szegénykeverékes üzem csökkenti a fogyasztást, de rontja a teljesítményt; a hidrogén égéshője eleve alacsony, ezért nem jó, ha kevés van belőle. Ugyanakkor az égés hőmérsékletét is megemeli, ami pedig a nitrózus gázok keletkezése miatt hátrányos. A hidrogén-levegő keverék gyorsabban ég mint a benzin-levegő töltet, a motorolaj élettartamára pedig kifejezetten kedvezően hat, hogy a gáz biztosan nem rontja a kenőképességét. A V8-as hengerfejei alapjaikban újak, mert a hidrogén illékony, így az égéséterek melegebb pontjai is könnyen beindíthatják az égést, ami kopogást okozhat, ezért a hűtésüket meg kellett erősíteni. A hidrogén-levegő keverék kompresszió-tűrése magas, ez jóval több játékot enged a tervezőknek az előgyújtás terhelésfüggő szabályozásakor, ugyanakkor a gyújtófeszültség lehet a benzinesekben megszokottnál alacsonyabb.

Toyota-Yamaha Hidrogén
Az 5,0 l-es V8-as egy Lexus RC-F orrában.

A Toyotában:

A Toyota motorjaiban általános, mindkét oldalon folyamatosan változó vezérlés szabályozó rendszere szintén teljesen új. A korábbiaknál kisebb szelepösszenyitásokkal dolgozik, mert a kipufogóba kijutó, vagy a szívócsőbe visszaáramló hidrogén robbanásveszélyes. Azt a fejlesztők is elismerik, hogy a nagy V8-as termikus hatásfoka alacsony, legfeljebb 30% körüli. Bár az kétség kívül hatásos, hogy az égés tisztasága miatt a kipufogóból a hagyományos oxidációs katalizátort is elhagyták. A 450 LE-s (6800/perc) próbamotorok már futnak, Lexusokban és Toyota Land Cruiserekben is, nyomatéki maximumuk 540 Nm (3600/ perc).

SZG

Oszd meg másokkal is ezt a cikket

AzAutó magazin előfizetés

Magazin előfizetés

Szívesen olvasnál tartalmakat offline is? Fizess elő az AzAutó magazinjára. Az előfizetés díja 9 960 Ft / év. 

Lorenna McKennitt

Kapcsolódó cikkek

Autopálya szabályok

Szabályok, amikkel érdemes tisztában lenned ha autópályát használsz

Bár a legtöbben nagyjából tisztában vagyunk az autópályán való vezetéssel, sokszor előfordul, hogy egy-egy információ nem jut el hozzánk, pedig hasznos lenne. Vannak például olyan lehetőségek, amelyek lehetővé teszik számodra, hogy elkerüld a pótdíjat, és sok 10 ezer forintot spórolj meg magadnak. Cikkünkben két ilyen hasznos szabályt tekintünk át. Vágjunk is bele!