丰田并未放弃氢动力汽车。除了传统的燃料电池装置外，这家大型汽车制造商还历经数年研发了一款氢动力内燃机。为了验证这项技术，该公司甚至在日本参加了该系统的比赛。在富士国际赛道进行测试时，其中一辆汽车起火，初期出现了一些问题。此后，该公司宣布计划在2028年勒芒24小时耐力赛上使用该技术。它甚至可以为桑拿房供电。
现在，丰田正在为其氢燃料发动机的改进申请专利。这项技术减少了进入燃烧室的燃油量，从而打造出性能更佳的动力装置。让我们深入了解这家汽车制造商是如何实现这一目标的。
更先进的氢燃机
这项专利的示意图（上图）展示了汽油内燃机中常见的大部分元件。气缸内有一个曲轴和连杆，活塞可以在气缸内上下往复运动。气缸顶端是进气门和排气门，它们随着动力装置的冲程而打开和关闭，从而完成燃烧过程。要了解丰田的具体做法，请关注左侧的 R2 部分。标有 45 的部件是一个 PCV 阀，它将进气歧管 (28) 连接到通向曲轴箱 (15) 的单向阀 (60)。
丰田这项专利的主要变化在于连接进气道和曲轴箱的空气通道。曲轴箱外壁上的壳体上有一个带止回阀的单向阀，用于防止空气回流。根据丰田的描述，氢气燃烧时会产生水。这意味着“氢发动机的窜气中所含的水分量往往比汽油发动机更大”。因此，曲轴箱通风系统在燃烧氢气时尤为重要。
此外，进气口的窜气中可能含有油和水。在低温下，这些物质会凝结液化，形成乳化液。如果天气特别寒冷，水甚至可能结冰。该专利的解决方案是将阀门外壳放置在曲轴箱附近，使其快速升温，从而限制可能发生的乳化液或结冰量。
丰田解释说，如果没有单向阀，空气会直接进入油底壳，导致空气掺气增加，雾化的机油可能会进入燃烧室。燃烧时，机油消耗会更大，排放也会更严重。
这个想法的总体基础并不新鲜。许多内燃机使用PCV阀来实现曲轴箱通风。由于氢气系统中水分含量更高，因此这种方案更加坚固耐用。
丰田的专利还概述了该想法的几个替代版本。例如，单向阀不需要单独的外壳。相反，它可以集成到曲轴箱壁中。此外，根据所需的封装，这些部件也可以安装在曲轴箱的不同位置。
丰田的氢能开发
丰田在氢燃料发动机的研发上投入了大量精力。除了这项专利和赛车方面的努力外，该公司还在研发用于动力装置的碳捕获技术。此外，他们还设想了一种电子控制的喷水系统，可以冷却气缸，防止异常燃烧。
全球范围内仍然存在氢燃料补给基础设施匮乏的问题。然而，丰田的H2燃烧概念将在未来保持内燃机的运转。由于门槛低于完全换用燃料电池，丰田的这一理念或将成为氢动力汽车发展的一条发展方向。
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