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2024.04.23

氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)越野賽車榮獲2024達(dá)喀爾拉力賽
組別第四名!拉力賽的幕后故事(后篇)

目錄

? 在國(guó)內(nèi)外三個(gè)基地快速展開(kāi)研發(fā)工作
? 每日都有新困難
? 想沖卻沖不動(dòng)?。?/a>
? 達(dá)喀爾拉力賽中最艱苦的經(jīng)歷
? 留給2025達(dá)喀爾拉力賽的挑戰(zhàn)和成果

小型氫能移動(dòng)出行與發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)研究協(xié)會(huì)“HySE”由四家摩托車制造商,以及川崎重工業(yè)株式會(huì)社(以下簡(jiǎn)稱“川崎重工”)和豐田汽車公司(以下簡(jiǎn)稱“豐田”)組成。四家摩托車制造商分別為川崎摩托車株式會(huì)社(以下簡(jiǎn)稱“川崎摩托”)、鈴木株式會(huì)社(以下簡(jiǎn)稱“鈴木”)、本田技研工業(yè)株式會(huì)社(以下簡(jiǎn)稱“本田”)和雅馬哈發(fā)動(dòng)機(jī)株式會(huì)社(以下簡(jiǎn)稱“雅馬哈”)。

HySE:Hydrogen Small mobility & Engine technology

正如前篇所述,2023年9月,HySE正式宣布將參加2024達(dá)喀爾拉力賽。當(dāng)時(shí)距離拉力賽開(kāi)幕僅剩四個(gè)月的時(shí)間。

上圖為HySE-X1。

在國(guó)內(nèi)外三個(gè)基地快速展開(kāi)研發(fā)工作

“我們從8月開(kāi)始研發(fā)‘HySE-X1’,并計(jì)劃于11月在葡萄牙進(jìn)行駕駛測(cè)試,因此前后只有大約三個(gè)月的研發(fā)時(shí)間?!?/p>

說(shuō)上述這番話的人是中西啟太(雅馬哈),他是HySE“2024達(dá)喀爾拉力賽”項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人。

據(jù)中西負(fù)責(zé)人介紹,川崎和雅馬哈已經(jīng)在研究氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)了,但在達(dá)喀爾項(xiàng)目中,他們決定在川崎用于摩托車的998cc直列四缸增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上研發(fā)氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)。

中西啟太項(xiàng)目負(fù)責(zé)人

該發(fā)動(dòng)機(jī)的調(diào)整工作在位于磐田的雅馬哈總部進(jìn)行。為此,我們請(qǐng)了來(lái)自川崎和鈴木的三名工程師和機(jī)械師到雅馬哈,進(jìn)行了為期約兩個(gè)月的長(zhǎng)期出差。

另一方面,來(lái)自豐田BR GT事業(yè)室的副項(xiàng)目負(fù)責(zé)人市川正明說(shuō),傳感器和計(jì)算機(jī)程序控制的研發(fā)是在豐田總部的技術(shù)部進(jìn)行的。

市川正明副項(xiàng)目負(fù)責(zé)人

為了在賽車比賽和拉力賽的嚴(yán)酷環(huán)境下也能安全用氫,比賽在這方面有專門規(guī)定。

豐田公司的氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)COROLLA參加過(guò)超級(jí)耐力賽,因此我們掌握了相應(yīng)的控制程序。

例如,如果氫能因某種故障而發(fā)生泄漏,程序就會(huì)自動(dòng)檢測(cè)到并進(jìn)行控制,以阻止泄漏繼續(xù)發(fā)生。

為了重新編寫HySE-X1氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)COROLLA的控制程序,我們請(qǐng)來(lái)自川崎、鈴木和本田的三名工程師到豐田總部進(jìn)行了長(zhǎng)期出差。

這次發(fā)起達(dá)喀爾項(xiàng)目的目標(biāo)之一是“鍛煉人”。因此,每一個(gè)研發(fā)基地都在召集年輕工程師,以30歲出頭的人為主來(lái)展開(kāi)工作。

此外,車身制作的工作被委托給了比利時(shí)的合作公司——Overdrive Racing。

為了安裝氫燃料儲(chǔ)存罐和燃料供應(yīng)系統(tǒng),他們?cè)诂F(xiàn)有車架的基礎(chǔ)上對(duì)布局進(jìn)行了修改,最終完成了氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)越野賽車。

