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目錄
? 選用和GR YARIS一樣的發動機！？
? 氫燃料發動機帶來的三個故事
? 正因MIRAI才能成功
? 經過GR YARIS的歷練，發動機即便再熱也能承受……
? 賽車不應該注重輕量化嗎？
? 工程師們的想法
4月22日，豐田宣布他們正致力于開發基本不排放CO2的內燃機——“氫燃料發動機”的技術。同時，搭載了該發動機的COROLLA Sports也將參加于一個月后（5月21日~23日）舉辦的賽車比賽。
他們準備參加的是24小時耐力賽。這種就連技術成熟的汽油發動機汽車也會頻發中途退賽情況的殘酷競爭，為什么豐田要突然對其進行挑戰呢？
談及理由，豐田章男社長在22日舉行的記者會上這樣說：
豐田社長 我想挑戰可能蘊藏著賽車運動未來的氫燃料發動機。 那么為什么要挑戰24小時耐力賽呢？因為氫燃料發動機只能堅持三五個小時是不夠的，必須達到可維持跑完24小時的水準。 而且，參加比賽的車手之一就是我自己。因為一提到氫能，很多國民都有“會爆炸”的印象，所以為了證明氫燃料的安全性，我也想作為車手參與其中。
組裝好賽車并讓它第一次行駛起來，這叫“shakedown”。事實上，這款“搭載氫燃料發動機的COROLLA”，是在4月24日，也就是距離比賽正式開始還有不到一個月的時間時進行的shakedown。可以看得出其開發過程真可謂是緊鑼密鼓。
在經過數次賽道行駛測試后，決定選用搭載氫燃料發動機的COROLLA參加正式比賽。
如果把氫燃料發動機進行實用化處理，“只要稍加改良”不就能實現CO2的零排放了嗎？
從這個角度考慮，24小時耐久比賽可能是邁向實現碳中和的“非常大的一步”。
為了讓盡可能多的人更好地“一邊享受”一邊關注這具有歷史性的24小時耐力賽，Toyota Times將測試現場的采訪內容整合成了一份“24小時耐力賽的準備知識”，以此傳達相關信息。
準備知識共分4集，第1集是“作為汽車，這次有什么不同？”
這次參加比賽的車輛是COROLLA Sports。與之前在ROOKIE Racing上Morizo駕駛過的GR YARIS相比，車身大了一圈。
不過，據該項目負責人，也就是GR項目推進部的伊東直昭主管和坂本尚之組長所說，“這次的參賽車輛搭載了GR YARIS的4WD系統”，甚至“發動機也用了GR YARIS的”。
發動機不是要選用氫燃料發動機嗎？那么“用了GR YARIS的發動機”又是怎么回事呢？這些疑問涌上心頭，于是進一步進行了詳細了解……
伊東主管 這次搭載的氫燃料發動機，其“發動機本身”和以前一樣。此次活動的理念是“盡可能利用現有的內燃機技術，將發動機氫燃料化”。如果能夠做到這一點，那么就可以實現現有汽車發動機的氫燃料化，這也將成為實現碳中和的有力武器。 剛才提到用了GR YARIS的發動機，其實這里表述有點不嚴謹，與其說是“用了”，不如說是“為了能夠用而努力改良過”。
攝影：三橋仁明/N-RAK PHOTO AGENCY
氫燃料燃點比汽油高。在同樣的發動機中，為了穩定燃燒氫燃料，需要付出哪些的努力呢？
伊東主管 為了實現碳中和，不僅需要新造汽車，還需要運用現有的汽車和技術。為此，我們盡可能通過“細微的零件變更”和“控制技術”來實現。 雖然這項工作從幾年前就開始了，但其實并不是簡單就能完成的。最初，我們挑戰的是“50%汽油、50%氫能”的Bi-Fuel。2016年，Morizo先生曾經試駕過這輛車。 之后，我們挑戰了100%的氫能，但是一開始僅5分鐘發動機就壞了。想起那個時候，能挑戰24小時耐力賽簡直是天方夜譚。
