Водневий двигун, «Тойота». Toyota Mirai з водневим двигуном

На сьогоднішній день практично всі світові автовиробники ведуть активні розробки машин, що працюють на екологічно чистому виді палива. Фахівці кажуть, що вже через 15-20 років світ повністю перейде на такий вид транспорту. Поки лідерство в цій справі зберігає компанія «Тойота». Після випуску знаменитого «Примуса» японці вирішили піти далі і розробити ще один екологічно чистий автомобіль - Toyota Mirai з водневим двигуном. У сьогоднішній статті ми розглянемо всі особливості даної новинки, а також перерахуємо всі переваги і недоліки використання водневих машин.

Характеристика

«Тойота Мірай» - це один з перших седанів японського виробництва, який компанія вирішила випускати в серійному масштабі. До речі, рішення назвати дану модель Mirai було цілком виправданим, адже в перекладі з японської це слово означає «Чисте майбутнє». Виробник стверджує, що перша серійна воднева Toyota відзначиться від своїх аналогів великим запасом ходу, який складе 480 кілометрів. Цього цілком вистачить як для повсякденної експлуатації в межах міста, так і для сімейних подорожей на великі відстані. Але що стосується дальніх поїздок, поки здійснити їх на такому авто не вдасться. І тут питання не в надійності конструкції (як завжди, японці зробили машину якісно і «на віки»), а у відсутності потрібних АЗС. Але про це ми поговоримо трохи пізніше.

Цікавий факт

Варто відзначити, що «Миру» не самий перший у світі автомобіль з водневим двигуном. «Тойота» займається розробкою гібридних моделей авто починаючи з 1997 року. Саме тоді світова публіка побачила перший автомобіль з водневим двигуном у вигляді концепт-позашляховика моделі FCHV. Однак запускати його в масштабне серійне виробництво японці так і не зважилися. Найчастіше даний джип можна було зустріти в держустановах і організаціях, які займалися тестуванням даного виду транспорту. До речі, водневий двигун об`єднує BMW і Toyota. Німці уклали контракт з японськими інженерами і до 2020 року планують створити новий екологічно чистий седан BMW Hydrogen 7-ї серії.

Плюси водневого автомобіля

Для початку про переваги. Почнемо з того, що двигун на водневому паливі не виділяє ніяких забруднюючих речовин, на відміну від дизеля і бензину. Варто відзначити і низьку собівартість експлуатації даного виду транспорту. Само паливо (водень) можна отримувати як в малих, так і великих масштабах. Це дозволить значно стабілізувати ситуацію з постійно мінливими цінами на пальне і більш раціонально розподіляти енергетичні ресурси у світі.

Які має мінуси двигун на водневому паливі?

Тепер поговоримо про недоліки. Основний мінус даного виду транспорту полягає в тому, що водневий двигун («Тойота FCV» в тому числі) більш вибухонебезпечний, ніж класичні дизельні та бензинові аналоги. Це пояснюється особливим хімічним складом водню. До речі, крім вибухонебезпечності він відрізняється високою летючість. Ця характеристика значно ускладнює транспортування і заправку автомобілів воднем. Також експерти кажуть, що обслуговування подібної установки буде більш витратним, ніж наприклад ремонт дизельного ДВС (в силу малої кількості працівників, які знають толк в даній сфері). Ну і, звичайно ж, відсутність водневих заправних станцій. У світі таких лише одиниці, тому використовувати зараз такі автомобілі дуже важко (тим більше що заправити таку машину можна тільки за допомогою спеціального обладнання).

Питання постачання

Основна проблема водневих авто - відсутність АЗС, на яких їх можна було б заправляти. Саме тому світові більш актуальні електрокари, так як вони заряджаються від звичайної розетки і навіть на ходу, якщо на даху є сонячна батарея. Але виробництво водневих станцій вже набирає темпи. Вже відомо про плани будівництва 20 таких АЗС в Каліфорнії. Якщо продажі зростатимуть, кількість заправок збільшать удвічі. До речі, цей штат був обраний неспроста - саме в Каліфорнії почнуться старти продажів водневих «Тойот». Але про продажі ми поговоримо в кінці статті, а поки давайте розглянемо екстер`єр новинки.

Дизайн

Зовнішній вигляд нової «Тойоти Мірай» вельми вражаючий. Відразу в очі кидається масивний агресивний «передок» з суворим широким бампером і розкосими фарами. Решітка радіатора - це, мабуть, самий невеликий і незначний елемент в екстер`єрі. Але навіть на такому маленькому клаптику пластику японцям вдалося розмістити свою фірмову емблему, виконану в хромованому стилі. Машина має хорошу площа скління. Особливо це стосується лобового скла. Водій не буде відчувати «мертвих зон», оскільки всі події навколо видно тепер як на долоні. Кузов має як незграбні, так і згладжені, аеродинамічні риси. Все це робить зовнішній вигляд седана дуже свіжим, сучасним і унікальним.

Інтер`єр

Внутрішня частина автомобіля немов частина космічного корабля - маса кнопок, екранів, датчиків і всякої іншої всячини. Що цікаво, японці не зважилися витрачати гроші на розробку двох варіантів компонування інтер`єру - для європейського і для внутрішнього ринку. Проблему з перестановкою керма вони вирішили дуже просто, розмістивши всі важливі інформаційні прилади посередині торпеди. Сама панель розміщена впритул до лобового скла і розтягнута по всій його ширині. Далі від неї розміщений масивний бортовий комп`ютер, який оснащений вбудованою функцією навігатора. Нижче нього є ще один дисплей. А розділяють їх два широких воздуховода. Такі ж дублюються з боків у дзеркал, тільки з хромованою окантовкою в кутку. Рульове колесо теж оснащено кнопками дистанційного керування. Ручки КПП в салоні немає - найімовірніше, використовується варіатор або АКПП. Динаміки розміщені в дверях, також як і кнопки управління електросклопідйомниками. Рульове колесо має зручний хват. В цілому, компоновка салону дуже ергономічна. І навіть незважаючи на масу кнопок (тим більше що половина з них сенсорні), він не перевантажений зайвими елементами і в деякій мірі здається аскетичним.

