TechMoto / Historia

Ekologicznie i szybko? Według BMW rozwiązaniem mógł być wodór. Oto H2R

TechMoto / Historia 16.05.2020 39 interakcji
Piotr Szary
Piotr Szary 16.05.2020

Ekologicznie i szybko? Według BMW rozwiązaniem mógł być wodór. Oto H2R

Piotr Szary
Piotr Szary16.05.2020
39 interakcji Dołącz do dyskusji

Wodór to relatywnie problematyczne źródło zasilania dla samochodu – zwłaszcza jeśli zamiast ogniw paliwowych chcielibyśmy użyć zwykłego silnika tłokowego. Ale takich prób było co najmniej kilka. Jedną z nich było BMW H2R z 2004 r.

Wodór jako źródło zasilania samochodu przebija się do szerszej świadomości opinii publicznej powoli. Nic w tym dziwnego – nie dość, że zbiornik na wodór musi być wytrzymały i ekstremalnie szczelny, co winduje koszty, to jeszcze weźcie gdzieś znajdźcie stację, na której można by było zatankować co nieco. Podpowiem, że w Polsce Wam się nie uda, przynajmniej w tej chwili.

Oczywiście na innych rynkach można kupić samochody, które są tankowane wodorem – tyle tylko, że w przypadku modeli takich jak Toyota Mirai, Honda FCV Clarity czy Hyundai Nexo, wodór zasila ogniwa paliwowe. Innymi słowy, służy do wytwarzania prądu – a ten trafia do silnika elektrycznego.

Ale jest i inna droga.

BMW H2R rekord

Chodzi o przystosowanie konwencjonalnego silnika spalinowego do spalania wodoru. Znane z takich prób są przede wszystkim Mazda (m.in. RX-8 Hydrogen RE) i właśnie BMW.

Bawarska marka swoje próby z wodorem rozpoczęła już w 1978 r. Rok później pokazano model 520h (E12), który mógł być zasilany zarówno benzyną jak i wodorem. Za napęd odpowiadał tam – wbrew temu co sugerowała nazwa – 3,5-litrowy rzędowy silnik 6-cylindrowy z bezpośrednim wtryskiem paliwa. Potem podobne próby przeprowadzano na limuzynach serii 7 – E23, E38 oraz E65 (w dwóch odsłonach – przed i po liftingu), oprócz tego było też kilka podejść do ogniw paliwowych (pierwsza w 1997 r.).

Wróćmy jednak do 2004 r. i do BMW H2R.

BMW H2R rekord

Inżynierowie z Monachium byli w trakcie przygotowywania ostatniej jak dotąd wodorowej serii 7 (pokazanej w 2006 r.). Stwierdzono, że zanim to nastąpi, przydałoby się pokazać opinii publicznej zalety wodoru w, ujmijmy to, klasyczny sposób. Jaki? Budując futurystyczny bolid (co zajęło tylko 10 miesięcy) i zabierając go na tor, oczywiście – konkretnie do Miramas we Francji. Przyznacie, że wizja rozpędzania się do kilkuset kilometrów na godzinę, gdy z układu wydechowego emitowana jest jedynie para wodna, jest kusząca.

Do napędu wykorzystano 6-litrowy silnik V12.

Oooo, no to musiało mieć sporo mocy! No więc nie, nie musiało. Teoretycznie by mogło, ale problemem jest… emisja zanieczyszczeń. Tak, tak – użycie ciekłego wodoru jako paliwa dla silnika tłokowego nie oznacza z automatu, że silnik będzie ekologiczny. Problemem są tlenki azotu, które tworzyłyby się, gdyby chcieć używać do spalenia wodoru tylko tyle powietrza, ile teoretycznie byłoby potrzebne do całkowitego spalenia paliwa z początku układu okresowego pierwiastków. W praktyce w takich silnikach wymusza się mniej więcej dwukrotnie większy dopływ powietrza, niż teoretycznie potrzebny – to znacznie obniża moc, ale pozwala przestać się przejmować tlenkami azotu.

