مروری بر هر آنچه باید از پیشرانه درون‌سوز هیدروژنی تویوتا بدانید

تویوتا مدت زیادی است که روی تکنولوژی قوای محرکهٔ هیدروژنی کار می‌کند و در اینجا همهٔ چیزهایی که باید در مورد پیشرانهٔ درون‌سوز هیدروژنی این شرکت بدانید را بیان خواهیم کرد.

ازآنجایی‌که دولت‌ها به دنبال محدود کردن استفاده از سوخت‌های فسیلی در خودروها هستند، شرکت‌های خودروسازی جستجو برای یافتن سوخت‌های جایگزین را آغاز کرده‌اند. بدین منظور، طی ۲۰ سال گذشته، تویوتا در حال بررسی گزینهٔ منحصربه‌فردی بنام هیدروژن بوده است. هرچند این شرکت قبلاً از هیدروژن برای تولید برق و تأمین انرژی موتورهای الکتریکی استفاده می‌کرد اما چند سالی است تویوتا روی توسعهٔ پیشرانه‌های درون‌سوز هیدروژنی کار می‌کند. خودروساز ژاپنی در این زمینهٔ گام‌های بزرگی به سمت جلو برداشته و در ادامه به تمام چیزهایی که در این رابطه باید بدانید خواهیم پرداخت.

توسعه ابتدا برای مسابقه

یکی از نگرانی‌های بزرگی در مورد جایگزینی سوخت‌های فسیلی با انرژی برق، کاهش پرفورمنس و لذت رانندگی در پیست‌ها است. پیشرانهٔ درون‌سوز هیدروژنی تویوتا اما این نگرانی را کاملاً برطرف می‌کند زیرا این موتور ابتدا برای مسابقات توسعه پیدا کرد. این شرکت از تکنولوژی موردبحث در خودروهای مسابقه‌ای زیادی استفاده کرده است. به‌عنوان‌مثال، GR کرولا در مسابقات استقامتی و GR یاریس در مسابقات رالی قهرمانی جهان از موتور درون‌سوز هیدروژنی استفاده می‌کردند درحالی‌که کانسپت مسابقه‌ای GR H2 هم در مسابقهٔ لمانز ۲۰۲۲ حضور یافت. این یعنی عشق ماشین‌ها می‌توانند مطمئن باشند که خودروهای هیدروژنی درون‌سوز آینده همچنان لذت رانندگی بالایی خواهند داشت.

آغاز آزمایش‌های جاده‌ای

پیشرانهٔ درون‌سوز هیدروژنی فقط در مسابقات استفاده نشده و تویوتا نسخهٔ تولیدی این تکنولوژی را در خیابان‌های چندین کشور آزمایش کرده است. این شرکت در حال آزمایش پیشرانهٔ هیدروژنی خود در شرایط آب و هوایی مختلف است تا مطمئن شود که این پیشرانه مثل یک موتور درون‌سوزی معمولی کار خواهد کرد. هم‌اکنون آزمایش‌های زمستانی در ژاپن و آزمایش‌های تابستانی در استرالیا در جریان است. این شرکت آزمایش کرولا کراس هیدروژنی را در ژانویهٔ ۲۰۲۳ در شرایط زمستانی منطقهٔ هوکایدو ژاپن آغاز کرد. هرچند این آزمایش‌ها نشان از مراحل پایانی توسعهٔ پیشرانهٔ هیدروژنی تویوتا دارد اما هنوز هیچ زمانی برای عرضهٔ این موتور به بازار اعلام نشده است.

تجهیز کرولا کراس به پیشرانهٔ هیدروژنی

تویوتا قبلاً پیشرانهٔ درون‌سوز هیدروژنی خود را در سینهٔ خودروهای مسابقه‌ای مختلفی قرار داد و حتی یک ون را با نسخه‌ای از این پیشرانه آزمایش کرد. جدیدترین نسخهٔ این موتور اما زیر کاپوت یکی از کراس‌اوورهای این شرکت یعنی کرولا کراس قرار گرفته است. ازآنجایی‌که این روزها در بازار شاسی‌بلندها محبوبیت زیادی پیدا کرده‌اند، ارائهٔ موتور هیدروژنی درون‌سوز در چنین خودروهایی اقدامی منطقی به نظر می‌رسد.

شروع با پیشرانهٔ ۱.۶ لیتری سه سیلندر

تویوتا پروژهٔ پیشرانهٔ هیدروژنی درون‌سوز خود را با موتور آشنای ۱.۶ لیتری سه سیلندر توربو آغاز کرده است. هرچند شاید چنین پیشرانه‌ای کسل‌کننده به نظر برسد اما این همان موتوری است که در خودروهای هیجان‌انگیزی مثل GR کرولا استفاده شده است. نسخهٔ هیدروژنی این موتور نیز زیر کاپوت GR کرولا به‌طور گسترده‌ای در مسابقات آزمایش شده است. البته اخیراً تویوتا یک گام جلوتر رفته و ون هایس را به پیشرانهٔ هیدروژنی V6 توئین توربو مجهز کرده است.

