Index
Tien jaar onderzoek ging vooraf aan het realiseren van deze rotatiemotor op waterstof door Mazda. Mazda ontwikkelde de eerste HR-X met een waterstofrotatiemotor in 1991. Gelijktijdig met de ontwikkeling van de HR-X2 (tweede foto) volgde in 1993 een experimentele MX-5 met waterstofrotatiemotor en in 1995 werd een Capella Cargo met waterstofrotatiemotor voor het eerst op de openbare weg in Japan getest. Na toestemming te hebben gekregen van het Japanse ministerie van verkeer werd in oktober 2004 voor het eerst een prototype van de RX-8 Hydrogen RE op de openbare weg getest. Anderhalf jaar later, in februari 2006, begon Mazda met het aanbieden van de RX-8 Hydrogen RE als lease-auto aan Japanse bedrijven en overheidsinstanties.
Naar index
De Renesis waterstof rotatiemotor loopt op zowel benzine als waterstof. Bovendien zou het de productie van een relatief goedkope waterstofaangedreven auto mogelijk kunnen maken, omdat deze motor weinig aanpassingen vereist om op waterstof te kunnen draaien.
Volgens Mazda zal een dubbel brandstofsysteem voor benzine en waterstof effectief helpen om het gebruik van waterstof te stimuleren en een ondersteunende waterstof-infrastructuur te ontwikkelen. Deze rotatiemotor omvat een elektronisch gestuurd waterstof-injectorsysteem. Om de waterstof gasvormig te kunnen inspuiten, zuigt het systeem lucht aan via de zijpoort tijdens de inductiecyclus, en gebruikt dubbele waterstofinjectoren in beide 2-rotorhuizen van de motor om waterstof rechtstreeks in de inlaatkamers te spuiten. Deze twee nieuwe technologieën helpen om de voordelen van de rotatiemotor bij waterstofverbranding te maximaliseren.
Naar index
Door zijn vormgeving (met aparte kamers voor inductie en verbranding) is de rotatiemotor ideaal voor het verbranden van waterstof zonder kans op terugslag, zoals bij waterstofverbranding in een conventionele zuigermotor. De aparte inductiekamers bieden ook een veiligere temperatuur voor het monteren van de dubbele waterstofinjectoren met hun rubberen afdichtingen, die gevoelig zijn voor de hoge temperaturen in een conventionele zuigermotor.
Naar index
Dubbele waterstofinjectoren
Omdat waterstof een uiterst lage dichtheid heeft, moet veel meer geïnjecteerd worden dan voor verbranding van benzine. Daarom is meer dan één injector nodig. Bij een conventionele zuigermotor kan dat problemen opleveren, omdat vanwege de constructie de injectoren niet rechtstreeks in de verbrandingskamer kunnen worden bevestigd. In tegenstelling tot de rotatiemotor, die voldoende ruimte biedt voor het installeren van twee injectoren per inductiekamer. Met zijn dubbele waterstofinjectoren is Mazda’s waterstof rotatiemotor én functioneel, én in staat om voldoende vermogen te leveren.
Naar index
Naar index
Van prototype tot straatversie
In 2004 ontving een prototype van de RX-8 Hydrogen RE goedkeuring van het Japanse ministerie van ruimtelijke ordening, infrastructuur en transport om testritten uit te voeren op de openbare weg. Na verkrijging van de benodigde vergunningen doorliep de RX-8 Hydrogen RE een uitgebreid testprogramma, dat veel informatie opleverde over de prestaties van de auto en dat tot doel had de auto geschikt te maken voor gebruik door bedrijven en overheidsinstanties. In maart 2006, zes maanden eerder dan gepland, ontvingen de eerste fleetowners hun Mazda RX-8 Hydrogen RE op waterstof.
Naar index
Geoptimaliseerd voor de beste milieuprestaties
Afgezien van zijn speciale belettering is de RX-8 Hydrogen RE vrijwel identiek aan de conventionele RX-8. Aan niets is te zien dat de auto werd aangepast om tijdens alle fasen van zijn bruikbare leven het milieu zo veel mogelijk te sparen. Deze schone RX-8 kreeg speciale banden voor een lager brandstofverbruik en de Renesis-motor werd voorzien van een uitlaatgas-recirculatiesysteem, om een combinatie van hoge motorprestaties en lage NOx-uitstoot tijdens rijden op waterstof te realiseren.
