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无曲轴,无连杆,热效率42%:丰田引爆发动机新革命!

文章来源:金属加工 作者:【未知】 点击:次 时间:2017/6/20 9:52:34

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,热效率42%: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(以下简称FPEG),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。

FPEG发动机,取消曲轴机构让活塞运动更自由

其实FPEG并非一项新技术,因为早在1959年时,全球第一台FPEG即已取得专利认证,而FPEG则是根据FPE (Free Piston Engine) 的基础所延伸出来的装置。

那么,FPEG发动机是什么呢?顾名思义,我们可以知道这种发动机的活塞自由度较高,但是,它又是如何让活塞可以自由活动呢?原因就在于将曲轴以及连杆结构取消,并以一个空气弹簧 (Air Spring)取代,活塞运动全靠燃烧室的气体以及空气弹簧 (Air Spring) 控制,设计者可以自己决定空气的压力和体积,从而让整体设计趋于自由化。简单来说,即是活塞运行至下死点时,会遭遇到空气弹簧的阻挡而往回弹,活塞因而往上死点移动,到达上死点时,再藉由燃料燃烧爆炸产生的气体推力往下死点运行,周而复始。

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。

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