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Toyota氫燃料賽車、中置四驅GR Yaris M賽車 最新發展大揭密

對於近年持續關注Toyota的車迷,相信都知道這個品牌不只不遺餘力地於全球範圍推廣性能車輛、車輛賽事發展,同時也進行著多項獨特車輛的測試,其中,就好比搭載了燃氫引擎的GR Corolla賽車,以及TGRR GR Yaris M中置引擎賽車。

而根據Toyota日前所公開的品牌新聞紀錄,我們便能有幸一窺這個品牌賣力推展著的科技研發進度。

其中,燃氫引擎的GR Corolla賽車已於2025年底完成了日本超級耐久系列賽的收官站,以持續長達4小時、共109圈的激烈運行,展現了這項科技已日趨成熟。

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這輛賽車目前最為關鍵的技術,便是將驅動燃油泵的馬達整合入了液態氫燃料槽中,將利用-253°C的溫度使馬達機件降至超低溫的超導狀態,即便其設計僅是由市售的超導線材製成、無須特殊工藝,但得以利用超導特性令電阻降至零、使電流能夠無損耗地流動,進而強化了車輛性能。

負責氫燃料引擎專案的GR車輛開發部專案總經理伊藤直明表示:「液態氫動力汽車與超導技術具有很強的兼容性。這是一項面向未來的關鍵技術。」

目前團隊共為賽車執行了三項設計調整,首先,拆除之前位於水箱上方、幫浦周圍的輔助設備,來增加水箱容積,接著將馬達置於燃料箱內部,由於降低了電阻,可利用更緊湊的設計,從而減輕重量並降低重心。第三項重點則是移除作為熱源進入的燃料槽法蘭,因此可於競賽過程減少先前因蒸發而造成的氫氣損失。

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透過車輛重心的降低,駕駛這輛車的GAZOO ROOKIE Racing車手-佐佐木雅弘評價「重心位置顯著更低了,不只車輛車身側傾幾乎完全消失了,且更為輕巧、靈敏。」

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不過Toyota也透漏,燃氫引擎GR Corolla的超導技術看似僅有優點,但仍存在些許需克服的技術難題,如液氫燃料量低超導馬達可能會暴露在液面以上,導致其溫度升高、降低超導性能。馬達的運轉模式須可自動調節阻力,倘若燃料箱內部溫度升高至接近室溫,故障安全功能將會啟動。

此外,由於液態氫的超低溫環境下,金屬會發生熱收縮,因此無法使用油類等潤滑劑,此也將改變金屬部件的耐用性。

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針對燃氫引擎技術,目前Toyota還推展了多樣測試,好比透過HiAce進行了實用性測試,確保氫氣車輛可依舊帶來可乘載12人的實用空間,同時也側試著燃氫引擎與Hybrid電動技術結合的可能。

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另一方面,由於燃氫引擎GR Corolla賽車多處於極端的高性能輸出狀態,為了評估這項科技走入現實生活的潛力,Toyota也特別將同樣的引擎裝載於Corolla Cross實驗車上,確保引擎無論是在高濃度燃料燃燒的高功率狀態,以及適用日常的低功率稀薄燃燒狀態之間都能切換自如,且切換自如、穩定。

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而為了同步關注氫燃料社會的發展可能,Toyota也指出氫氣的價格大致由四項原因影響,包含氫氣的採購與運輸、氫氣站運作的人工成本、為確保安全所需的氫氣設備養護維修成本,以及系統折舊和其他費用。

同時,Toyota也正積極與眾多協力廠商進行合作,好比日本市場加氫站高壓壓縮機行業的龍頭-梶科技株式會社,便正致力延長壓縮機內活塞環的使用壽命;而車迷所熟悉的Bridgestone也借鏡了自家橡膠科技,打造了可承受高達10,000次使用的技術軟管。

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至於另一項車迷關注的發展,相信便是中置引擎TGRR GR Yaris M賽車的開發進度。

之所以Toyota團隊投入中置引擎車款開發,是由於經過分析,儘管常規GR Yaris已採用四輪驅動設計,但前置引擎的設定仍會使操控輸入壓力集中於車頭,即前輪需負荷減速、加速、轉向與承重機能,因此根據分析GR Yaris前輪磨損顯著較快,其更換頻率是後輪的三倍,且磨損的前輪亦會加劇轉向不足特性發生。為更積極消除此操駕劣勢,團隊毅然決然投入中置引擎、四輪驅動車型開發,公開了TGRR GR Yaris M賽車

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初期,Toyota團隊特別參考了過去曾推出的MR2中置引擎、後輪驅動跑車。

後得到結論,儘管MR2擁有均衡動態和配重,以及優異轉向性能,但整體設計卻容易於彎道打滑失控,而透過將車輛更改為四輪驅動設定,不只能提高過彎穩定性,也可將側向力更積極轉化為推動車輛的助力。

也因此,中置引擎、四輪驅動設計或許為最佳解方。

而在TGRR GR Yaris M賽車採用上述設定後,令人欣喜的是,轉向不足的情況將會大大減少。不過中置引擎GR Yaris對於操控技巧提出了更高的要求,因此較適合經驗豐富的駕駛人。

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TGRR GR Yaris M賽車的引擎部分,G20E 2.0L渦輪增壓引擎,雖已較現行2.4L機體縮小10%體積,且動力大幅提升,但團隊仍持續透過缸徑/衝程比來縮小引擎的尺寸,期盼在確保可靠的前提,將各個部件盡可能地縮小。

同時團隊也利用CAE電腦輔助工程等技術,盡可能地為引擎增加進氣量、提高燃燒效率,使動力可進一步提升。

而在近期測試中,團隊不只發現了幾項值得優化之處,如空氣流量的控制,同時更大膽地測試將引擎水平安置於車尾,以及垂直安裝的可能,進行更全面的測試與技術對照。在未來,團隊還計畫略修改引擎規格,以調整其低速扭力表現。

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於日本超級耐久賽第六輪比賽中,賽事共將所有賽車區分為兩組別,分別進行3小時的競賽。TGRR GR Yaris M概念賽車所參加的則是專為研發車輛設立的ST-Q組別,並與ST-1、ST-2等其他組別、共31輛賽車共同競爭。

競賽中,TGRR GR Yaris M賽車不僅取得第四位的起跑順位,更一度於競賽中領先、穩步累積圈數;最終,TGRR GR Yaris M成功於第二組別的競賽中取得了季軍席次,成功地於首戰中展現優異表現。

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TGRR團隊也分析,儘管這回GR Yaris M賽車成功完成了競賽,但由於中置引擎設定相較前置引擎設定,位於駕駛後方的引擎接觸較少冷空氣,因此這款賽車仍存在些許的冷卻問題,有待日後持續改善。

同場,GR賽車運動事業部進一步表示,目前團隊正與其他四家ST-Q競爭對手(Mazda、Subaru、Nissan、Honda)接洽,有機會於未來共同開展令人期待的項目,非常令人興奮!

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