ĐỘNG CƠ HYDRO TOYOTA THỬ SỨC CUỘC ĐUA TRONG 24 GIỜ

Lượt xem: 2174 - Ngày đăng : 01/08/2021

Động cơ chạy bằng hydro khác với động cơ chạy bằng xăng như thế nào: những điều bạn cần biết trước về chiếc Toyota Corolla Sport trong cuộc chạy đua thử thách sức bền 24 giờ.

Vào ngày 22/4/2021, Toyota thông báo rằng họ đang phát triển một động cơ chạy bằng hydro, một công nghệ đốt trong hầu như không thải ra khí CO₂. Đồng thời, hãng cũng thông báo rằng một chiếc Corolla Sport được trang bị động cơ này sẽ tham gia cuộc đua được tổ chức sau đó 1 tháng (21-23/5).

Sự kiện được đề cập là một cuộc đua sức bền kéo dài 24 giờ. Tại sao Toyota lại ném thẳng động cơ mới của mình vào vực sâu với một cuộc đua khốc liệt đến mức ngay cả những chiếc xe chạy xăng dày dặn cũng thường không thể về đích?

Tại cuộc họp báo ngày 22/4, Chủ tịch Akio Toyoda đã giải thích về quyết định này như sau:

Akio Toyoda

♦ Tôi muốn thử thách làm việc với động cơ chạy bằng hydro, động cơ thể hiện tiềm năng tiềm ẩn cho các môn đua xe thể thao trong tương lai.

♦ Lý do để cạnh tranh trong một cuộc đua sức bền kéo dài 24 giờ là chỉ kéo dài ba hoặc năm giờ là không đủ. Bạn phải chuẩn bị để kéo dài trong 24 giờ.

♦ Trên hết, tôi là một trong những người lái xe. Nhiều người ở Nhật Bản liên hệ hydro với các vụ nổ. Vì vậy, tôi muốn chứng tỏ rằng việc tự mình lái xe trong một cuộc đua là an toàn.

Lần đầu tiên một chiếc xe đua được thiết lập đầy đủ và thực hiện các bước chạy của nó được gọi là 'cuộc thử nghiệm'. Đối với chiếc Corolla chạy bằng khí hydro, cuộc tháo chạy này diễn ra vào ngày 24/4, cách cuộc đua chưa đầy một tháng. Điều này cho thấy lịch trình phát triển đã chặt chẽ như thế nào.

Kể từ đó, chiếc xe đã được chạy thử nghiệm trên đường đua nhiều lần để chuẩn bị cho cuộc đua chính.

Nếu động cơ chạy bằng hydro này có thể được chứng minh trên thực tế, ý tưởng loại bỏ khí thải CO₂ bằng cách 'cải tiến' những chiếc xe chạy bằng xăng hiện tại đã có mặt trên đường sẽ trở thành một lựa chọn khả thi.

Nhìn theo cách này, cuộc đua kéo dài 24 giờ có thể trở thành một bước tiến quan trọng để đạt được mức độ trung tính cacbon.

Để giúp nhiều khán giả có thể tận hưởng 24 giờ lịch sử này, Toyota Times đã quyết định chia sẻ các báo cáo của chúng tôi từ đường thử như 'kiến thức nền tảng' để theo dõi cuộc đua.

Phần đầu tiên của loạt bài bốn phần này sẽ đi sâu vào những gì làm cho chiếc xe này trở nên khác biệt.

Động cơ Corolla có giống động cơ Yaris GR?

Phương tiện cơ bản cho cuộc đua này là Toyota Corolla Sport, tăng một bậc về kích thước so với GR Yaris mà Morizo (hay còn gọi là Akio Toyoda) đã lái cho ROOKIE Racing.

Tuy nhiên, theo các kỹ sư chính của Toyota trong dự án, Naoaki Ito và Naoyuki Sakamoto (kỹ sư trưởng) của GR Project Operation Div., Chiếc xe đua đang được trang bị hệ thống 4WD của Yaris GR. Hơn nữa, họ nói rằng động cơ đã được chuyển đổi từ Yaris GR.

Chờ một chút - không phải động cơ chạy bằng hydro phải không? Làm thế nào mà nó có thể được 'chuyển đổi từ Yaris GR'? Các kỹ sư giải thích chi tiết hơn:

Naoaki Ito

♦ Đối với động cơ chạy bằng hydro này, bản thân động cơ vẫn giống như trước đây. Ý tưởng của chúng tôi cho dự án này là tạo ra một động cơ hydro bằng cách sử dụng càng nhiều công nghệ đốt trong hiện có càng tốt.

♦ Chúng tôi nghĩ rằng đạt được điều này sẽ cho phép chuyển đổi các động cơ ô tô hiện có thành hydro, cung cấp một vũ khí mạnh mẽ trong nhiệm vụ trung hòa cacbon.

