Moteur à hydrogène, Toyota. Toyota Mirai avec moteur à hydrogène

Aujourd'hui, presque tout le mondeles constructeurs automobiles développent activement des voitures fonctionnant avec des carburants respectueux de l'environnement. Les experts disent que dans 15 à 20 ans, le monde passera complètement à ce type de transport. Pour l'instant, Toyota reste leader en la matière. Après la sortie de la célèbre "Primus", les Japonais ont décidé d'aller plus loin et de développer une autre voiture respectueuse de l'environnement - la Toyota Mirai avec un moteur à hydrogène. Dans l'article d'aujourd'hui, nous examinerons toutes les caractéristiques de ce nouveau produit, ainsi que tous les avantages et inconvénients de l'utilisation de machines à hydrogène.

Caractéristiques

Toyota Mirai est l'une des premières berlinesProduction japonaise, que la société a décidé de produire en série. Soit dit en passant, la décision d'appeler ce modèle Mirai était tout à fait justifiée, car en traduction japonaise, ce mot signifie "Avenir propre".

Le fabricant prétend que la première sériehydrogène Toyota se distinguera de ses homologues par une grande réserve de marche, qui sera de 480 kilomètres. C'est largement suffisant pour un usage quotidien en ville, et pour des déplacements en famille sur de longues distances. Mais comme pour les trajets longue distance, jusqu'à présent il ne sera pas possible de les faire sur une telle voiture. Et ici, la question n'est pas dans la fiabilité de la conception (comme toujours, les Japonais ont fabriqué la voiture de haute qualité et "pendant des siècles"), mais en l'absence des stations-service nécessaires. Mais nous en reparlerons un peu plus tard.

Fait intéressant

Il convient de noter que "Mirai" n'est pas le premiervoiture mondiale avec un moteur à hydrogène. Toyota développe des modèles de voitures hybrides depuis 1997. C'est alors que le public mondial a vu la première voiture à hydrogène sous la forme du SUV concept FCHV. Cependant, les Japonais n'ont pas osé le lancer dans la production en série à grande échelle. Le plus souvent, cette jeep se trouvait dans les agences gouvernementales et les organisations qui testaient ce type de transport. Soit dit en passant, le moteur à hydrogène unit BMW et Toyota. Les Allemands ont signé un contrat avec des ingénieurs japonais et, d'ici 2020, ils prévoient de créer une nouvelle berline BMW Hydrogen Série 7 respectueuse de l'environnement.

Avantages d'une voiture à hydrogène

Tout d'abord, sur les avantages.Pour commencer, un moteur à hydrogène n'émet aucun polluant, contrairement au diesel et à l'essence. Il est à noter le faible coût d'exploitation de ce type de transport. Le carburant lui-même (hydrogène) peut être produit à petite ou à grande échelle. Cela stabilisera considérablement la situation avec des prix des carburants en constante évolution et distribuera plus efficacement les ressources énergétiques dans le monde.

Quels sont les inconvénients d'un moteur à hydrogène ?

Parlons maintenant des inconvénients.Le principal inconvénient de ce type de transport est qu'un moteur à hydrogène (dont le Toyota FCV) est plus explosif que ses homologues diesel et essence classiques. Cela est dû à la composition chimique particulière de l'hydrogène. Soit dit en passant, en plus de son explosivité, il est très volatil. Cette caractéristique complique considérablement le transport et le ravitaillement des véhicules en hydrogène. Les experts disent également que l'entretien d'une telle installation sera plus coûteux que, par exemple, la réparation d'un moteur diesel à combustion interne (en raison du petit nombre d'employés qui connaissent bien ce domaine). Et, bien sûr, le manque de stations-service à hydrogène. Il n'y en a que quelques-uns dans le monde, il est donc très difficile d'utiliser de telles voitures maintenant (d'autant plus qu'une telle voiture ne peut être ravitaillée qu'à l'aide d'un équipement spécial).

Problèmes d'approvisionnement

Le principal problème des voitures à hydrogène est le manque deStations d'essence où ils pourraient être ravitaillés. C'est pourquoi les voitures électriques sont plus pertinentes pour le monde, car elles sont chargées à partir d'une prise ordinaire et même en déplacement, s'il y a une batterie solaire sur le toit. Mais la production de centrales à hydrogène prend déjà de l'ampleur. On connaît déjà des projets de construction de 20 stations-service de ce type en Californie. Si les ventes continuent de croître, le nombre de stations-service sera doublé. Soit dit en passant, cet état a été choisi pour une raison - c'est en Californie que les ventes de Toyota à hydrogène commenceront. Mais nous parlerons des ventes à la fin de l'article, mais pour l'instant regardons l'extérieur du nouveau produit.

