Jeżdżący prototyp wodorowego Alpine Alpenglow Hy4

W światłach reflektorów paryskiego salonu samochodowego w 2022 roku Alpine prezentowało swój prototyp Alpenglow jako wyraźne odzwierciedlenie kierunków zmian, jakie marka ta zamierza w przyszłości przyjąć w dziedzinie designu i zrównoważonej innowacji – „matki wszystkich przyszłych Alpine”. Jest to model samochodu będący pierwowzorem uosabiającym już rozpoczęte przez markę prace badawcze nad silnikiem spalinowym zasilanym wodorem do samochodu sportowego z zamiarem uzyskania wysokich osiągów, zarówno w wersjach drogowych, jak i wyczynowych, dających się pogodzić z wysoko postawionymi celami w dziedzinie dekarbonizacji. W ten sposób marka Alpine jest przygotowana na ewentualne, przyszłe zmiany w przepisach.

Jeżdżący wodorowy prototyp

Dziś Alpine Alpenglow Hy4 nie jest już wyłącznie samochodem koncepcyjnym. Jest już pojazdem pokazowym gotowym do jazdy. Zaprojektowano go jako samochód sportowy z karbonowym nadwoziem, 4-cylindrowym silnikiem o pojemności 2 litrów, turbodoładowanym i rozwijającym moc 340 KM.

Po pokazach 10 maja na terenach okalających tor, Alpine Alpenglow Hy4 wykona swoje pierwsze publiczne jazdy na torze 11 maja 2024 roku, przed 6-godzinnym wyścigiem długodystansowym TotalEnergies w Spa-Francorchamps (FIA WEC). Samochód wystąpi przed wyścigiem oglądanym przez ponad 70 000 widzów na trybunach. Jest to więc doskonała okazja do pokazania kibicom, w jaki sposób silnik spalinowy zasilany wodorem może zachwycać dźwiękiem i wibracjami. To one stanowią przecież emocjonalne cechy samochodu wyścigowego. Wrażenia potęguje wyjątkowy design samochodu Alpine Alpenglow Hy4, jeszcze silniejszy w swym wyrazie w prezentowanej wersji. Alpine Alpenglow Hy4 będzie również prezentowane podczas 92. edycji 24-godzinnego wyścigu w Le Mans. Odbędzie się on w dniach 14 i 15 czerwca 2024 roku.

W tym pokazowym samochodzie znaczenie nazwy Alpenglow nabiera w pełni swego sensu. To zjawisko optyczne, które pozwala rozjarzonemu światłu prześwitywać ponad górami przed wschodem słońca.

Bruno Famin, dyrektor Alpine Motorsports: Nasz aktywny udział w dekarbonizacji sportu samochodowego związany jest z przekonaniem, że rozwiązanie, jakim jest silnik spalinowy zasilany wodorem, jest bardzo obiecujące. Wiemy, że wodór stanie się znaczącym etapem na drodze do dekarbonizacji kolejnych generacji samochodów startujących w wyścigach długodystansowych. Może również nim być dla Formuły 1. Zwłaszcza dzięki możliwości składowania go w stanie ciekłym, by zyskać na objętości i sprawności. Prototyp Alpenglow jest tego doskonałym odzwierciedleniem i prawdziwym laboratorium technologicznym do prac nad rozwojem napędów wodorowych przyszłości.

Grupa Renault: rzeczywiste zaangażowanie w prace nad napędem wodorowym i technologiami uzupełniającymi