如此一來(lái),HySE-X1的相關(guān)研發(fā)工作在三個(gè)基地同時(shí)且迅速地展開(kāi)了。

中西項(xiàng)目負(fù)責(zé)人回憶說(shuō),當(dāng)時(shí)除了日程緊張外,他們還遇到了一些意想不到的問(wèn)題。

中西啟太項(xiàng)目負(fù)責(zé)人

我們雅馬哈通常為豐田的汽車研發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī),因此為了將摩托車用發(fā)動(dòng)機(jī)安裝到測(cè)試平臺(tái)上,光是調(diào)整就花費(fèi)了數(shù)周時(shí)間。

由于在與研發(fā)無(wú)直接關(guān)系的領(lǐng)域出現(xiàn)了一系列問(wèn)題,氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的調(diào)試時(shí)間實(shí)際上只剩下兩周左右。

到10月下旬,發(fā)動(dòng)機(jī)和零件必須被送往比利時(shí)的Overdrive Racing公司進(jìn)行車身組裝。

每日都有新困難

丸橋健人先生(來(lái)自川崎摩托)從HySE成立之初就參與了氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)基本技術(shù)的研發(fā)工作,他是前往磐田進(jìn)行長(zhǎng)期出差的工程師之一。

丸橋健人先生

我家住在兵庫(kù)縣,因此在出差的兩個(gè)月里,我選擇住在磐田市的一家酒店,方便去雅馬哈。

在平臺(tái)調(diào)試的過(guò)程中,我們追求高馬力,同時(shí)還要匹配發(fā)動(dòng)機(jī)特性,以確保車輛在達(dá)喀爾拉力賽這樣嚴(yán)酷的環(huán)境中也能順利行駛。

可是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)接近自身極限時(shí),發(fā)生了各種異常燃燒的情況。

必須改善點(diǎn)火裝置和向氣缸噴射氫的時(shí)機(jī),以防止異常燃燒。但這非常困難,因?yàn)檫@方面與汽油發(fā)動(dòng)機(jī)一樣,我們現(xiàn)在沒(méi)有任何文獻(xiàn)或數(shù)據(jù)可以參考。

關(guān)于氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)COROLLA發(fā)生異常燃燒的情況,丸橋先生所在的負(fù)責(zé)調(diào)試發(fā)動(dòng)機(jī)的團(tuán)隊(duì)成員們咨詢了豐田的負(fù)責(zé)人,并在有限的時(shí)間內(nèi)成功控制了平臺(tái)上的異常燃燒。

在HySE決定參加2024達(dá)喀爾拉力賽的同時(shí),來(lái)自鈴木的西山宙先生加入了該項(xiàng)目,也參與了雅馬哈測(cè)試平臺(tái)上的發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)試工作。

西山宙先生

當(dāng)初我出于想做賽車相關(guān)工作的初衷,選擇加入鈴木汽車,因?yàn)殁從驹贛otoGP中十分活躍。

這次雖然不是賽車,但是能參與達(dá)喀爾項(xiàng)目,也算是實(shí)現(xiàn)了作為工程師的夢(mèng)想。

我負(fù)責(zé)的部分簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),就是設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)故障時(shí)的提示,讓車手能迅速把握情況,做出及時(shí)的判斷,我們需要在對(duì)以上情況進(jìn)行充分討論后,將邏輯編成程序。

而這一部分,我也參考了豐田在超級(jí)耐力賽中積攢的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),受益匪淺。

讓我們把鏡頭轉(zhuǎn)向鈴木的甲斐大智,他從濱松市調(diào)去豐田總公司長(zhǎng)期出差,負(fù)責(zé)控制程序研發(fā),那么,他又有哪些感想呢?

甲斐大智先生

當(dāng)我聽(tīng)說(shuō)要參加達(dá)喀爾拉力賽的時(shí)候,我誤以為這一定是2025年的事。沒(méi)想到是2024,這日程未免也過(guò)于緊張了。

在本就時(shí)間緊急的情況下,每天都還有“沒(méi)有數(shù)據(jù)”“零件還沒(méi)有送到”等讓人膽戰(zhàn)心驚的突發(fā)情況,但這樣緊張的工作環(huán)境也讓我們的思維和行動(dòng)都更積極主動(dòng),更高效地更進(jìn)信息、推進(jìn)研發(fā),作為工程師也算實(shí)現(xiàn)了一些小進(jìn)步。

因?yàn)榇ㄆ椤⒀篷R哈和豐田已經(jīng)先一步致力于氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā),所以我們能直接活用已有的知識(shí),在短時(shí)間內(nèi)完成研發(fā)。