Naar index
Gemaakt voor rijplezier en betere prestaties
Praktijktests van het eerste 2004 RX-8 waterstofprototype leverden een schat aan informatie op, die in de huidige versie is verwerkt. Deze versie verschilt in een aantal opzichten van zijn voorganger:
Automatische transmissie: het prototype was uitgerust met een handgeschakelde vijfversnellingsbak. Voor nog meer rijplezier, vooral in stadsverkeer, werd de nieuwe versie van de RX-8 Hydrogen RE uitgevoerd met een 4-trapsautomaat, die met schakelflippers aan het stuur bediend wordt.
Grotere waterstoftanks voor een grotere actieradius: de tankinhoud werd vergroot tot 110 liter waarmee het bereik op waterstof toenam tot ongeveer 100 km, ondanks het hogere verbruik veroorzaakt door de automatische transmissie.
Brandstofomschakeling tijdens het rijden: de bestuurder kan met een schakelaar op het dashboard tijdens het rijden omschakelen van waterstof naar benzine. De schakelaar is blauw verlicht als de auto op waterstof loopt.
Nieuwe plaatsing van instrumenten: in de eerste versie van de RX-8 Hydrogen RE bevonden de waterstofmeter, brandstofindicator en waarschuwingslampjes zich in het midden van het dashboard. Deze instrumenten werden naar het instrumentenpaneel verplaatst.
Naar index
Compromisloze veiligheid & Dubbelbrandstoftechnologie voor maximaal comfort
De waterstoftanks bevinden zich in de bagageruimte. De brandstof wordt daarin opgeslagen met een druk van 350 bar (35 Mpa). De benzinetank, overgenomen van het standaard RX-8 model, bevindt zich onder de achterbank. Voor maximale veiligheid zijn er waterstofdetectoren in de cabine gemonteerd voor detectie van gas in het passagierscompartiment.
Zo lang er geen wijdvertakt netwerk voor de distributie van waterstof bestaat (op dit moment zijn de eerste voorzichtige stappen in die richting gezet) is het nergens in Europa mogelijk een auto op waterstof dagelijks te gebruiken. De Mazda RX-8 Hydrogen RE biedt de perfecte oplossing voor dit probleem. Het omschakelen van waterstofgas naar benzine gebeurt met de schakelaar naast de bestuurdersstoel. De auto moet stilstaan om te kunnen overschakelen van benzine naar waterstof. Als de waterstoftank leeg raakt, schakelt de RX-8 Hydrogen RE automatisch over naar benzine. Deze dubbelbrandstoftechnologie is mogelijk dankzij de toepassing van conventionele benzine-injectoren in de aanzuigleidingen in aanvulling op de waterstofinjector in het rotorhuis voor directe inspuiting en een extra waterstofinjector in de inlaatleiding. Het motorregelsysteem activeert de ene of andere brandstofsoort aan de hand van de stand van de keuzeschakelaar in de cabine of het waterstofniveau in de tank.
Dankzij deze technologie kan een auto op waterstof nu ook voor korte en langere afstanden gebruikt worden. Het is mogelijk te reizen zonder zorgen over de aanwezigheid van waterstofstations op de route omdat de totale actieradius, waterstof gecombineerd met benzine, 650 kilometer bedraagt.
| Tankinhoud
benzine |
61
liter |
| Tankinhoud
waterstof |
110
bij 35 MPa (350 bar) |
| Max.
vermogen op benzine |
154 kW (210pk) bij 7200 t/min |
| Max.
vermogen op waterstof |
80
kW (110pk) bij 7200 t/min |
| Max.
koppel met benzine |
222
Nm bij 5000 t/min |
| Max.
koppel met waterstof |
140
Nm bij 5000 t/min |
| Gem.
bereik op benzine |
550
km |
| Gem.
bereik op waterstof |
100
km |
Naar index
Een wereldprimeur. De Mazda Hydrogen RE is de eerste personenauto met waterstofmotor die in een leaseprogramma is opgenomen. In navolging van het stadsbestuur en de prefectuur van Hiroshima waren Idemitsu Kosan Co. Ltd. in Tokyo en Iwatani International Corporation in Osaka de eerste twee bedrijven die deze stap durfden te zetten. De leaseprijs voor de RX-8 Hydrogen RE bedraagt 420.000 yen per maand (ca. 2.860 euro per maand). Dat is net iets meer dan de helft van het maandbedrag voor een vergelijkbare auto met brandstofcelsysteem. Dat betekent een sterk concurrentievoordeel, dat kan bijdragen aan de ontwikkeling van een distributienetwerk voor waterstof.