W Grupie Renault napęd wodorowy jest przewidywany w różnych rozwiązaniach w dążeniu do celów neutralności węglowej w Europie w 2040 roku i na świecie w 2050 roku.
– Grupa Renault w ramach HYVIA (joint venture z firmą Plug) proponuje kompletny i unikalny ekosystem obejmujący lekkie samochody dostawcze na ogniwa paliwowe, stacje tankowania wodoru, jak również usługi finansowania i utrzymania flot samochodowych.
– Grupa Renault pracuje również nad opracowaniem silników zasilanych wodorem do pojazdów dostawczych poruszających się poza miastami, ale także do niektórych zastosowań o bardziej sportowym charakterze.
– Marka Renault prowadzi też prace badawczo-rozwojowe nad technologią hybrydową łączącą silnik elektryczny uzupełniany napędem wodorowym zasilanym ogniwem paliwowym przedłużającym zasięg pojazdu.
– Alpine bardzo mocno wierzy w rolę sportu samochodowego jako siły napędowej rozwoju przyszłych technologii mobilności. Silnik spalinowy zasilany wodorem jest rozwiązaniem bardzo obiecującym zarówno na potrzeby sportu, jak i pojazdów w wersji drogowej. Równolegle z jeżdżącą wersją prototypu Alpenglow, Alpine szykuje się na bardzo ważny czas wprowadzania na rynek siedmiu nowych modeli samochodów elektrycznych do 2030 roku. Serię tę rozpocznie już w tym roku model A290, sportowy samochód miejski, pierwszy „elektryk” z Dream Garage Alpine.

Wygląd zewnętrzny

Prototyp Alpine Alpenglow jest pierwowzorem designu przyszłych modeli marki Alpine. Bardzo zbliżony do concept car z 2022 roku, pokazowy, jeżdżący prototyp Alpine Alpenglow Hy4 cechują jeszcze bardziej zrównoważone proporcje form nadwozia obejmującego nowo zaprojektowany crash box (element pochłaniający energię zderzenia), poszerzoną i wyższą kabinę, by pomieściła dwa fotele. Zbiorniki wodoru są nadal umieszczone w bocznych pontonach i za kabiną. Rozstaw kół poszerzono do 2,10 m, całkowita szerokość pojazdu wynosi 2,15 m, długość 5,20 m i wysokość 1,10 m – to idealne proporcje. Wizualne skojarzenia sięgają również Alpine A424 startującego w prestiżowej kategorii Hypercar Mistrzostw Świata w Wyścigach Długodystansowych.

Przód napędzanej wodorem, jeżdżącej wersji Alpine Alpenglow zaprojektowano tak, by przypominał kometę zbliżającą się z kosmosu. Prędkość i wchodzenie w atmosferę sugerują tu cząsteczki światła „Cosmic dust” emitowane z czterech przednich reflektorów oraz linia grzbietowa w kolorze magenta. Przybiera ona niebieską barwę, gdy dochodzi do tylnej części nadwozia prototypu, podobnie jak pionowe światła w pobliżu pionowych wylotów rur wydechowych z tytanu symbolizują wodór i parę wodną powstającą przy jego spalaniu.

Aerodynamika

Cechy aerodynamiczne jeżdżącego prototypu są integralną częścią projektu i były przedmiotem stałego dialogu pomiędzy działem designu i inżynierami. Aby osiągnąć subtelny kompromis pomiędzy prędkością a działaniem siły docisku, zmodyfikowano projekt przedniego splittera. Pozwoliło to na otwarcie u dołu dużego wlotu powietrza obiegającego kabinę i przechodzącego z tyłu w kształt kropli wody. Odprowadza on strumień powietrza pod tylnym mostem. Nowe wloty powietrza NACA wbudowano, by zasilać chłodnice oleju i wody. Wlot powietrza do silnika przybiera kształt bardziej zbliżony do takich elementów w samochodach wyczynowych. Tylna część nadwozia w rodzaju long tail kojarzy się z poczuciem prędkości i przypomina wyścigową Alpine A220 z końca lat 60. Alpine Alpenglow Hy4 z napędem wodorowym w wersji jeżdżącej posiada bardzo lekki wizualnie, przezroczysty dolny spojler, który zastosowano we wcześniejszym prototypie. Tylny dyfuzor podlegał zmianom konstrukcyjnym, by uzyskać jego lepsze właściwości aerodynamiczne.