來(lái)自GR動(dòng)力傳動(dòng)研發(fā)部的中野智洋主管,參與過(guò)氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)COROLLA研發(fā),是本項(xiàng)目的控制研發(fā)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人,負(fù)責(zé)領(lǐng)導(dǎo)來(lái)自各司的工程師。

中野智洋主管

豐田希望將自己至今為止在氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)COROLLA項(xiàng)目中積累的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),分享給各合作公司,以促進(jìn)對(duì)氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)本身的推廣。

這次研發(fā)的氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī),除了基本的控制程序,還有幾個(gè)零件也是源自COROLLA。

中野主管透露,與調(diào)試發(fā)動(dòng)機(jī)的團(tuán)隊(duì)一樣,研發(fā)團(tuán)隊(duì)也遇到了各種各樣的問(wèn)題。

因?yàn)樨S田公司之前并沒(méi)有其他公司的工程師常駐的先例,所以光是制定共同研發(fā)的體制,就需要花費(fèi)一些時(shí)間進(jìn)行內(nèi)部調(diào)整。

此外采購(gòu)零件也是一大問(wèn)題。因?yàn)檠邪l(fā)只有2個(gè)月的時(shí)間,項(xiàng)目開(kāi)始的時(shí)候就已經(jīng)來(lái)不及訂購(gòu)零件了。

中野智洋主管

為了采購(gòu)零件,我們奔走在公司內(nèi)外。例如,當(dāng)時(shí)怎么也買不到用于監(jiān)視汽缸內(nèi)燃燒狀態(tài)的電腦,最后只能求助負(fù)責(zé)WEC(FIA世界汽車耐力錦標(biāo)賽)發(fā)動(dòng)機(jī)的GR成員,借用了別人的工具。

不過(guò)令人意外的是,與來(lái)自不同公司的工程師們合作,比預(yù)想的要順利許多。

中野智洋主管

我想這背后,是我們都抱著同樣的想法——一同追求氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的進(jìn)步,希望能盡快實(shí)現(xiàn)社會(huì)實(shí)裝。

而在研發(fā)的推進(jìn)方式上,有的比較謹(jǐn)慎,有的比較大膽,這些地方又切實(shí)地感受到了企業(yè)文化的差異。

話雖如此,在汽車運(yùn)動(dòng)的加速研發(fā)中,我們結(jié)合了在超級(jí)耐力賽中氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)COROLLA的經(jīng)驗(yàn),將一定程度的大膽與必要的謹(jǐn)慎相融,平衡地推進(jìn)研發(fā)。

想沖卻沖不動(dòng)!?

10月下旬,日本國(guó)內(nèi)的研發(fā)順利結(jié)束,成員們與負(fù)責(zé)組裝的比利時(shí)Overdrive Racing公司匯合,問(wèn)題卻還在繼續(xù)。

市川副項(xiàng)目負(fù)責(zé)人說(shuō),最讓人困擾的是儲(chǔ)氫罐、電子設(shè)備等零件遲遲沒(méi)有送到比利時(shí)。

派人去確認(rèn),得到的回答是海關(guān)的規(guī)則有變,零件運(yùn)輸停滯。

市川正明副項(xiàng)目負(fù)責(zé)人

我們總算是在11月上旬將車輛組裝好,在Overdrive Racing公司的場(chǎng)地上試跑,確認(rèn)了行駛動(dòng)作。

之后,在葡萄牙參加了駕駛測(cè)試,跑了沒(méi)多久就停了下來(lái)。原因是將發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)力傳給CVT的鏈條斷開(kāi)了。整個(gè)駕駛測(cè)試,甚至最短200米左右鏈條就會(huì)斷開(kāi)。

每次問(wèn)題發(fā)生,都是由Overdrive Racing公司的負(fù)責(zé)人進(jìn)行改良,但測(cè)試第一天總計(jì)也只跑了不到3公里。

理事甚至提議:“最壞的情況就是只在起點(diǎn)和終點(diǎn)也要完成車技展示”。

1月3日的最終預(yù)測(cè)試

中西啟太項(xiàng)目負(fù)責(zé)人

進(jìn)入新年,我們來(lái)到了達(dá)喀爾。1月3日在當(dāng)?shù)剡M(jìn)行了最終預(yù)測(cè)試,竟然一次也沒(méi)停下來(lái),跑完了一整天。

Overdrive Racing公司將鏈條改良為齒輪驅(qū)動(dòng),這一舉起了大作用。

那是我們第一次有了“不管怎樣也要完成這次行駛”的實(shí)感。

另一方面,關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī),車輛組裝時(shí)檢測(cè)到了一次氫泄漏,但由于駕駛測(cè)試幾乎沒(méi)有跑起來(lái),故而也沒(méi)有出現(xiàn)這方面的故障。

