Nessun albero motore, nessuna biella? Toyota ha fatto esplodere la nuova rivoluzione nel motore!
Lo sapevate che il vostro motore turbo a iniezione diretta con fasatura variabile non è aggiornato! E non ci sono alberi a gomito e bielle che possono essere azionate direttamente dal moto alternativo del pistone!
FreePiston EngineLinearGenerator (in seguito denominato FPEG), un generatore lineare di motori a pistone libero sviluppato da Toyota, dovrebbe fare in modo che tutto ciò accada. Pensalo come un motore a pistone libero + un generatore lineare. È il motore o il generatore?
In poche parole, il motore FPEG è come un generatore di benzina. Allo stato attuale, la versione di prova di Toyota utilizza un design monocilindrico, che ha una camera di combustione e un pistone più grandi di un motore a benzina convenzionale. Il pistone si muove avanti e indietro sotto la forza motrice generata dalla detonazione del carburante, ma questa volta il suo compito non è quello di fornire alla ruota. Potere, ma generazione di energia.
Toyota ha sviluppato FPEG per progettare un piccolo dispositivo per il veicolo elettrico a lungo raggio. Rispetto ai motori e ai generatori utilizzati negli attuali veicoli elettrici a lungo raggio, FPEG ridurrà notevolmente le dimensioni e il peso del motore.
Motore FPEG, annullare il meccanismo a manovella per rendere più libero il movimento del pistone
In effetti, FPEG non è una nuova tecnologia, perché già nel 1959 il primo FPEG al mondo ha ottenuto la certificazione di brevetto e FPEG è basato sulla base di FPE (FreePistonEngine).
Quindi, qual è il motore FPEG? Come suggerisce il nome, possiamo sapere che il pistone di questo motore ha un più alto grado di libertà, ma come fa a permettere al pistone di muoversi liberamente? La ragione è di cancellare l'albero motore e la struttura della biella, e invece delle molle ad aria (AirSpring), il movimento del pistone è controllato dal gas nella camera di combustione e dal controllo della molla pneumatica (AirSpring), il progettista può determinare la pressione e volume dell'aria, in modo che il design generale tende a essere liberalizzato. Per dirla semplicemente, quando il pistone raggiunge il punto morto inferiore, incontrerà il blocco della molla pneumatica e il rimbalzo, e il pistone si sposterà verso il punto morto superiore. Quando raggiunge il punto morto superiore, verrà generata la spinta del gas generata dall'esplosione della combustione del carburante. Corri verso il fondo dei morti e ricomincia.
La più grande differenza tra un veicolo elettrico a lungo raggio e un veicolo elettrico ibrido è che il motore a benzina carica solo la batteria e non partecipa direttamente alla guida del veicolo. Il primo veicolo elettrico al mondo a lungo raggio, il Chevrolet Volt (VOLT), è stato retrofittato solo sul tradizionale motore a benzina da 1,4 litri.
Toyota offre ad FPEG un'eccellente efficienza termica
La tecnologia FPEG di Toyota è un'unità di generazione di energia basata sul funzionamento di FPE. Sotto il tradizionale sistema olio-elettrico, il generatore è separato dal corpo del motore, e il generatore è collegato all'albero motore del motore e utilizza la sua energia gyrokinetic per generare elettricità. Tuttavia, l'FPEG della Toyota è diverso. Poiché FPEG non ha albero motore, il corpo del pistone diventa un generatore. E poiché non vi è alcun dispositivo meccanico per l'albero motore, il volume del corpo motore viene così ridotto e la costruzione è relativamente semplice.
Il metodo di generazione dell'energia Toyota FPEG è azionato da un magnete permanente (PermanentMagnet) montato sul pistone e da un generatore di bobine (bobina) all'esterno del magnete. Sul lato opposto della camera di combustione, la fabbrica originale riempie uno spazio ristretto di aria per trasformarla in una molla pneumatica. Questo dispositivo può sostituire il design dell'albero motore, consentendo al pistone di rimbalzare e spostarsi all'indietro quando raggiunge il punto morto inferiore. I magneti vengono azionati ripetutamente nel gruppo bobina e interagiscono tra loro e viene generata elettricità.
Il principio di funzionamento di FPEG è lo stesso di quello del motore a due tempi. Quando il pistone scende, il lavoro è completato e il gas di scarico viene utilizzato per estrudere il gas di scarico. Quando il pistone è in salita, l'aria fresca viene aspirata nella parte inferiore del pistone e la corsa di compressione è completata e viene raggiunto il punto morto superiore. Completa il lavoro di iniezione e accensione.
Toyota ha detto che il motore FPEG può raggiungere il 42% di efficienza termica in uso continuo. Nel mondo di oggi, solo i motori a benzina migliori, più complicati e più costosi possono ottenere questo effetto percentuale e devono essere in determinate condizioni. La cosa più notevole è che il motore FPEG ha una lunghezza di soli 60 cm e un diametro di 20 cm. Un motore FPEG di queste dimensioni può produrre 13 cavalli di potenza, quindi non ha le condizioni per assemblare un veicolo di grandi dimensioni, ma è sufficiente per guidare un'auto elettrica in miniatura. E il motore FPEG può anche funzionare con altri sistemi come i sistemi di recupero dell'energia cinetica per ottenere risultati migliori.
Non solo benzina, quasi tutti i carburanti possono guidare il FPEG
La Toyota ha dichiarato che il programma di produzione attuale di FPEG non è stato ancora determinato, ma indica anche che, poiché FPEG non ha albero motore ed è controllato da molle pneumatiche, il rapporto di compressione del motore a combustione interna può essere controllato liberamente dal volume dell'aria primavera, che significa FPEG. Oltre a utilizzare la benzina come carburante per la guida, l'idrogeno è anche un'opzione praticabile. Dopo che il FPEG sarà entrato ufficialmente nel mercato automobilistico in futuro, lo sviluppo dei modelli ibridi avrà più possibilità, e questo è senza dubbio un grande profitto per i consumatori.