Design

L'apparence de la nouvelle Toyota Mirai est trèsimpressionnant. Un "avant" agressif massif avec un pare-chocs large et sévère et des phares inclinés attire immédiatement l'attention. La calandre est peut-être l'élément le plus petit et le plus insignifiant de l'extérieur.

Mais même sur un si petit morceau de plastiqueles Japonais ont réussi à placer leur logo d'entreprise, réalisé dans un style chromé. La machine a une bonne surface vitrée. Cela est particulièrement vrai pour le pare-brise. Le conducteur ne ressentira pas les "angles morts", car tous les événements autour sont désormais visibles d'un seul coup d'œil. Le corps présente à la fois des caractéristiques aérodynamiques angulaires et lissées. Tout cela rend l'apparence de la berline très fraîche, moderne et unique.

Design d'intérieur

L'intérieur de la voiture est comme une piècevaisseau spatial - beaucoup de boutons, d'écrans, de capteurs et toutes sortes d'autres choses. Fait intéressant, les Japonais n'ont pas osé dépenser de l'argent pour le développement de deux options d'aménagement intérieur - pour le marché européen et pour le marché intérieur. Ils ont résolu le problème de la réorganisation du gouvernail très simplement en plaçant tous les dispositifs d'information importants au milieu de la torpille.

Le panneau lui-même est placé près du pare-brise etétendu sur toute sa largeur. Plus loin se trouve un énorme ordinateur de bord, qui est équipé d'une fonction de navigation intégrée. Il y a un autre affichage en dessous. Et ils sont séparés par deux larges conduits d'air. Les mêmes sont dupliqués sur les côtés des rétroviseurs, uniquement avec un liseré chromé dans le coin. Le volant est également équipé de boutons de télécommande. Il n'y a pas de pommeau de levier de vitesses dans la cabine - très probablement, un variateur ou une transmission automatique est utilisé. Les haut-parleurs sont situés dans les portes, tout comme les boutons de commande des vitres électriques. Le volant a une prise confortable. Dans l'ensemble, la mise en page est très ergonomique. Et même malgré la masse de boutons (d'autant plus que la moitié d'entre eux sont tactiles), il n'est pas surchargé d'éléments inutiles et semble en quelque sorte ascétique.

Spécifications techniques

Toyota a sorti une voiture à hydrogèneun moteur avec une grande réserve de puissance. Le groupe motopropulseur, selon les constructeurs, aura 153 chevaux, ce qui est largement suffisant pour une voiture de cette catégorie. Les Japonais ne parlent pas d'autres moteurs et, très probablement, une seule modification de la nouveauté avec une unité respectueuse de l'environnement de 153 chevaux entrera sur le marché. Le moteur à hydrogène (Toyota Mirai 2015) fonctionne avec des piles à combustible spéciales. A l'intérieur de ce dernier se produit une réaction à laquelle participent de l'hydrogène et de l'oxygène. À la suite de l'interaction chimique, une énergie puissante est générée qui alimente le moteur électrique.

Dynamique et coûts d'exploitation

Le constructeur dit que pour la dynamiqueLes caractéristiques de performance de la Toyota à hydrogène ne sont pas différentes de celles de leurs homologues à essence. L'accélération de zéro à "centaines" est estimée à 9 secondes. Dans le même temps, les ingénieurs constatent le faible coût des déplacements.

Le prix du remplissage d'un réservoir pour 1 kilomètre ne sera que de 10 centimes. Ainsi, pour conduire une voiture sur une centaine de kilomètres, vous n'avez besoin de dépenser que 10 $. Et vous pouvez faire le plein d'une voiture en seulement 5 minutes.

Comment fonctionne un moteur à hydrogène ?

Chacun de nous a sûrement réfléchi au principe de fonctionnement de cette unité. Eh bien, jetons un coup d'œil au fonctionnement réel d'un moteur à hydrogène.

