Ingen krumtapaksel, ingen forbindelsesstang? Toyota detonerede den nye revolution i motoren!
Vidste du, at din variabel ventil timing direkte injektion turboladet motor er forældet! Og der er ingen krumtapaksler og forbindelsesstænger, som kan betjenes direkte ved stempelets fremadgående bevægelse!
FreePiston EngineLinearGenerator (herefter benævnt FPEG), en lineær generator med fri stempelmotor, som Toyota udvikler, forventes at gøre alt dette til at ske. Tænk på det som en fri stempelmotor + en lineær generator. Er det motoren eller generatoren?
Kort sagt, FPEG-motoren er som en benzingenerator. På nuværende tidspunkt bruger Toyotas prøveversion et enkeltcylindret design, som har et større forbrændingskammer og stempel end en konventionel brændstofmotor. Stempelet bevæger sig frem og tilbage under den drivkraft, der frembringes ved brændstofdetonation, men denne gang er dens opgave ikke at udføre til hjulet. Power, men kraftproduktion.
Toyota udviklede FPEG til at designe en lille enhed til det udvidede elektriske køretøj. Sammenlignet med motorer og generatorer, der anvendes i de nuværende elektriske køretøjer med lang rækkevidde, vil FPEG i høj grad reducere motorens størrelse og vægt.
FPEG-motor, afbryd vevemekanismen for at gøre stempelbevægelsen mere fri
FPEG er faktisk ikke en ny teknologi, da verdens første FPEG allerede i 1959 har fået patentcertificering, og FPEG er baseret på FPE (FreePistonEngine).
Så hvad er FPEG-motoren? Som navnet antyder, kan vi vide, at stempelet på denne motor har en højere grad af frihed, men hvordan tillader stempelet at bevæge sig frit? Årsagen er at annullere krumtapakslen og forbindelsesstangstrukturen, og i stedet for luftfjedre (AirSpring) styres stempelbevægelsen af gassen i forbrændingskammeret og luftfjederens (AirSpring) kontrol, designeren kan bestemme trykket og volumen af luften, således at det overordnede design har tendens til at blive liberaliseret. For at sige det simpelthen, når stempelet løber ned til det nederste dødpunkt, vil det støde på blokering af luftfjederen og rebound, og stempelet vil bevæge sig til det øverste dødcenter. Når den når det øverste dødpunkt, vil gasstrålingen genereret af brændstofforbrændingseksplosionen blive genereret. Kør til bunden af de døde, og start igen.
Den største forskel mellem et el-køretøj med lang rækkevidde og et hybrid elektrisk køretøj er, at benzinmotoren kun oplade batteriet og ikke deltager direkte i kørslen. Verdens første udvidede elektriske køretøj, Chevrolet Volt (VOLT), blev kun eftermonteret til den traditionelle 1,4-liters benzinmotor.
Toyota giver FPEG super høj termisk effektivitet
Toyota's FPEG-teknologi er en kraftproduktionsenhed baseret på driften af FPE. Under det traditionelle olierelektriske system er generatoren adskilt fra motorens krop, og generatoren er forbundet med motor krumtapakslen og bruger sin gyrokinetiske energi til at generere elektricitet. Toyota's FPEG er dog anderledes. Da FPEG ikke har krumtapaksel, bliver stempelkroppen en generator. Og fordi der ikke er nogen mekanismeanordning til krumtapakslen, er volumenet af motorkroppen således reduceret, og konstruktionen er relativt enkel.
Toyota FPEG-strømgenereringsmetoden drives af en permanent magnet (permanent magnet) monteret på stempelet og en spolegenerator (spole) uden for magneten. På den modsatte side af forbrændingskammeret fylder den oprindelige fabrik et begrænset rum med luft for at gøre det til en luftfjeder. Denne enhed kan erstatte krumtapakseledesignet, så stempelet kan komme tilbage og bevæge sig baglæns, når det når det nederste dødpunkt. Magneterne drives gentagne gange i spolegruppen og interagerer med hinanden, og der genereres elektricitet.
FPEGs arbejdsprincip er det samme som for to-taktsmotoren. Når stempelet falder ned, er arbejdet afsluttet, og udstødningsgassen bruges til at ekstrudere udstødningsgassen. Når stemplet stiger, suges friskluften i stemplets nederste del, og kompressionsslaget er afsluttet, og det øverste dødpunkt er nået. Afslut indsprøjtnings- og tændingsarbejdet.
Toyota sagde, at FPEG-motoren kan opnå 42% termisk effektivitet under kontinuerlig brug. I dagens verden kan kun de bedste, mest komplicerede og dyreste benzinmotorer opnå denne procentvise effekt og skal være under visse betingelser. Det bemærkelsesværdige er, at FPEG-motoren kun er 60 cm i længden og 20 cm i diameter. En sådan størrelse FPEG motor kan producere 13 hestekræfter output, så det har ikke betingelserne for at samle et stort stort køretøj, men det er nok at køre en miniature elbil. Og FPEG-motoren kan også arbejde sammen med andre systemer som kinetisk energiudvinningssystemer for at opnå bedre resultater.
Ikke kun benzin, næsten alle brændstoffer kan køre FPEG
Toyota sagde, at den faktiske produktionsplan for FPEG endnu ikke er blevet bestemt, men det indikerer også, at da FPEG ikke har nogen krumtapaksel og styres af luftfjedre, kan forbrændingsmotorens kompressionsforhold frit styres af luftens volumen forår, hvilket betyder FPEG. Ud over at bruge benzin som drivbrændstof, er brintbrændstof også en levedygtig mulighed. Efter at FPEG officielt kommer ind på bilmarkedet i fremtiden, vil udviklingen af Hybrid-modeller få flere muligheder, og det er uden tvivl en stor fortjeneste for forbrugerne.
