¿Sin cigüeñal, sin biela? Toyota detonó la nueva revolución en el motor!

- Jan 31, 2019-

¿Sin cigüeñal, sin biela? ¡Toyota detonó la nueva revolución en el motor!

¿Sabía que el motor turboalimentado de inyección directa de distribución variable de válvulas está obsoleto? ¡Y no hay cigüeñales ni bielas que puedan accionarse directamente mediante el movimiento alternativo del pistón!

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Se espera que FreePiston EngineLinearGenerator (en adelante denominado FPEG), un generador lineal de motor de pistón libre que está desarrollando Toyota, haga que todo esto suceda. Piense en ello como un motor de pistón libre + un generador lineal. ¿Es el motor o el generador?

En pocas palabras, el motor FPEG es como un generador de gasolina. En la actualidad, la versión de prueba de Toyota utiliza un diseño de un solo cilindro, que tiene una cámara de combustión y un pistón más grandes que un motor de combustible convencional. El pistón se mueve hacia adelante y hacia atrás bajo la fuerza motriz generada por la detonación del combustible, pero esta vez su tarea no es salir a la rueda. Potencia, pero generación de energía.

Toyota desarrolló FPEG para diseñar un dispositivo pequeño para el vehículo eléctrico de rango extendido. En comparación con los motores y generadores utilizados en los actuales vehículos eléctricos de rango extendido, FPEG reducirá en gran medida el tamaño y el peso del motor.

Motor FPEG, cancele el mecanismo de la manivela para hacer que el movimiento del pistón sea más libre

De hecho, la FPEG no es una tecnología nueva, ya que desde 1959, la primera FPEG del mundo obtuvo una certificación de patente, y la FPEG se basa en la base de FPE (FreePistonEngine).


Entonces, ¿qué es el motor FPEG? Como su nombre lo indica, podemos saber que el pistón de este motor tiene un mayor grado de libertad, pero ¿cómo permite que el pistón se mueva libremente? El motivo es cancelar el cigüeñal y la estructura de la biela, y en lugar de los resortes neumáticos (AirSpring), el movimiento del pistón está controlado por el gas en la cámara de combustión y el control del resorte neumático (AirSpring), el diseñador puede determinar la presión y Volumen del aire, por lo que el diseño general tiende a liberalizarse. En pocas palabras, cuando el pistón se desplaza hacia el punto muerto inferior, se encontrará con el bloqueo del resorte de aire y el rebote, y el pistón se moverá al punto muerto superior. Cuando alcance el punto muerto superior, se generará el empuje del gas generado por la explosión de la combustión del combustible. Corre al fondo de los muertos y comienza de nuevo.

La mayor diferencia entre un vehículo eléctrico de autonomía extendida y un vehículo eléctrico híbrido es que el motor de gasolina solo carga la batería y no participa directamente en la conducción del vehículo. El primer vehículo eléctrico de rango extendido del mundo, el Chevrolet Volt (VOLT), solo se adaptó al tradicional motor de gasolina de 1.4 litros.

Toyota le da a FPEG una eficiencia termal súper alta

La tecnología FPEG de Toyota es una unidad de generación de energía basada en la operación de FPE. Bajo el sistema tradicional de aceite y electricidad, el generador está separado del cuerpo del motor, y el generador está conectado al cigüeñal del motor y utiliza su energía girocinética para generar electricidad. Sin embargo, el FPEG de Toyota es diferente. Como FPEG no tiene cigüeñal, el cuerpo del pistón se convierte en un generador. Y debido a que no hay un dispositivo de mecanismo para el cigüeñal, el volumen del cuerpo del motor se reduce, y la construcción es relativamente simple.


El método de generación de energía de Toyota FPEG es operado por un imán permanente (PermanentMagnet) montado en el pistón y un generador de bobina (Coil) fuera del imán. En el lado opuesto de la cámara de combustión, la fábrica original llena un espacio confinado con aire para convertirlo en un resorte de aire. Este dispositivo puede reemplazar el diseño del cigüeñal, permitiendo que el pistón rebote y se mueva hacia atrás cuando alcanza el punto muerto inferior. Los imanes se operan repetidamente en el grupo de bobinas y se interactúan entre sí, y se genera electricidad.

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El principio de funcionamiento de FPEG es el mismo que el del motor de dos tiempos. Cuando el pistón desciende, el trabajo se completa y el gas de escape se utiliza para extruir el gas de escape. Cuando el pistón está ascendiendo, el aire fresco es aspirado en la parte inferior del pistón, se completa la carrera de compresión y se alcanza el punto muerto superior. Completar el trabajo de inyección y encendido.

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Toyota dijo que el motor FPEG puede alcanzar un 42% de eficiencia térmica en uso continuo. En el mundo actual, solo los mejores, más complicados y más costosos motores de gasolina pueden lograr este efecto porcentual, y deben estar bajo ciertas condiciones. Lo que es más notable es que el motor FPEG tiene solo 60 cm de longitud y 20 cm de diámetro. Un motor FPEG de este tamaño puede producir una salida de 13 caballos de fuerza, por lo que no tiene las condiciones para ensamblar un vehículo grande y grande, pero es suficiente para conducir un automóvil eléctrico en miniatura. Y el motor FPEG también puede funcionar con otros sistemas como los sistemas de recuperación de energía cinética para lograr mejores resultados.


No solo gasolina, casi cualquier combustible puede impulsar FPEG

Toyota dijo que el programa de producción real de FPEG aún no se ha determinado, pero también indica que dado que FPEG no tiene cigüeñal y está controlado por resortes neumáticos, la relación de compresión del motor de combustión interna se puede controlar libremente por el volumen del aire Primavera, lo que significa FPEG. Además de usar la gasolina como combustible para la conducción, el combustible de hidrógeno también es una opción viable. Después de que FPEG ingrese oficialmente al mercado automotriz en el futuro, el desarrollo de modelos híbridos tendrá más posibilidades, y esto es, sin duda, un gran beneficio para los consumidores.


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