ادامهٔ مسیر با موتور هیدروژنی V8

اگر پیشرانهٔ سه سیلندر کوچک شما را ناامید کرده نگران نباشید زیرا تویوتا به دنبال ساخت پیشرانه‌های هیدروژنی بزرگ‌تر و قوی‌تر است و برای انجام این کار، با یکی از سازندگان خوش‌نام پیشرانه همکاری می‌کند. تویوتا برای توسعهٔ پیشرانهٔ هیدروژنی بزرگ‌تر، سراغ یاماها رفته است. این یک موتور ۵ لیتری V8 است که بر اساس پیشرانهٔ هشت سیلندر لکسوس RC-F ساخته شده و قرار است ۴۵۰ اسب بخار قدرت داشته باشد. یاماها معتقد است می‌تواند پیشرانه‌های درون‌سوز هیدروژنی را به‌گونه‌ای توسعه دهد که به‌اندازهٔ موتورهای بنزینی هیجان‌انگیز و جذاب باشند. این شرکت همچنین در حال کار روی توسعهٔ پیشرانه‌های هیدروژنی برای موتورسیکلت‌های خود است. یاماها اعتقاد دارد که این پیشرانه‌ها صدایی به‌خوبی نمونه‌های بنزینی خواهند داشت.

در نظر داشتن راه‌حل‌های دیگر برای آینده

هرچند تویوتا هیدروژن را بهترین گزینه برای آیندهٔ بدون آلایندگی می‌داند اما این به معنای غافل شدن از راه‌حل‌های دیگر نیست. این شرکت بودجهٔ زیادی را صرف توسعۀ تکنولوژی‌های هیبریدی و تمام الکتریکی کرده است. تویوتا درحالی‌که بزرگ‌ترین سازندهٔ خودروهای هیبریدی در سال ۲۰۲۳ بوده، در حال کار روی باطری‌های حالت جامد است که بردی ۱۲۰۰ کیلومتری را برای خودروهای الکتریکی فراهم می‌کنند. این نشان می‌دهد که تویوتا به‌عنوان یکی از موفق‌ترین خودروسازان تاریخ، تمام تخم‌مرغ‌های خود را در یک سبد نخواهد گذاشت.

ادامهٔ تولید پیشرانهٔ هیدروژنی پیل سوختی

تویوتا مدت‌ها است که به استفاده از هیدروژنی برای آیندهٔ حمل‌ونقل اعتقاد داشته و درحالی‌که طی سال‌های اخیر اکثر خودروسازان صرفاً روی ساخت خودروهای تمام الکتریکی تمرکز کرده‌اند، این شرکت پیشروی توسعهٔ پیشرانه‌های هیدروژنی بوده است. نتیجهٔ این تلاش‌ها حدود یک دهه پیش با سدان میرای به ثمر نشست. این یک خودروی هیدروژنی پیل سوختی بود که در سال ۲۰۱۶ به بازار آمد و تا سال ۲۰۲۲ بیش از ۲۱ هزار دستگاه از آن در سراسر جهان به فروش رسید. در این خودرو بجای پیشرانهٔ درون‌سوز هیدروژنی از تکنولوژی سلول سوختی هیدروژنی استفاده می‌شود. در حال حاضر نیز تویوتا هیچ برنامه‌ای برای کنار گذاشتن میرای ندارد.

پیشرانهٔ هیدروژنی در GR کرولا مسابقه‌ای

همان‌طور که در ابتدا گفته شد، تویوتا از پیشرانهٔ درون‌سوز هیدروژنی خود در خودروهای مسابقه‌ای استفاده کرده است. یکی از این خودروها، GR کرولا است که در چندین مسابقهٔ استقامتی حضور یافته است. این خودرو که از هیدروژن مایع به‌عنوان سوخت استفاده می‌کند، در مسابقهٔ ۲۴ ساعتهٔ فوجی ۲۰۲۳ معرفی شد. GR کرولا همچنین در مسابقهٔ استقامتی سری سوپر تایکو در ژاپن هم شرکت کرده است. به گفتهٔ تویوتا، استفاده از هیدروژن مایع شعاع حرکتی خودرو را به میزان قابل‌توجهی افزایش می‌دهد.

عدم نیاز به تغییرات بزرگ در خودرو

یکی از مزیت‌های مهم پیشرانهٔ درون‌سوز هیدروژنی نسبت به دیگر انواع قوای محرکهٔ پاک، عدم نیاز به ایجاد تغییرات بزرگ در خودروها و توسعهٔ تکنولوژی‌های جدید است زیرا این پیشرانه‌ها می‌توانند از همان سیستم سوخت‌رسانی موتورهای بنزینی استفاده کنند.

استفاده از زیرساخت‌های سوخت‌رسانی کنونی

یکی از مشکلات بزرگ خودروهای الکتریکی شارژ کردن آن‌ها است. در بسیاری از نقاط جهان، هیچ زیرساختی برای شارژ این خودروها وجود ندارد و جایگاه‌های شارژ باید احداث شوند. خودروهای درون‌سوز هیدروژنی اما از تکنولوژی ساده و آشنایی استفاده می‌کنند. این خودروها می‌توانند مثل مدل‌های بنزینی در پمپ‌بنزینی‌ها سوخت‌گیری کنند. هرچند هیدروژنی مایع با بنزین تفاوت دارد اما می‌توان پمپ‌های بنزین را برای توزیع هیدروژن بهینه‌سازی کرد. یکی دیگر از مزیت‌های این تکنولوژی، زمان سوخت‌گیری کوتاهی مشابه خودروهای بنزینی یا دیزلی است درحالی‌که شارژ خودروهای الکتریکی معمولاً به چند ساعت زمان نیاز دارد.