♦ Mặc dù chúng tôi đã nói rằng chúng tôi đã 'chuyển đổi' một động cơ từ GR Yaris, nhưng sẽ đúng hơn nếu nói rằng 'chúng tôi đang làm việc để cho phép chuyển đổi'.

Hydro có nhiệt độ bốc cháy cao hơn xăng. Những nỗ lực nào đã được thực hiện để đảm bảo rằng cùng một động cơ có thể hỗ trợ quá trình đốt cháy hydro ổn định?

Naoaki Ito

♦ Chúng tôi tin rằng việc đạt được độ trung tính của cacbon không chỉ đòi hỏi phải chế tạo những chiếc xe mới mà còn phải sử dụng và cải tiến những chiếc xe và công nghệ đã tồn tại. Để đạt được mục tiêu đó, chúng tôi đã cố gắng làm cho việc chuyển đổi có thể thực hiện được với các công nghệ kiểm soát và thay đổi thành phần tối thiểu.

♦ Chúng tôi đã làm việc này trong vài năm nay, và nó chắc chắn không hề dễ dàng. Ban đầu, chúng tôi thử phương pháp sử dụng nhiên liệu sinh học, sử dụng 50% xăng và 50% hydro. Vào năm 2016, chính Morizo đã thử nghiệm chiếc xe này.

♦ Từ đó, chúng tôi đã cố gắng thử 100% hydro, nhưng ban đầu động cơ bị hỏng trong vòng năm phút. Nghĩ lại những ngày đó, tham gia một cuộc đua kéo dài 24 giờ dường như vượt xa cả những giấc mơ ngông cuồng nhất của chúng tôi.

Vậy thì, làm thế nào mà sự phát triển lại tiến xa đến mức biến cuộc đua 24 giờ trở thành một khả năng? Các kỹ sư đã trả lời câu hỏi này bằng cách chia sẻ ba yếu tố chính.

Ba câu chuyện giải thích động cơ chạy khí hydro hoạt động mạnh mẽ

Đầu tiên là sự đổi mới công nghệ trong kim phun.

Kim phun là thiết bị phun nhiên liệu vào động cơ. Trong động cơ xăng, chúng phun xăng lỏng vào động cơ dưới dạng các hạt nhỏ.

Tuy nhiên, đối với động cơ chạy bằng hydro mới, nhiên liệu là khí. Phải mất rất nhiều nỗ lực để tìm ra công nghệ có thể bơm khí hydro này theo cách đảm bảo quá trình đốt cháy hiệu quả và ổn định.

Nhiệm vụ sản xuất công nghệ này đã được thúc đẩy bởi nhà cung cấp Denso cho Tập đoàn Toyota, Denso - công ty có lịch sử phát triển kim phun lâu đời đến nay đã 22 năm. Các kỹ sư của Denso đã làm việc trên công nghệ này từ trước khi thuật ngữ 'trung tính carbon' trở nên phổ biến.

Naoaki Ito bày tỏ lòng biết ơn của mình đối với những nỗ lực của Denso cho đến nay, nói rằng 'đây là lời cảm ơn đến tất cả mọi người ở Denso, những người đã tiếp tục phấn đấu cùng chúng tôi, không nản lòng trước tất cả những nỗ lực thất bại'.

Sự kết hợp giữa công nghệ kim phun của hãng Denso và công nghệ động cơ phun xăng trực tiếp của Toyota đã vượt qua trở ngại về việc kiểm soát nhiệt độ ổn định trong quá trình đốt cháy, đưa giấc mơ về một cuộc đua kéo dài 24 giờ trở thành hiện thực một bước nữa.

Có thể thực hiện bởi Mirai

Câu chuyện thứ hai liên quan đến công nghệ mang hydro. Ở đây, Naoaki Ito cũng ghi nhận công nghệ bình chứa hydro hiện có từ Mirai.

Một bình chứa có thể lưu trữ an toàn hydro trên xe ở áp suất cao và cung cấp nó dưới dạng nhiên liệu - Toyota đã phát triển công nghệ này cùng với sự phát triển của Mirai, từ thế hệ đầu tiên năm 2014 đến thế hệ thứ hai năm 2021.

Cách mà hydro được sử dụng trong Mirai, được cung cấp bởi điện năng được tạo ra thông qua phản ứng giữa hydro và oxy, khác với động cơ hydro, liên quan đến quá trình đốt cháy hydro. Bất chấp sự khác biệt này, công nghệ mang hydro có thể được vay mượn trực tiếp từ Mirai.

Nhìn vào chiếc xe đua thực tế cho thấy bốn chiếc xe tăng được nhồi nhét vào không gian mà hàng ghế sau đáng lẽ phải có.