1月3日的最終預(yù)測(cè)試

本田派出的車手和Overdrive Racing公司安排的領(lǐng)航員,幾乎都是在沒(méi)有準(zhǔn)備的情況下上場(chǎng)比賽。

達(dá)喀爾拉力賽中最艱苦的經(jīng)歷

終于1月5日,在沙特阿拉伯西北地區(qū)的阿爾烏拉“2024達(dá)喀爾拉力賽”正式拉開(kāi)帷幕。

上圖為發(fā)車儀式。

以負(fù)責(zé)人中西為首的項(xiàng)目成員,根據(jù)駕駛測(cè)試結(jié)果推算,預(yù)計(jì)汽車加滿燃料時(shí)的續(xù)航里程為70~80km。然而1月7日的第2賽段全長(zhǎng)設(shè)定卻為105km,8日的第3賽段設(shè)定為108km。

為應(yīng)對(duì)這一局面,全體成員們加緊分析路線與路面狀況,根據(jù)過(guò)往數(shù)據(jù)結(jié)果制定了更加合理的行駛路線。在車手與領(lǐng)航員的完美執(zhí)行下,順利跑完了全程。

上圖為第3賽段的開(kāi)始場(chǎng)景。

大家一定很關(guān)心加氫問(wèn)題吧?

市川正明副項(xiàng)目負(fù)責(zé)人

主辦方安排了1臺(tái)葡萄牙PRF公司制造的移動(dòng)式加氫站和2臺(tái)大型拖車,每天這些設(shè)備都會(huì)被移動(dòng)到比賽營(yíng)地提供氫能供應(yīng)。

加氫的方式基本上與參加超級(jí)耐力賽的氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)COROLLA相同。

除HySE-X1以外,加氫站還要為FCEV(氫燃料電池車)乘用卡車、以氫和生物柴油燃料共燃驅(qū)動(dòng)的大型卡車等車型提供氫能。

上圖為葡萄牙PRF公司的移動(dòng)式加氫站。

比賽中,11日進(jìn)行的第6賽段對(duì)于團(tuán)隊(duì)們來(lái)說(shuō)非常具有挑戰(zhàn)性。這個(gè)賽段路程雖短,全長(zhǎng)只有45km,但全部為沙丘路,如果汽車不全力加速的話就無(wú)法攀登斜坡,柔軟的沙地路面還會(huì)造成驅(qū)動(dòng)力損失,使油耗增大。另外,當(dāng)日還因?yàn)榍拜唫鬟f驅(qū)動(dòng)力的轉(zhuǎn)向軸發(fā)生了故障,導(dǎo)致汽車在沙地中遭遇了陷坑事故。

中西啟太項(xiàng)目負(fù)責(zé)人

當(dāng)時(shí)我第一時(shí)間聯(lián)系了救援卡車,但誰(shuí)承想前來(lái)救援的卡車也發(fā)生了側(cè)翻。

沙漠里白天的氣溫超過(guò)30度,晚上卻會(huì)突然下降到接近0度。在這種情況下,我們等救援卡車到來(lái)等了12個(gè)小時(shí)。

而且要從發(fā)生故障的地方移動(dòng)到露營(yíng)地還有900km的距離,最后我們到達(dá)營(yíng)地時(shí)已經(jīng)是第二天的早上了。那天應(yīng)該算是我們這次參加達(dá)喀爾拉力賽中最艱苦的一天吧(笑)。

1月14日的第7賽段是本次拉力賽中賽程最長(zhǎng)的一個(gè)賽段,全長(zhǎng)設(shè)定113km。在這個(gè)賽段中車隊(duì)出現(xiàn)了路線錯(cuò)誤,導(dǎo)致行駛到95km左右的路程時(shí)燃料不足而不得已中斷比賽。

并且,車隊(duì)在全長(zhǎng)設(shè)定為94km的第9賽段中,再次因柔軟的沙地而導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)力損失,油耗增大,不得已中途退賽。

但另一方面,車隊(duì)在賽段設(shè)定為77km的中距離第8賽段里表現(xiàn)出色。車手在堅(jiān)固的路面上根據(jù)積累的大量數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)全速前進(jìn),最終以超越主辦方設(shè)定完賽時(shí)間的成績(jī)沖過(guò)了終點(diǎn),獲得了獎(jiǎng)勵(lì)積分。