Технічні характеристики

«Тойота» випустила машину з водневим двигуном, що має великий запас потужності. Силова установка, за словами виробників, матиме 153 кінські сили, чого цілком достатньо як для автомобіля такого класу. Про інші двигунах японці не кажуть, і, швидше за все, на ринок вийде тільки одна модифікація новинки з 153-сильним екологічно чистим агрегатом. Водневий двигун («Тойота Мірай» 2015 випуску) працює на спеціальних паливних комірках. Всередині останньої відбувається реакція, в якій беруть участь водень і кисень. В результаті хімічної взаємодії виробляється потужна енергія, яка живить електромотор.

Динаміка і витрати експлуатації

Виробник каже, що за динамічними характеристиками Toyota з водневим двигуном нічим не відрізняється від своїх бензинових аналогів. Розгін з нуля до «сотні» оцінюється в 9 секунд. При цьому інженери відзначають низьку собівартість поїздок.Ціна заправки бака за 1 кілометр складе всього 10 центів. Таким чином, щоб проїхати машині сотню кілометрів, потрібно витратити всього 10 доларів. А заправити авто можна всього за 5 хвилин.

Як працює двигун на водні?

Напевно кожен з нас замислювався про принцип дії даного агрегату. Що ж, давайте розглянемо, як працює водневий двигун насправді.

Основною рушійною силою даних машин є електрохімічний генератор (такий собі паливний елемент). У японців він називається FC Stack. Усередині електрохімічного генератора відбувається реакція, в результаті якої відбувається окислення водню. Саме в цей період виробляється потрібна енергія, яка потім перенаправляється в компактний акумулятор. Останній виконує функцію живлення електродвигуна, який і призводить машину в дію. У якому вигляді виробляє відходи водневий двигун? «Тойота Мірай» не дарма називається екологічно чистої машиною, так як з її вихлопної труби виходять зовсім не отруйні гази, а звичайна вода.

Все це дуже добре, однак є сила, що перешкоджає розвитку даного виду транспорту. Основна проблема полягає в тому, що процеси виготовлення палива для водневих авто на даний момент недостатньо розвинені і вимагають великих грошових витрат. Тим більше що при створенні водню задіюються такі компоненти, як вугілля і метан. Вони дуже сильно забруднюють атмосферу, а тому сенсу у використанні таких двигунів заради «збереження довкілля» немає. Звичайно, відходів від згорання даного палива немає (чиста вода), але щоб його приготувати, потрібно значно зіпсувати атмосферу брудними викидами. Тому все більше фахівців шукають заміну теперішнім ДВС в сонячних батареях.

До речі, водень не відноситься до якого-небудь унікальному виду палива, який може використовуватися тільки на одному типі двигунів. Дослідження показали, що цей продукт цілком реально застосовувати і на класичних моторах з внутрішнім згорянням. Однак після такої реакції є наслідки. Справа в тому, що водень при згорянні в ДВС виділяє лише 1/3 від тієї енергії, яку він справив би на спеціалізованому агрегаті. Правда, інженерам вдалося виправити цей недолік. Завдяки зміненій системі запалювання ККД таких двигунів не знижується, а, навпаки, збільшується майже в 1,5 рази від звичайного, що робить експлуатацію цього палива більш сприятливою і розумної з екологічної та фінансової точки зору.

Але все ж неприємності були помічені не тільки в області ККД. І якщо коефіцієнт корисної дії інженерам вдалося збільшити методом удосконалення системи запалювання, то з такими проблемами, як висока температура горіння в камері, прогар поршнів і клапанів, вони впоратися не в силах. До речі, при тривалій роботі водень здатний вступати в реакцію з іншими складовими мотора, в тому числі і з мастилом. А без неї двигун дуже швидко зношується. Крім цього, водень в силу своєї летючості може проникати в випускний колектор і там запалати. Що стосується роторних ДВЗ, вони в силу простої конструкції і великої відстані між колекторами є більш сприятливими для використання подібного палива в якості основного. На цьому питання, як працює водневий двигун, можна вважати закритим.

Про вартість

За словами виробника, старт продажів автомобілів «Тойота Мірай» відбудеться навесні 2015 року. Спочатку новинка буде доступна тільки на внутрішньому ринку, а вже влітку вона з`явиться на європейському та американському ринках. Стартова ціна водневої «Тойоти» становить 57,5 тисячі доларів. Крім цього, компанія пропонує придбати дане авто в кредит із щомісячною оплатою в 500 доларів США. Бонусом стане можливість безкоштовної заправки автомобіля протягом року на АЗС Каліфорнії.

Поки у японської "Тойоти" немає конкурентів серед водневих автомобілів. За крайнє мерее, так буде до 2016 року. Справа в тому, що в березні 2016-го на ринок виходить новий водневий автомобіль Honda FCV. Але наскільки популярним вона буде, ми прогнозувати не станемо, а поки дочекаємося старту продажів нової «Тойоти Мірай».

Висновок

Отже, ми з`ясували, чому він такий особливий і як працює водневий двигун. «Тойота» - один з перших автовиробників, який всерйоз замислюється запустити в масове виробництво свій «екологічно чистий продукт». Правда, поки не буде вирішена проблема з заправними станціями і більш дешевим способом отримання водню, компанію навряд чи чекає великий успіх в сфері продажу подібних машин.