那么，為什么這次會挑戰24小時耐力賽呢？詢問之后我們才知道，這其中有“三大要素”。
第一個故事是關于噴射器的技術革新。
在發動機中，噴射器是噴射燃料的裝置。在汽油發動機中，將液體汽油變成微粒噴射到發動機內。
這次的氫燃料發動機的燃料是“氣體”。經過不斷努力，團隊終于找到了能夠高效、穩定地燃燒氫氣的噴射技術。
負責這項技術的是一直從事噴射器開發的DENSO。從還沒有像現在這樣頻繁聽到碳中和這個詞的時候開始，DENSO的工程師們就一直在進行相關研發。
伊東主管對各位至今為止的努力表示了感謝，他說:“多虧了DENSO的各位，即使不斷發生故障，各位也沒有放棄，而是共同克服困難、不斷挑戰。”
DENSO的噴射器與豐田公司的直噴發動機技術相結合，使得一直以來難以控制的燃燒溫度變得穩定，挑戰24小時耐力賽不再是一個虛無縹緲的夢。
第二個是“搭載氫燃料的技術”。關于這一點，伊東主管表示：“這多虧了MIRAI的儲氫罐技術。”
這項技術可以安全地將高壓儲氫罐安裝在車上作為燃料來源……繼初代、二代MIRAI的進化，豐田內部也在不斷進步。
MIRAI是利用氫氣和氧氣反應產生的電力作為動力源，與燃燒氫氣的氫燃料發動機相比，雖然氫氣的使用方法有所不同，但搭載的技術卻原封不動地發揮了作用。
實際上，從此次參賽車輛來看，后排座的空間里，密密麻麻地碼放了4個儲氫罐。
MIRAI搭載了大、中、小共計3個尺寸不同的儲氫罐，而此次參賽車輛搭載了4個儲氫罐。其中2個儲氫罐直接使用MIRAI搭載的中號，另外2個選用將中號儲氫罐改良成稍短些的型號。容量方面，MIRAI為141升，此次參賽車則為180升。為了一次加氫能行駛更長的距離，在車里放入了盡可能多的儲氫罐。
已經上市的MIRAI其儲氫罐，在研發過程中為了確保安全性，需要通過碰撞測試。但事實上“賽道”與“街道”的行駛環境大相徑庭。
在比賽的時候，賽車可以以最大馬力行駛。這種狀態下，儲氫罐的溫度會逐漸下降。
而在一般車輛的研發過程中，雖然也需要通過各種嚴苛環境的測試，但比起24小時耐力賽的磨煉來講，還是相形見絀。擔任研發MIRAI等氫燃料電池車（FCEV）的工程師們也感嘆道：“參加24小時耐力賽對于我們來說是一個全新領域的挑戰”。
另外，在比賽中必須提前預見到發生“高速撞擊”等意外情形。即便不是本車發生撞擊，也有可能遇到在其他車輛碰撞時，飛來碎片的情況。所以在參賽前必須做好完善的準備。
針對以上預想事故，工程師們在研發階段進行了Penetration Test實驗。
實驗內容是假設一個尖銳的物體，高速撞擊車身。如視頻中所見，一個“類似子彈的物體”被發射出來，打到儲氫罐上。以這種方式測試其安全性。
重400g的試驗用尖銳物體以時速250千米的速度撞擊MIRAI所用的儲氫罐。
仔細觀察車輛可以發現，實驗前儲氫罐被施以了保護措施。在碼放儲氫罐的位置，周圍加了一圈保護用碳板。看來在實驗前他們充分考慮到了物理安全保護措施。
拍攝：三橋仁明/N-RAK PHOTO AGENCY
不過也正因為設置了這些碳板，使后視鏡失去了作用，駕駛員無法掌握車后方情況。雖然這種情況在職業車手中比較常見，但本次駕駛車輛的是非職業車手Morizo（業界稱之為紳士車手）。
我們進一步了解后得知，雖然進行實驗的車輛沒有裝備，但后期會加裝一個攝像頭，這樣車手就可以通過顯示器確認車后方情況。
第三點，讓我們來講一講有關發動機的故事吧。
GR YARIS本來就是為了在賽車運動中取勝而開發的車型。
