レース用水素エンジン車で火災発生、価値ある問題出し

レース用水素エンジン車で火災発生、価値ある問題出し問題出しができたことは、とても価値がある。

トヨタの液体水素エンジンは5月の富士24時間レースへ、より安全な車両開発で:脱炭素 – MONOist 2023年03月20日

第1戦の鈴鹿大会に向けた2023年3月8日のテスト走行中に車両火災に見舞われた。

 車両火災の要因は、エンジンルームの気体水素配管から水素が漏れたことだった。燃料の水素を気体から液体に変更したことが直接の原因ではなく、車両の振動による配管結合部のゆるみが水素漏れを引き起こした。配管の結合部がエンジン近辺にあったため、漏れた水素が熱されて引火したという。水素リークセンサーによるフェイルセーフが正常に作動したことで大幅な延焼は回避した。水素漏れの原因となった配管の設計を見直すことで、より安全な車両を開発するとしている。

水素カローラはなぜ燃えたのか? 極限状態のモータースポーツにおける課題出し – Car Watch 2023年3月18日

今回起きた水素漏れは、液体水素に起因するものではなく、2年間スーパー耐久を戦ってきた水素GRカローラと同じ構造の箇所で起きたこと。2年間見えていなかった水素燃料の課題を見つけることができたとも言える。

高橋プレジデントによると、水素が漏れた時間は0.1秒以下。漏れた量は計測できていないが、0.1秒以下で水素漏れをセンサーが検知し、水素の供給は遮断できたという。あらかじめ水素漏れを想定して装着していたセンサーは正常に動いたのだが、水素の発火条件を満たしてしまい、発火につながった。

 高橋プレジデントは水素が燃える条件は物理法則により「濃度は4%以上、温度は550℃以上」と語る。今回はその条件を満たしてしまったという。

漏れた箇所はエンジンに近いフレキシブルジョイントの部分という。エンジンが振動するためフレキシブルジョイントの燃料配管がエンジン近くに必要で、それが排気管と近い位置に配置されていたとのこと。

 そのフレキシブルジョイントから水素が0.1秒以下で漏れ、排気管の近くに滞留することで局所的に4%以上の濃度となり、さらに700℃を超える排気管の近くだったために発火した。

 水素自体はすぐに燃え、フェールセーフ機構が働いたことで水素の追加供給もなかったが、エンジンルームの中にあるブレーキリザーバータンクのオイルが燃えてしまったため鎮火に時間がかかった。それが、今回の車両火災の大まかなメカニズムになる。

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