Każdy element designu zaprojektowano w najdrobniejszych detalach. Przykładowo felgi kojarzą się z prędkością, nawet gdy samochód stoi w miejscu. Harmonizują one dokładnie z oponami zbudowanymi specjalnie do tego samochodu przez Michelin. Ich rzeźba bieżnika nawiązuje też do designu felg. Na klasycznie karbonowej karoserii płetwa i wlot powietrza wykonana z kutego karbonu pokazującego ten materiał w stanie surowym jako nawiązanie do świata minerałów górskich. To typowy element dla marki Alpine. Podobnie jak odkryte i widoczne z zewnątrz elementy techniczne, wlot powietrza jest otwarty do kabiny. Dodatkowym podkreśleniem tego elementu jest świetlny trójkąt wzmacniający ten dynamiczny wygląd prototypu.

Wnętrze

Kinematykę otwarcia drzwi do góry zaprojektowano tak, by uwolnić możliwie najwięcej miejsca i ułatwić wsiadanie do kabiny. Kierowca i pasażer mogą więc zsunąć się z bocznych pontonów pochylonych w stronę wnętrza kabiny. W ten sposób mogą więc zasiąść w dokładnie dopasowanych kubełkowych fotelach.

Trójkąt z przodu kokpitu jest również jednym z wyróżniających i typowych dla marki Alpine znaków, przywołującym na myśl góry. Dla kierowcy spełnia on wiele wizualnych funkcji. Podaje impuls, kierunek i może zmieniać barwę jak w grach wideo. Może przykładowo wskazywać poziom bocznego przeciążenia G w czasie rzeczywistym, prędkość obrotową silnika lub podawać informacje o czasach przejazdu.

Deskę rozdzielczą zbudowano z poprzecznej, rurowej belki w kolorze magenta. Częściowo zakryto ją elementem w kształcie skrzydła samolotu. Zastosowane materiały nawiązują do świata samochodów sportowych. Znajdują się wśród nich włókno węglowe, aluminium oraz tapicerka z Alcantary z wytłaczanymi motywami 3D. Uwagę zwraca również klawisz rozruchu silnika w kolorze magenta, przyciski sterowania pochodzące z Alpine A110. Kierownica pochodzi zaś bezpośrednio z samochodów wyścigowych marki Alpine. Na bokach karbonowe poszycie pokrywa boczne zbiorniki i ujawnia ich kształt. Ponadto przewidziano też specjalne miejsca do zamocowania minikamer. Mają one zapisywać obraz i dźwięk podczas pokonywania kolejnych okrążeń na torze przez jeżdżącą wersję Alpine Alpenglow z napędem wodorowym.

Jednostka napędowa o mocy 340 KM zasilana wodorem

Jeżdżący prototyp Alpine Alpenglow z napędem wodorowym zaprojektowano jako prawdziwy samochód wyścigowy z karbonowym podwoziem LMP3. Pod karbonową maską Alpine Alpenglow Hy4 znalazł się 4-cylindrowy, rzędowy silnik koncepcyjny o pojemności 2 litrów z turbodoładowaniem. Osiąga on moc 340 KM (czyli 250 kW). Zasila go wodór (diwodór H2), poprzez układ bezpośredniego wtrysku pod ciśnieniem 40 barów oraz układ wtrysku wody, by obniżyć emisję NOx. Może on osiągnąć maksymalną prędkość obrotową 7000 obr./min i współpracuje z sekwencyjną, wyścigową skrzynią biegów ze sprzęgłem odśrodkowym. Osiągi samochodu są porównywalne więc z jego odpowiednikiem zasilanym benzyną i uzyskują prędkość maksymalną około 270 km/h.

Opracowanie takiego silnika wymaga bardzo specyficznych prac, gdyż wodór jest wtryskiwany w postaci gazowej. Sprawia to trudności w uzyskaniu jednorodnej mieszanki w porównaniu do układu zasilanego benzyną wtryskiwaną w postaci drobnych kropelek. Wodór może ulegać spalaniu przy znacznie bardziej zróżnicowanych stężeniach od 4% do 76% w mieszankach ubogich lub bogatych. W każdym przypadku należy unikać nieprawidłowego spalania, a więc doprowadzenia do wytworzenia jednorodnej mieszanki i kontrolowania właściwości termicznych komory spalania. Prace nad silnikiem samochodu Alpenglow Hy4 przyczyniły się do wzbogacenia doświadczeń inżynierów Alpine Racing na drodze do opracowania nowego silnika. Od początku zaprojektowano go do zasilania wodorem z przeznaczeniem do drugiej, jeżdżącej wersji samochodu. Alpine pokaże ją przed końcem 2024 roku.