一直以來豐田的做法都是“將市場上已有車型進行改造，然后參加賽車運動”。但以重返WRC為契機，豐田社長卻改變了這一慣例。
他提議研發一輛專門參加賽車運動的車型，然后把這個車型改造成讓消費者們也能夠駕駛的量產車。這就是GR YARIS誕生的由來。
而且，GR YARIS在生產、銷售后，依然參加耐力賽等賽事，反復經歷“損壞后修理”的磨煉，日漸精進。這就是“如今”豐田的造車方式。
GR YARIS的發動機是為了“參賽”而制造的，因此有著耐高溫、耐高壓、轉速高的優勢。正因為有了這些技術在前，這次在面對研發氫燃料發動機挑戰時才可謂是如虎添翼。
聽到這里，筆者覺得從參加WRC到氫燃料發動機的研發，豐田開展的各項業務，仿佛都通過某種紐帶，串聯在了一起。
這次使用氫燃料發動機的COROLLA車型，與其他參賽車輛相比，明顯不同的就是后排座塞滿了儲氫罐這一特點。這4個儲氫罐重量合計超過了100kg。在比賽中，車身重的車輛明顯是處于不利位置的。
一般賽車為了提高車速與降低油耗，都會盡量對車型做輕量化處理。如果將賽車分解后你會發現，去除舒適裝備后的賽車，就只剩下車身框架了。
這次的氫燃料車也是卸下了所有不必要的零件，但卻特意安裝了很多平時不常看到的測量儀表。我認為這些儀表恰恰解釋了豐田本次參賽的目的。
因為賽道上可以體驗到普通街道與測試路線上無法獲得的“嚴酷環境”下的數據。在研發新技術時并不確定今后會面對什么樣的挑戰，所以必須積極面對這些問題，更多地測跑，收集測試數據。
為了使排除萬難終于要登上大舞臺的氫燃料發動機技術，成為可以為社會做出貢獻的技術，豐田決定將參加24小時耐力賽，并將這當做一個寶貴的實驗機會。
在4月22日的記者會上，該項目的總負責人佐藤President這樣說道：
佐藤President 賽車運動相關研發的時間軸，確實有著壓倒性的速度呀。在賽車的研發過程中，并不是去探尋不損壞的界限，而是追求“損壞殆盡”時的極限。 在這樣的研發概念中，要融合一項未來的新技術本就不容易。更何況氫燃料所面對的難題還很多，這絕非易事。 為了早日實現技術融合，在制定計劃初期的時候，我會讓自己先沉淀下來，努力應對各種難題。因為豐田社長曾經說過“如果不這樣做，未來就不會靠近”。
在實驗測試的最后一次會議上，負責氫燃料發動機COROLLA車型研發的坂本組長，對參與測試的成員們表示了感謝。
坂本組長 這輛車能夠在極短的時間內完成研發，迎來測試，全要歸功于眾多工作人員們的努力。因為大家對氫燃料發動機存在的意義產生了共鳴，所以才能眾擎易舉，埋頭苦干。 我自己也是在擔任這輛車型的研發工作后才逐漸感覺到，這并不是在簡單地制造一輛氫燃料汽車，而是在創造未來。 其實對這輛車的實驗測試，變相等同于對未來的課題精練。所幸到目前為止，我們的研發都很順利，車型也進入正常駕駛階段。這一切都是大家眾志成城、步調一致的成果。 我覺得如果相關研發工作人員，大家都有同一個夢想、同一個目標，那么這份工作就會使人感到幸福。我會懷著感激之情面對這份工作，并與大家團結一心努力完成。
拍攝：三橋仁明/N-RAK PHOTO AGENCY
在24小時耐力賽中意外發生是不可避免的。盡管如此，他們還是懷著“一定要跑完24小時全程……”、“即使是多1米也好，快1秒也好，依然還是想要繼續跑下去……”、“希望能夠為了未來的研發，收集更多的數據……”這樣的心情，努力克服困難。他們并不是單純的在制造氫燃料發動機，而是在勇敢地面對來自未來的挑戰。
在下期報道中，我們會主要從車手的體感印象出發，為大家進一步介紹氫燃料發動機車型。
