時(shí)間:2018-12-28 13:44:28來源:工程客
你知道嗎?你的可變氣門正時(shí)直噴渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)過時(shí)了!而且沒有曲軸和連桿,通過活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)就可以直接運(yùn)轉(zhuǎn)!
豐田正在研發(fā)的一款自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)線性發(fā)電機(jī)FreePistonEngineLinearGenerator(以下簡稱FPEG),有望將這一切都變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。可以把它看成自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)+線性發(fā)電機(jī)會(huì)好理解一些。那到底是發(fā)動(dòng)機(jī)還是發(fā)電機(jī)?
簡單來說,F(xiàn)PEG引擎就像是一臺(tái)汽油發(fā)電機(jī)。目前,豐田的試做版本采用單缸設(shè)計(jì),相比傳統(tǒng)燃油發(fā)動(dòng)機(jī)擁有更大的燃燒室和活塞,活塞在燃油爆燃所產(chǎn)生的推動(dòng)力下來回運(yùn)動(dòng),但這次它的任務(wù)并非是向車輪輸出動(dòng)力,而是發(fā)電。
豐田研發(fā)FPEG就是旨在為增程式電動(dòng)車量身定做一款小型裝置。相比現(xiàn)款增程式電動(dòng)車使用的發(fā)動(dòng)機(jī)及發(fā)電機(jī),F(xiàn)PEG將大大減小發(fā)動(dòng)機(jī)的體積以及重量。
FPEG發(fā)動(dòng)機(jī),取消曲軸機(jī)構(gòu)讓活塞運(yùn)動(dòng)更自由
其實(shí)FPEG并非一項(xiàng)新技術(shù),因?yàn)樵缭?959年時(shí),全球第一臺(tái)FPEG即已取得專利認(rèn)證,而FPEG則是根據(jù)FPE(FreePistonEngine)的基礎(chǔ)所延伸出來的裝置。
那么,F(xiàn)PEG發(fā)動(dòng)機(jī)是什么呢?顧名思義,我們可以知道這種發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞自由度較高,但是,它又是如何讓活塞可以自由活動(dòng)呢?原因就在于將曲軸以及連桿結(jié)構(gòu)取消,并以一個(gè)空氣彈簧(AirSpring)取代,活塞運(yùn)動(dòng)全靠燃燒室的氣體以及空氣彈簧(AirSpring)控制,設(shè)計(jì)者可以自己決定空氣的壓力和體積,從而讓整體設(shè)計(jì)趨于自由化。簡單來說,即是活塞運(yùn)行至下死點(diǎn)時(shí),會(huì)遭遇到空氣彈簧的阻擋而往回彈,活塞因而往上死點(diǎn)移動(dòng),到達(dá)上死點(diǎn)時(shí),再藉由燃料燃燒爆炸產(chǎn)生的氣體推力往下死點(diǎn)運(yùn)行,周而復(fù)始。
增程式電動(dòng)車與油電混合動(dòng)力汽車最大的區(qū)別就是,汽油發(fā)動(dòng)機(jī)只為電池充電,而不直接參與驅(qū)動(dòng)車輛。全球首臺(tái)增程式電動(dòng)車雪佛蘭沃藍(lán)達(dá)(VOLT)僅僅是根據(jù)傳統(tǒng)的1.4L汽油發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了改造。
豐田讓FPEG擁有超高熱效率
Toyota的FPEG技術(shù),即是建立在FPE的運(yùn)作基礎(chǔ)下所延伸出的發(fā)電裝置。傳統(tǒng)油電系統(tǒng)下,發(fā)電機(jī)是與發(fā)動(dòng)機(jī)本體分離,發(fā)電機(jī)與引擎曲軸連接、并利用其回旋動(dòng)能而發(fā)電;但Toyota的FPEG則不同,由于FPEG沒有曲軸,所以活塞本體就成為了發(fā)電機(jī),且因?yàn)闆]有曲軸的機(jī)構(gòu)裝置,引擎本體的體積因而縮小,構(gòu)造也相對(duì)簡單許多。