Trzy zbiorniki wodoru

Trzy zbiorniki samochodu Alpenglow Hy4 napełnia się wodorem w postaci gazowej (2,1 kg każdy) pod wysokim ciśnieniem: 700 barów. Rozmieszczono je w bocznych pontonach i z tyłu za kabiną. Znajdują się one w wentylowanych i szczelnych komorach odseparowanych od kabiny. Regulator ciśnienia pozwala na przejście od 700 do 200 barów przed obniżeniem do 40 barów w bezpośrednim wtrysku do komory spalania.

Liczne układy pomiarowe pozwalają na zapewnienie pełnego bezpieczeństwa. Kompozytowe butle pod ciśnieniem 700 barów posiadają certyfikat zgodności z Regulaminem 134 (europejską normą homologacyjną dotyczącą bezpieczeństwa pojazdów z napędem wodorowym). Zainstalowano w nich zawory bezpieczeństwa do szybkiego usunięcia paliwa w razie pożaru samochodu. Stale pracują w nich czujniki wykrywające wodór, wdrożono także bardzo ścisłą procedurę rozruchu z licznymi punktami kontrolnymi. System kolorowych kodów powiadamia kierowcę i służby ratunkowe w zależności od stopnia zagrożenia w każdego rodzaju nieprzewidzianych wypadkach.

Wodór w sporcie samochodowym

Dwa zasadnicze rozwiązania napędu wykorzystującego zasilanie wodorem to ogniwa paliwowe (wytwarzające energię elektryczną do zasilania silnika elektrycznego) lub silnik spalinowy zasilany bezpośrednio wodorem. Ostatnia z wyżej opisanych opcji technicznych została wybrana przez markę Alpine, gdyż oprócz pracy silnika bardzo zbliżonej w odczuciach kierowcy do klasycznego napędu i generowanego dźwięku, który jest w pełni zgodny z filozofią racer Alpine, skupia w sobie liczne zalety samochodu wyścigowego. Wśród tych zalet należy wymienić wyjątkowo dużą moc oraz doskonałą sprawność silnika w fazach dużego obciążenia. Dodatkowo to także ograniczone potrzeby chłodzenia, gdyż ciepło w większości odprowadza układ wydechowy a nie chłodnice. Ponadto bardzo korzystne są oczywiście aspekty środowiskowe. Emisja CO2 jest znikoma, silnik nie wydala ani sadzy, ani tlenku węgla, ani niespalonych węglowodorów. Emisję NOx silnika obniżono do poziomu nieosiągalnego dla silników zasilanych paliwem kopalnym.

Liczne są więc argumenty, by kontynuować działania w obranym kierunku po pierwszej, jeżdżącej wersji samochodu, który jest nadal przedmiotem prac badawczo-rozwojowych, w celu dalszej optymalizacji tych obiecujących rodzajów silnika. W dziedzinie rozwiązań na składowanie wodoru Alpine należy do czołówki producentów zmierzających do stosowania ciekłego wodoru, czyli stanu zmieniającego paradygmat umożliwiający łatwiejsze wbudowanie zbiorników w samochodzie i szybkie tankowanie.

Alpine Racing pilnie śledzi zmiany przepisów dotyczących sportu samochodowego. ACO (Automobile Club de l’Ouest) zgodziła się na dopuszczenie do 24-godzinnego wyścigu w Le Mans samochodów wodorowych. Ma to nastąpić od edycji tej imprezy w 2027 roku. Silniki samochodów Formuły 1 mogłyby również przejść na zasilanie wodorem od 2031 roku.

Informacja prasowa

Pozostałe wiadomości tutaj