Naar index
De Premacy (Mazda5 in Europa) Hydrogen RE Hybrid conceptcar (Tokyo Motor Show 2005) is een hybride voertuig, waarin een rotatiemotor, die geschikt is voor zowel waterstof als benzine, gecombineerd wordt met een elektromotor. Deze gecombineerde motor is dwars voorin geplaatst en drijft de voorwielen aan. De uitdaging van het ontwerpteam was om een ruime, comfortabele auto te ontwerpen met uitstekende rijeigenschappen die bovendien uiterst milieuvriendelijk is. De accu van de elektromotor zit onder de tweede rij stoelen. De waterstoftank is geplaatst op de posities van de twee stoelen op de derde zitrij. Daar bovenop is de bagageruimte gecreëerd. Daardoor is een maximum aan interieurruimte gespaard gebleven.
Belangrijkste kenmerken
Dwarsgeplaatste waterstof rotatiemotor voor voorwielaandrijving: door aanpassingen aan de bestaande waterstof rotatiemotor was Mazda in staat om deze motor in te bouwen in een model met voorwielaandrijving. Daarmee heeft Mazda de modellenreeks met waterstof rotatiemoren uitgebreid naar twee
Twee brandstofsoorten: evenals in de RX-8 Hydrogen RE is deze motor geschikt voor zowel benzine als waterstof. Via een knop in het interieur kan tijdens het rijden overgeschakeld worden van benzine naar waterstof en omgekeerd. Het geeft een verhoogde gebruikersvriendelijkheid voor langere reizen en voor trajecten waar er onvoldoende mogelijkheid is om waterstof te tanken.
Hybride systeem: Het hybride systeem zorgt er voor dat de verbrandingsmotor stopt op het moment dat er niet meer gereden wordt, bijvoorbeeld bij stoplichten en regelt het straten van de verbrandingsmotor bij het wegrijden. Bij acceleratie helpt het systeem een handje. Bij het afremmen werkt de elektromotor als een generator en slaat de vrijgekomen energie bij het remmen op in de accu
Naar index
Op de Tokyo Motor Show van 2007 toonde Mazda wederom de Premacy Hydrogen RE Hybrid maar ditmaal in de facelift versie en nog meer verbeterd. In vergelijking met de RX-8 Hydrogen RE levert de nieuwe waterstofrotatiemotor 40 % meer vermogen, wat resulteert in veel betere acceleratieprestaties. De motor wordt niet langer in lengterichting maar dwars geplaatst en levert dankzij verminderde weerstand van de in- en uitlaatkanalen en een hoger verbrandingsrendement meer vermogen over een breed toerentalbereik.
Dankzij de voortschrijdende techniek op het gebied van elektrische aandrijvingen levert dit systeem een hoog rendement en koppelt het snelle motorrespons aan een laag verbruik. De acceleratie is meteen voelbaar zodra het gaspedaal wordt ingetrapt. De belangrijkste componenten van het hybridesysteem, de waterstofrotatiemotor, generator, omvormer, elektromotor en accu, zijn optimaal op elkaar afgestemd voor het opwekken van stroom en opladen en ontladen van de accu, al naar gelang de rijomstandigheden; Bij wegrijden vanuit stilstand: rijden op elektromotor. Bij rijden op constante snelheid: rijden op waterstofrotatiemotor en generatorvermogen. Bij accelereren: rijden op waterstofrotatiemotor/generatorvermogen + elektromotor. Bij afremmen: regeneratie door elektromotor tijdens gebruik van de remmen of afremmen op de verbrandingsmotor. Stationair: de waterstofrotatiemotor wordt afgezet, tenzij de accu moet worden bijgeladen.
In de auto zijn ook Mazda Biotech-materialen verwerkt die op basis van plantaardige grondstoffen zijn vervaardigd. Deze materialen leveren een verder bijdrage aan de reductie van de wereldwijde CO2-emissie en beschikken over uitstekende eigenschappen op het gebied van hitte-, schok-, weer-, slijt- en brandbestendigheid. Ze zijn breed toepasbaar en kunnen onder andere worden gebruikt voor kunststof interieurdelen en stoelbekledingsstoffen.
Naar index
Met dank aan
Mazda Madness voor de tekst en de afbeeldingen.
