尽管最近出现了可用的,有才华的电动汽车,但内燃机可能会持续相当长的一段时间,通常作为插电式混合动力和增程式电动汽车的一个组成部分。
接下来的责任在于提高燃烧功率,以便与日益增长的电动车辆协调工作 - 丰田的新型自由活塞发动机直线发电机(FPEG)可以成为一种解决方案。
线性引擎的想法并不新鲜 - 工程师和研究部门多年来一直在开发它们。
线性发动机避开了传统发动机的旋转曲轴,有利于单个腔室,其中活塞向前和向后移动。
燃烧大致相似,在活塞顶部的腔室中运行。在底部,充气室提供通常由连杆的曲轴驱动运动提供的返回运动。
曲轴的好处是,您的活塞的线性运动可以转换为更有用的旋转运动 - 在线性发电机中是不可能的。
相反,活塞前后运动的动能用于产生动力。
以前,这是空气弹簧的工作。在丰田的FPEG,写 绿色汽车国会, 这是下降到一个不寻常的W形活塞的运动的特殊室中。
“W”的中心位于燃烧室中,该燃烧室以两冲程循环工作。在排气阶段期间,燃烧的气体通过气缸盖中的端口被清除,同时新鲜空气通过气缸套中的端口进入。
同时,“W”的侧面具有磁性“移动器”,并且该腔室的壁包含定子线圈。当活塞上的永久磁铁通过线圈时,会产生电荷 - 而且你有线性电机。 您还可以看到FPEG的视频。
虽然这在概念上听起来很复杂,但它本身实际上非常紧凑,易于冷却,并且易于润滑。并且由于气弹簧腔具有压力调节阀,因此可以针对不同的操作参数改变返回“弹簧”的刚度。
这一切都很好,但它可以用于什么?
从本质上讲,它的紧凑尺寸使其成为适用于范围扩展电动汽车的发电机的理想选择。
丰田的测试单位只有10千瓦(13马力),但是它们中的一对可为Yaris或Corolla大小的车辆产生足够的电力,以75英里/小时的速度在高速公路上巡航。
如果这听起来不那么引人注目,那么考虑到早期的BMW i3评测员 在双缸发动机无法充分维持电池充电的情况下,难以在续航版本中保持安全的高速公路速度。
线性发电机可能引起振动问题; 但是,通过在水平对置布局中使用多个FPEG,这与任何其他内燃机相反。
丰田中央研发实验室公司在最近的底特律SAE 2014世界大会上介绍了这一概念。
它仍然是生产现实的一种方式,但它表明未来的增程型车辆可能不受传统活塞发动机的尺寸,重量和发电限制的限制。