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无曲柄又有何妨? 丰田研发FPEG

转载自:盖世汽车责任编辑:杨德礼[2017年08月30日]

据外媒报道,活塞式发动机的核心要素从未改变,迄今为止,其已沿用了134年。您的爱车可能采用可变气门正时(variable-valve-timing)、缸内直喷、涡轮动力装置等技术,然而这些却并非尖端技术。尽管现代的发动机复杂性较早前提升不少,但自美国总统格罗弗·克利夫上台后,其产品本质就从未发生过改变——活塞带动曲柄轴,最终实现为车轮提供驱动。

电动车是未来的发展方向,据美国科技新闻网站TheVerge报道,意大利特斯拉电动车用户组建的一个团队,进行了“超级里程”试验,他们驾驶一辆特斯拉Model S 100D车型,单次充电之后行驶了1078公里(即670英里),但用户们还需要增程版发动机,该类设备无需驱动车轮。为此,最简单的方案就是:为活塞式发动机搭配一款发电机,宝马的i3电动车就实现了这一点,其搭载了双缸增程器(two-cylinder range extender)。那么,为何不去利用活塞的往复运动来发电呢?原因是:这需要去除曲柄及大部分旋转部件(rotating parts)。

丰田研发自由活塞发动机线性发电机

丰田最近展示一款发动机原型机(prototype engine),该发动机就是如此设计的,丰田为其取名为自由活塞发动机线性发电机(Free Piston Engine Linear Generator,FPEG)。“自由”指的是活塞不再依附于曲轴,在动力冲程期间,将对活塞施加向下的作用力,当其通过气缸内的绕组时,将生产三相交流电。FPEG的运行如同双冲程发动机,新增了汽油机缸内直喷技术及电控阀,使其能像柴油机那样运行。此外,其采用压缩气体引燃燃油混合物(fuel mixture),而非火花塞。

丰田表示,该款发动机的机械结构简单,在连续使用的情况下,其热效能值(thermal-efficiency rating)为42%。目前,只有性能最佳、结构设计最复杂、价格最为昂贵的汽油发动机,其热能效值能接近该数值,前提是必须在特定环境条件下才能实现。更赞的是,双缸FPEG的性能十分均衡,其周长、长度分别为8英寸和2英尺,动力输出或将达到15 hp,在主驱动电池电量耗尽后,使其能够维持紧凑型电动车在高速路上的行驶,且该设计将成为未来的趋势。

 

李文龙盖世汽车


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