Trong khi Mirai được trang bị ba bình chứa hydro, kích thước khác nhau (lớn, trung bình, nhỏ), chiếc xe đua có tổng cộng bốn - hai trong số các bình chứa cỡ trung của Mirai và hai phiên bản rút gọn một chút. Về dung tích, chiếc xe đua có dung tích 180 lít so với Mirai 141. Chiếc xe được đóng gói với nhiều bình nhất có thể để tối đa hóa quãng đường lái xe trên một lần nạp nhiên liệu hydro.

Với việc Mirai đã có mặt trên thị trường, thùng chứa của nó cũng đã được kiểm tra va chạm trong quá trình phát triển để đảm bảo an toàn. Điều đó nói lên rằng, một cuộc đua tạo ra những điều kiện rất khác nhau cho việc lái một chiếc xe trên đường thành phố.

Trong một cuộc đua, chiếc xe liên tục chạy hết ga. Hóa ra, điều này làm cho nhiệt độ bên trong bình hydro giảm xuống đều đặn.

Trong khi những chiếc xe được phát triển để lái trong thành phố cũng được thử nghiệm trong những điều kiện khá khắt khe, thì một cuộc đua sức bền kéo dài 24 giờ là một điều hoàn toàn khác. Ngay cả các kỹ sư từng phát triển thùng chứa hydro cho Mirai và các loại xe chạy pin nhiên liệu khác cũng thừa nhận rằng cuộc đua 24 giờ là 'mạo hiểm vào lãnh thổ chưa được khai phá'.

Để có được chiếc xe sẵn sàng cho cuộc đua, các kỹ sư cũng phải tính đến khả năng xảy ra va chạm ở tốc độ cao. Ngay cả khi bản thân chiếc xe không có liên quan, nó có thể bị dính các mảnh vỡ do va chạm gần đó. Chiếc xe phải được chuẩn bị cho tất cả các trường hợp dự phòng như vậy.

Một số biện pháp như có thể dễ dàng nhận biết bằng cách nhìn vào xe. Các tấm cacbon bao quanh bốn bể chứa trong khu vực chúng được đặt, một ví dụ về các biện pháp an toàn vật lý đã được áp dụng.

Tuy nhiên, một phần là do những tấm carbon này, người lái không có tầm nhìn trong gương chiếu hậu. Mặc dù điều này là phổ biến ở những chiếc xe đua chính thức được sử dụng bởi các tay đua chuyên nghiệp, nhưng cuộc đua sắp tới sẽ có sự góp mặt của những người không chuyên (được gọi trong ngành là 'tay đua quý ông') như Morizo.

Theo các kỹ sư, vào ngày đua, chiếc xe sẽ có camera thể thao, không được lắp đặt trong quá trình thử nghiệm, cho phép người lái kiểm tra phía sau thông qua màn hình.

Công nghệ được mài giũa thông qua Yaris GR có thể xử lý nhiệt

Và cuối cùng, đó là câu chuyện của chính động cơ.

Ngay từ đầu, Yaris GR đã là một chiếc xe được chế tạo để giành chiến thắng trong các môn đua xe thể thao.

Tạo ra một chiếc xe sản xuất trước, sau đó sửa đổi nó để cạnh tranh trong các môn đua xe thể thao, là cách Toyota đã từng làm. Khi Toyota tái gia nhập WRC, chính Akio đã hành động để thay đổi cách tiếp cận này.

Bắt đầu bằng cách phát triển một chiếc xe có thể giành chiến thắng trong môn đua xe thể thao. Sau đó, biến nó thành một phương tiện sản xuất mà khách hàng có thể lái. Đây chính là cách Yaris GR ra đời.

Ngay cả sau khi Yaris GR được đưa vào sản xuất và bán, nó vẫn tiếp tục cạnh tranh trong các cuộc đua sức bền và các sự kiện khác, không ngừng phát triển qua các chu kỳ phá vỡ, sửa chữa và lặp lại. Đây đã trở thành cách Toyota làm mọi thứ hiện nay.

Động cơ sẵn sàng cho cuộc đua của GR Yaris có thể xử lý nhiệt độ cao, áp suất cao và RPM cao.

Thực tế là công nghệ này đã tồn tại đã giảm bớt trở ngại khi nhóm thực hiện thử thách chế tạo động cơ chạy bằng hydro.

Câu chuyện này cho ta cảm giác rằng những nỗ lực khác nhau của Toyota, từ cạnh tranh trong WRC đến chế tạo động cơ chạy bằng hydro, bằng cách nào đó, tất cả đều đi theo cùng một hướng.

Không phải một chiếc xe đua càng nhẹ càng tốt?

So sánh chiếc Corolla chạy bằng hydro với những chiếc xe khác trong cuộc đua, sự khác biệt rõ ràng là hàng ghế sau chứa đầy bình xăng. Tổng trọng lượng của bốn chiếc xe tăng này hóa ra có thể dễ dàng vượt quá 100kg. Mang gánh nặng này quanh đường đua khiến chiếc xe gặp bất lợi rõ ràng.