最后,在1月19日這一天,車隊(duì)迎來(lái)了最終賽段的比賽并順利地沖過(guò)了終點(diǎn)。本次大賽HySE-X1的總行駛距離為830km,跑完了賽段總長(zhǎng)922km的90%(包括序幕賽段在內(nèi))。

在這里為大家介紹一下達(dá)喀爾拉力賽的規(guī)則,如果參賽車輛能夠跑完全賽段總長(zhǎng)的70%以上,就被視為跑完全程。這次參加Mission 1000組別的車輛共10臺(tái),首秀的HySE-X1榮獲了第4名。

留給2025達(dá)喀爾拉力賽的挑戰(zhàn)和成果

在經(jīng)歷2024達(dá)喀爾拉力賽的挑戰(zhàn)后,HySE有了哪些收獲呢?

市川正明副項(xiàng)目負(fù)責(zé)人

隨著海拔的升高空氣也會(huì)變得稀薄,所以相應(yīng)噴射氫燃料的量也要進(jìn)行調(diào)整,改善后發(fā)動(dòng)機(jī)可實(shí)現(xiàn)在更理想狀態(tài)下的轉(zhuǎn)動(dòng)。

這次比賽中我們?cè)谶@部分的編程還不夠完善,接下來(lái)會(huì)主攻這一課題。

另外,我們還檢測(cè)到了測(cè)試平臺(tái)上沒(méi)有發(fā)生過(guò)的異常燃燒,得到了關(guān)于異常燃燒的大量數(shù)據(jù)。

中西啟太項(xiàng)目負(fù)責(zé)人

在檢測(cè)尾氣時(shí)我們發(fā)現(xiàn)氫濃度很高,這也就是說(shuō)氫燃料沒(méi)有被完全燃燒。

若能更有效地燃燒氫燃料的話,那么可以在儲(chǔ)氫罐容量不變的情況下,提高功率,降低油耗。

我們將以解決這些課題為目標(biāo),面向2025達(dá)喀爾拉力賽不斷推進(jìn)改善工作,加速進(jìn)入下一個(gè)階段,研發(fā)氫燃料專用發(fā)動(dòng)機(jī)。

“在國(guó)際舞臺(tái)上,讓全球更多人了解氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的可能性,吸引志同道合的企業(yè)結(jié)成伙伴”關(guān)于這一參賽目的,是否達(dá)到了預(yù)想中的效果呢?

市川正明副項(xiàng)目負(fù)責(zé)人

比賽中其他車隊(duì)的人曾找到我們問(wèn),能不能賣給他們氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)。

其他拉力賽事的主辦方,也特意來(lái)邀請(qǐng)我們參加他們的拉力賽。

另外,F(xiàn)IA(國(guó)際汽車聯(lián)合會(huì))的主席本·蘇拉耶姆也對(duì)HySE的項(xiàng)目大為贊賞,在車輛制造時(shí)FIA的技術(shù)部門給予了我們很大的支持。

這些都讓我切實(shí)地感受到了朋友圈在不斷擴(kuò)大。

中西啟太項(xiàng)目負(fù)責(zé)人

參加Mission 1000組別的汽車很多都是BEV(純電動(dòng)車)或FCEV等電動(dòng)化車型,所以氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)聲浪,也是現(xiàn)場(chǎng)頗具魅力的亮點(diǎn)之一。

在頒獎(jiǎng)儀式上,當(dāng)車手啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),發(fā)出了震人心魄的轟鳴聲時(shí),賽場(chǎng)內(nèi)的氣氛一下子就被炒熱,所有人齊聲歡呼的一幕令人印象深刻。

HySE的小松賢二理事長(zhǎng)堅(jiān)定地表示:今后會(huì)在確保氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)技術(shù)的同時(shí),繼續(xù)參加達(dá)喀爾拉力賽。

這項(xiàng)活動(dòng)不但能夠面向全球宣傳氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的可能性,還有助于營(yíng)造包括基礎(chǔ)建設(shè)在內(nèi)構(gòu)建氫能社會(huì)的期待感,推動(dòng)朋友圈的擴(kuò)大、促進(jìn)投資。

2025年以后的達(dá)喀爾拉力賽上,搭載了全新氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的沙漠用越野賽車,會(huì)創(chuàng)造出怎樣的成果?HySE又會(huì)怎樣進(jìn)一步擴(kuò)大朋友圈?今后時(shí)報(bào)將密切關(guān)注該組織的最新動(dòng)向。各位讀者敬請(qǐng)期待!

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