Le principal moteur de ces machines estun générateur électrochimique (une sorte de pile à combustible). Les Japonais l'appellent FC Stack. Une réaction a lieu à l'intérieur du générateur électrochimique, entraînant l'oxydation de l'hydrogène. C'est pendant cette période que l'énergie nécessaire est générée, qui est ensuite redirigée vers une batterie compacte. Ce dernier remplit la fonction d'alimenter le moteur électrique qui entraîne la machine. Comment un moteur à hydrogène génère-t-il des déchets ? Ce n'est pas pour rien que la Toyota Mirai est qualifiée de voiture écologique, car ce ne sont pas des gaz toxiques qui émanent de son pot d'échappement, mais de l'eau ordinaire.

Tout cela est très bien, mais il y a de la force,freiner le développement de ce type de transport. Le principal problème est que les procédés de fabrication du carburant pour les voitures à hydrogène sont actuellement sous-développés et nécessitent beaucoup d'argent. De plus, lors de la création d'hydrogène, des composants tels que le charbon et le méthane sont impliqués. Ils polluent beaucoup l'atmosphère, et donc il n'y a aucun sens à utiliser de tels moteurs dans un souci de "préserver l'environnement". Bien sûr, il n'y a pas de déchets provenant de la combustion de ce carburant (eau pure), mais pour le préparer, vous devez gâcher considérablement l'atmosphère avec des émissions sales. Par conséquent, de plus en plus de spécialistes recherchent un remplaçant pour l'ICE actuel dans les panneaux solaires.

Soit dit en passant, l'hydrogène n'appartient à aucunun type de carburant unique qui ne peut être utilisé que sur un seul type de moteur. Des études ont montré que ce produit est tout à fait réalisable sur des moteurs à combustion interne classiques. Cependant, il y a des conséquences après une telle réaction. Le fait est que l'hydrogène, lorsqu'il est brûlé dans un moteur à combustion interne, ne libère que 1/3 de l'énergie qu'il produirait sur une unité spécialisée. Certes, les ingénieurs ont réussi à corriger cette lacune. Grâce au système d'allumage modifié, l'efficacité de ces moteurs ne diminue pas, mais, au contraire, augmente de près de 1,5 fois par rapport à l'habituel, ce qui rend le fonctionnement de ce carburant plus favorable et raisonnable d'un point de vue environnemental et financier. vue.

Mais néanmoins, des problèmes ont été remarqués non seulement dansdomaine d'efficacité. Et si les ingénieurs ont réussi à augmenter l'efficacité en améliorant le système d'allumage, ils ne peuvent pas faire face à des problèmes tels que la température de combustion élevée dans la chambre, l'épuisement des pistons et des soupapes. Soit dit en passant, lors d'un fonctionnement prolongé, l'hydrogène est capable de réagir avec d'autres composants du moteur, y compris la lubrification. Et sans elle, le moteur s'use très vite. De plus, l'hydrogène, du fait de sa volatilité, peut pénétrer dans le collecteur d'échappement et s'y enflammer. Quant aux moteurs rotatifs à combustion interne, en raison de leur conception simple et de leur grande distance entre les collecteurs, ils sont plus favorables à l'utilisation d'un tel carburant que le carburant principal. Sur cette question, comment fonctionne un moteur à hydrogène, peut être considéré comme clos.

Sur le coût

Selon le constructeur, le début des ventes de voituresToyota Mirai aura lieu au printemps 2015. Dans un premier temps, la nouveauté ne sera disponible que sur le marché intérieur et, en été, elle apparaîtra sur les marchés européen et américain. Le prix de départ d'une Toyota à hydrogène est de 57,5 ​​mille dollars. De plus, l'entreprise propose d'acheter cette voiture à crédit avec une mensualité de 500 $. Le bonus sera la possibilité de faire le plein de la voiture gratuitement tout au long de l'année dans une station-service en Californie.

Alors que la "Toyota" japonaise n'a pas de concurrent parmivoitures à hydrogène. Ce sera du moins le cas jusqu'en 2016. Le fait est qu'en mars 2016, la nouvelle voiture à hydrogène Honda FCV fait son entrée sur le marché. Mais nous ne prédirons pas à quel point il sera populaire, mais pour l'instant, nous attendrons le début des ventes de la nouvelle Toyota Mirai.

Conclusion

Nous avons donc compris pourquoi il est si spécial etcomment fonctionne un moteur à hydrogène. Toyota est l'un des premiers constructeurs automobiles à envisager sérieusement de lancer son « produit respectueux de l'environnement » dans la production de masse. Certes, tant que le problème des stations-service et d'un moyen moins coûteux de produire de l'hydrogène ne sera pas résolu, il est peu probable que l'entreprise s'attende à un grand succès dans la vente de telles machines.