Японская компания Toyota первая в мире стала серийно выпускать автомобиль, где в качестве топлива используется водород. Для пополнения запасов топлива необходимы специальные заправочные станции, поэтому эксплуатация этого автомобиля ограничено теми странами, где заправки уже построены.
История создания автомобиля
Работы по созданию гибридного автомобиля инженерами компании велись давно, аж с 1992 года. И даже был создан первый опытный автомобиль, который появился в 1996 году. В 2002 году была даже выпущена небольшая партия гибридного автомобиля, получившего название Toyota Highlander.
В 2013 году была представлена новая модель автомобиля с водородным двигателем. При проектировке модели были учтены все недостатки выявленные в ходе эксплуатации первого автомобиля. С 2014 г. начался серийный выпуск автомобиля, который получил название Toyota Mirai.
Изготовление машин производится на заводе Motomachi Plant в городе Тоета. Машины продаются на автомобильных рынках США и Европы. Компания не планирует в ближайшее время продавать этот автомобиль в России, из-за отсутствия в стране заправочных станций.
Силовая установка Toyota Mirai
В отличие от ДВС в качестве двигателя на автомобиле установлен электродвигатель мощностью 113 Квт. (154 л. с.). Конструкция синхронного двигателя переменного тока разрабатывалась при участии инженеров компании Тойота. Особенностью данного электродвигателя является то, что при торможении двигатель вырабатывает энергию которая поступает во вторичный аккумулятор.
Автомобиль Toyota Mirai
Основой двигательного комплекса является гибридная установка, электрохимический генератор под названием FC Stack. Поступающий в генератор водород вступает в химическую реакцию с кислородом, в результате которой и получается электрический постоянный ток. Далее в преобразователе ток траснформируется в перменный напряжением 650 вольт.
Силовая установка очень экономична, ее КПД при переработке водорода в энергию составляет почти 83 %, а мощность установки составляет 114 Квт. Сравнительные значения КПД различных типов двигателей приведены в таблице:
| Тип двигателя | КПД, в % |
|---|---|
| Бензиновый | Средн. 25 |
| Макс. 38 | |
| Дизельный | 40 |
| Дизельный с турбонаддувом | 53 |
| Водородный | 83 |
Водородный двигатель способен разогнать машину до скорости 175 км/час, а запаса топлива хватает для пробега 480 км. Топливо хранится в двух баллонах подо давлением 70 МПа. Баллоны расположены под днищем двигателя, емкостью 60 и 62.4 литра. Сам процесс заправки водородом занимает всего 3 минуты.
Краткий обзор других моделей с водородным двигателем
Тойота мирай не единственный представитель в мире машин с водородным двигателем. Хотя все считают, что эта модель наиболее продвинутая и перспективная. Сравнительные характеристики других автомобилей приведены ниже:
- Корейский кроссовер Hyundai ix35 FCEV. Производство начато в 2014 году, продажи машин производятся в США, Европе и в отдельных странах Азии. Мощность электродвигателя 136 л. с, максимальная скорость 180 км/час. Запаса топлива хватает на 600 км, а вес водорода, в полностью заправленном баке составляет всего 5,5 кг.
- Полноразмерный седан Honda FCX Clarity. Выпуск машин производился с 2008 по 2014 годы. Оснащен электромотором мощностью 134 л. с, запаса топлива хватает на 380 км. пробега. Всего было реализовано 65 автомобилей в США, Японии и в странах Европы.
- Хэтчбек Mercedes-Benz F-Cell. Выпускался в Германии с 2002 по 2012 годы. За это время компания выпустила 69 машин, некоторые из них эксплуатируются и сегодня. Мощность двигателя составляла 134 л. с, максимальная скорость была не высокой, всего 134 км. По дальности пробега машина имела примерно такие же показатели, как и у конкурентов-402 км.
Достоинства и недостатки водородных двигателей
Водородные двигатели считаются очень перспективными, многие предполагают, что в течение ближайших 15-20 лет их количество резко вырастит. К такому выводу есть веские обоснования, ведь экономичность и экологичность водородных агрегатов вне конкуренции.
Автомобили не загрязняют окружающую среду своими вредными выбросами, в отличие от дизельных и бензиновых двигателей. Да и само топливо, если получать водород в большом объеме, имеет не высокую стоимость, следовательно, эксплуатационные расходы не велики.
Теперь о недостатках. Прежде всего распространение водородных машин сдерживает отсутствие заправочных станций. Хотя в этом направлении работы ведутся во многих странах.
В ближайшее время концерн Тойота планирует построить около 20 таких станций в США.
Водород очень взрывоопасен и летуч, поэтому при заправке необходимо соблюдать особые правила предосторожности. Техническое обслуживание водородных автомобилей будет обходится, возможно в первое время, дороже чем обычных.
Но все же у водородных машин есть все возможности уже в самое ближайшее время стать одним из самых популярных авто в мире. Этому способствует и постоянный рост цен на топливо, и непрерывная работа конструкторов по совершенствованию моделей таких машин.
Так совместными усилиями немецких и японских инженеров разрабатывается новая перспективная модель седан BMW Hydrogen 7-й серии, которую планируют выпустить в свет в 2020 году.