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无曲轴,无连杆?丰田引爆发动机新革命!

导语
你造吗?你的可变气门正时直喷涡轮增压发动机已经过时了!

 

你造吗?你的可变气门正时直喷涡轮增压发动机已经过时了!如果我告诉你,以后的发动机用不着曲轴和连杆了,而且通过活塞的往复运动就可以直接发电,你会不会觉得这是天方夜谭?但是丰田正在研发的一款自由活塞发动机线性发电机(Free Piston Engine Linear Generator),有望将这一切都变为现实。

无曲轴,无连杆?丰田引爆发动机新革命!

可能一看到自由活塞发动机线性发电机这么长的名字有点晕(下文以FPEG简称),把它拆成自由活塞发动机+线性发电机会好理解一些。那到底是发动机还是发电机?我们暂且把它算为可以发电的发动机好了。

发动机加发电机,那相信大家已经猜到了这一定跟混合动力有关。没错,丰田研发FPEG就是旨在为增程式电动车量身定做一款小型装置。相比现款增程式电动车使用的发动机及发电机,FPEG将大大减小发动机的体积以及重量。

增程式电动车与油电混合动力汽车最大的区别就是,汽油发动机只为电池充电,而不直接参与驱动车辆。全球首台增程式电动车雪佛兰沃蓝达(VOLT)仅仅是根据传统的1.4L汽油发动机进行了改造。

FPEG与传统发动机最大的两点不同就是,没有了曲轴和连杆的设计,活塞的回弹装置由空气弹簧取代;另外在气缸中直接加入了发电装置。工作原理与两冲程发动机工作原理相同,在活塞上行时,完成压缩、喷油以及点火;在活塞下行时,则完成了做功以及换气的工作。

FPEG的工作原理与两冲程发动机工作原理相同,在活塞下行时,完成做功、并用混合气将废气挤出,在活塞上行时,在活塞下部吸入新鲜空气、并且完成压缩冲程,到达上止点后完成喷油及点火等工作。

丰田表示,FPEG发动机在连续使用下能够达到42%的热功效。而在当今世界上,只有最好、最复杂、最昂贵的汽油发动机才能达到接近这个百分比的效果,而且必须是在特定的条件之下。更了不起的是,一个两缸的FPEG发动机天生就是平衡的,而且其长度仅有60厘米,直径也不过20厘米。这样一个尺寸的FPEG发动机能够产生15匹马力的输出功率,足以驱动一台电池耗尽的紧凑型电动汽车高速行驶。这就是未来!

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