O jakim obniżeniu mocy mówimy? BMW H2R miało 235 KM; spotyka się też informacje o mocy rzędu 285 KM, ale są one błędne. Dla porównania, seryjny silnik 6.0 V12 z BMW 7 osiągał w tym czasie 445 KM. Oczywiście nie można też było liczyć na współzamienność części pomiędzy benzynowym a wodorowym V12.

Inne były choćby materiały, z których zbudowano silnik. Sama jego konstrukcja również.

BMW zmodyfikowało szereg elementów, od kolektorów dolotowych zaczynając, a na gniazdach zaworowych kończąc. Poszczególne komponenty projektowano z myślą o zasilaniu wyłącznie wodorem, co było odstępstwem od wodorowych serii 7 – limuzyny były zdolne również do jazdy na benzynie. Dobór materiałów musiał uwzględniać fakt, że – w przeciwieństwie do mieszanki benzynowo-powietrznej – wodór z powietrzem nie zapewniały same w sobie żadnego smarowania współpracujących elementów jednostki napędowej.

BMW H2R rekord

Różnił się także sam cykl spalania. Typowa mieszanka paliwowo-powietrzna spala się relatywnie powoli – znacznie wolniej niż wodór. Dlatego w BMW H2R zapłon w danym cylindrze następował dopiero w chwili, gdy tłok osiągnął górny martwy punkt. Opóźniony był też moment samego dostarczenia mieszanki do komór spalania – zanim miało to miejsce, dostarczane było tam samo powietrze w celu ochłodzenia tychże komór. Pozwalało to uniknąć ryzyka samoczynnego zapłonu mieszanki w niekontrolowanych warunkach. Całość wspomagały systemy Double-VANOS (regulacja faz rozrządu) i Valvetronic (zmienny wznios zaworów).

BMW zaprojektowało smukłe, aerodynamiczne nadwozie.

Nie było ono jednak zamknięte, jak po podobnej konstrukcji można by się było spodziewać. Kierowcę przed wiatrem chroniła więc tylko drobna owiewka… albo i nie, bo pojazd był zdolny do jazdy nawet po zdjęciu nadwozia, co skutkowało odsłonięciem aluminiowej ramy przestrzennej. Całość (z nadwoziem) mierzyła 5,4 m długości, 2,01 m szerokości i 1,34 m wysokości.

By uczynić auto lżejszym, panele nadwozia wykonano z kompozytu wzmacnianego włóknem węglowym (CFRP). Masa własna sięgała 1560 kg, choć według niektórych źródeł „zawierała” już kierowcę i zbiornik wodoru zatankowany do pełna.

No a co z osiągami?

Były! Ba, wystarczyły nawet na zdobycie kilku rekordów. 9, dla ścisłości – oczywiście w kategorii pojazdów z silnikami o konwencjonalnej konstrukcji, przystosowanymi do spalania wodoru. Inna rzecz, że najciekawszym z nich było osiągnięcie 300 km/h na dystansie 1 km ze startu lotnego. Jako prędkość maksymalną podaje się wartość o 1 km/h większą. Przyspieszenie do 100 km/h według Monachijczyków miało zajmować 6 s (ale to akurat nie wliczało się do tych 9 rekordów uznanych przez FIA). BMW ówcześnie było jedynym producentem, który zdecydował się na podobne testy samochodu wodorowego z silnikiem tłokowym.

SS oznacza start konwencjonalny, a FS – start lotny. Źródło: FIA

Dziś BMW nadal pracuje nad wodorem.

W 2019 r. przedstawiono we Frankfurcie model i Hydrogen NEXT, czyli X5 z ogniwami paliwowymi. Planuje się, że w 2022 r. ruszy produkcja niewielkiej liczby takich samochodów w specyfikacji seryjnej.

Mimo wszystko, ja wolałbym jednak to 6-litrowe V12. X5 z wodorowym V12? Poproszę.

Musisz przeczytać:

Musisz przeczytać