Thông thường, xe đua được thiết kế nhẹ nhất có thể để cải thiện tốc độ và hiệu quả sử dụng nhiên liệu. Nhìn vào một chiếc xe đua, thông thường bạn sẽ không thấy gì ngoài những tấm thép trần, với tất cả các tiện nghi đã bị loại bỏ.

Lần này không khác gì - tất cả các phần có thể được bỏ qua đều đã được. Tuy nhiên, ở vị trí của họ là nhiều đồng hồ đo xa lạ, dường như tượng trưng cho mục tiêu thực sự của việc tham gia cuộc đua này.

Trường đua cung cấp một môi trường đầy thử thách không giống như bất kỳ điều gì được tìm thấy trên đường đô thị hoặc các đường đua thử nghiệm thông thường. Chưa có thông tin về những rắc rối nào sẽ xảy ra với công nghệ mới này, nhưng nhóm nghiên cứu sẽ cần phải giải quyết chúng ngay tại chỗ để tiếp tục cuộc đua.

Với việc động cơ chạy bằng hydro cuối cùng đã đến vạch xuất phát, cuộc đua kéo dài 24 giờ này sẽ là cơ sở chứng minh giúp nâng tầm công nghệ thành thứ có thể phục vụ toàn thế giới.

Tại cuộc họp báo ngày 22 tháng 4, Chủ tịch Công ty đua xe GAZOO, Koji Sato, người giám sát dự án này, đã đưa ra những nhận xét sau đây.

Koji Sato

♦ Và trong môn đua xe thể thao, như bạn có thể đoán, dòng thời gian (phát triển) cực kỳ nhanh và linh hoạt. Thay vì đảm bảo rằng thứ gì đó không bị vỡ, bạn đẩy nó cho đến khi nó bị hỏng, và khi đó bạn thực sự biết giới hạn của nó.

♦ Đó là nơi để làm việc trên các công nghệ của ngày mai. Hydrogen đặt ra nhiều thách thức, vì vậy việc biến nó thành thứ bạn sở hữu không phải là điều dễ dàng.

♦ Để biến một công nghệ như vậy trở thành hiện thực, bạn phải đặt mình vào một nơi mà trục thời gian di chuyển nhanh chóng, và bạn phải đưa mọi thứ vào thử nghiệm lặp đi lặp lại. Như thể tôi đã được nói: "Nếu bạn không làm điều đó, tương lai sẽ không đến gần hơn nữa."

Tầm nhìn của các kỹ sư

Với tư cách là kỹ sư phụ trách chiếc xe Corolla chạy bằng hydro, tại buổi thử nghiệm cuối cùng, Naoyuki Sakamoto đã bày tỏ lòng biết ơn đối với tất cả các thành viên trong nhóm tham gia.

Naoyuki Sakamoto

♦ Việc chúng tôi có thể hoàn thành chiếc xe trong một thời gian rất ngắn (điều này không thể xảy ra đối với một chiếc xe bình thường) và bắt đầu thử nghiệm nhanh chóng như vậy là minh chứng cho tất cả những ai chấp nhận tầm quan trọng của động cơ chạy bằng hydro và làm việc chăm chỉ làm cho điều này xảy ra.

♦ Đối với tôi, khi thực hiện dự án này, tôi nhận thấy mình không chỉ nghĩ về việc chế tạo một chiếc xe chạy bằng năng lượng hydro, mà còn về tương lai mà nó sẽ mang lại.

♦ Thử nghiệm chiếc xe này là để xác định các vấn đề tiềm ẩn trong tương lai của công nghệ này và tôi tin rằng chính tầm nhìn thống nhất của chúng tôi đã giúp chúng tôi có được chiếc xe chạy mà không gặp rắc rối lớn cho đến nay.

♦ Tôi tin rằng công việc mang lại hạnh phúc nếu tất cả mọi người tham gia vào sự phát triển đều có thể có một ước mơ về tương lai. Tôi hy vọng chúng ta có thể tiếp tục làm việc như một, với lòng biết ơn vì đã có cơ hội trở thành một phần của dự án này. Cảm ơn vì ngày hôm nay.

Rắc rối chắc chắn sẽ phát sinh trong cuộc đua kéo dài 24 giờ. Mặc dù vậy, đội chắc chắn sẽ nỗ lực để vượt qua những khó khăn đó khi họ cố gắng kéo dài cho đến khi về đích, ở trên đường đua lâu hơn dù chỉ một mét hoặc một giây, và thu thập thêm dữ liệu cho tương lai. Họ không chỉ đơn thuần chế tạo động cơ hydro mà còn phấn đấu không mệt mỏi để hướng tới tương lai mà nó sẽ tạo ra.

AUTO HTM SERVICE