而ToyotaFPEG的發(fā)電方式,則是透過安裝在活塞上的永磁磁鐵(PermanentMagnet),以及磁鐵外側(cè)的線圈組(Coil)組成之發(fā)電系統(tǒng)(LinearGenerator)運(yùn)行。在燃燒室的相對(duì)側(cè),原廠將一個(gè)密閉空間填滿空氣,使其成為空氣彈簧,而這個(gè)裝置可以取代曲軸設(shè)計(jì),讓活塞到達(dá)下死點(diǎn)時(shí)可以反彈、朝逆向運(yùn)動(dòng),而透過活塞上的磁鐵反復(fù)在線圈組運(yùn)行、交互感應(yīng),電力即由此而生。
FPEG的工作原理與兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理相同,在活塞下行時(shí),完成做功、并用混合氣將廢氣擠出,在活塞上行時(shí),在活塞下部吸入新鮮空氣、并且完成壓縮沖程,到達(dá)上止點(diǎn)后完成噴油及點(diǎn)火等工作。
豐田表示,F(xiàn)PEG發(fā)動(dòng)機(jī)在連續(xù)使用下能夠達(dá)到42%的熱功效。而在當(dāng)今世界上,只有最好、最復(fù)雜、最昂貴的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)才能達(dá)到接近這個(gè)百分比的效果,而且必須是在特定的條件之下。更了不起的是FPEG發(fā)動(dòng)機(jī)長度僅有60厘米,直徑也不過20厘米。這樣一個(gè)尺寸的FPEG發(fā)動(dòng)機(jī)能夠產(chǎn)生13匹馬力的輸出功率,因此并不具備裝配普通大型車輛的條件,但足以驅(qū)動(dòng)微型電動(dòng)汽車行駛。而且FPEG引擎還能夠與動(dòng)能回收系統(tǒng)等其它系統(tǒng)進(jìn)行合作來達(dá)到更好的使用效果。
不只汽油,幾乎任何燃料都能驅(qū)動(dòng)FPEG
Toyota表示,目前尚未確定FPEG實(shí)際量產(chǎn)的日程,但其也表示,由于FPEG沒有曲軸、全靠空氣彈簧控制,所以內(nèi)燃機(jī)壓縮比可藉由空氣彈簧的體積進(jìn)而自由控制,這也意謂著FPEG除了可使用汽油當(dāng)作驅(qū)動(dòng)燃料,氫燃料也是可行的選項(xiàng)之一。FPEG在未來正式進(jìn)入汽車市場(chǎng)后,Hybrid車款的發(fā)展將擁有更多可能性,而這對(duì)消費(fèi)者來說,無疑是一大利多。
聲明:本文為轉(zhuǎn)載類文章,如涉及版權(quán)問題,請(qǐng)及時(shí)聯(lián)系我們刪除(QQ:2737591964),不便之處,敬請(qǐng)諒解!
標(biāo)簽:
中國傳動(dòng)網(wǎng)版權(quán)與免責(zé)聲明:凡本網(wǎng)注明[來源:中國傳動(dòng)網(wǎng)]的所有文字、圖片、音視和視頻文件,版權(quán)均為中國傳動(dòng)網(wǎng)(www.wangxinlc.cn)獨(dú)家所有。如需轉(zhuǎn)載請(qǐng)與0755-82949061聯(lián)系。任何媒體、網(wǎng)站或個(gè)人轉(zhuǎn)載使用時(shí)須注明來源“中國傳動(dòng)網(wǎng)”,違反者本網(wǎng)將追究其法律責(zé)任。
本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明其他來源的稿件,均來自互聯(lián)網(wǎng)或業(yè)內(nèi)投稿人士,版權(quán)屬于原版權(quán)人。轉(zhuǎn)載請(qǐng)保留稿件來源及作者,禁止擅自篡改,違者自負(fù)版權(quán)法律責(zé)任。
產(chǎn)品新聞
更多>2025-04-30
性能躍升20%!維宏NK300CX Plus數(shù)控系統(tǒng)...
2025-04-11
rpi-image-gen:樹莓派軟件鏡像構(gòu)建的終...
2025-04-08
【產(chǎn)品解讀】全面提升精密制造檢測(cè)節(jié)拍...
2025-03-31
激光閃耀 智慧引領(lǐng) | WISE MASER 黑武士...
2025-03-20