Toyota pracuje na revolučnom motore pre hybridy

Redakcia, 13.05.2014
Spaľovacie motory používané pri hybridnom pohone v kombinácii s elektromotorom sú dnes odvodené od agregátov, primárne určených pre pohon automobilov. Konštruktéri automobilky Toyota majú na vec iný pohľad.

Pri sériovom hybridnom pohone, ktorý využívajú automobily označované ako elektromobily s predĺženým dojazdom, má spaľovací motor jedinú úlohu, poháňať generátor dobíjajúci akumulátory. V tom prípade sa však jeho konštrukcia môže diametrálne líšiť od zaužívaných konvencií. Nevychodenou cestou sa vydali motorári firmy Toyota a dospeli k výsledku nazvanému Free Piston Engine Linear Generator (FPEG), teda lineárny motor–generátor s voľným pohybom piesta.

Charakteristickým znakom motora je, že nemá kľukový hriadeľ a dokonca ani ojnice, preto nevykonáva rotačný pohyb, iba posuvný. Odpadá tak kľukový mechanizmus, čo v prevádzke znamená menšiu hmotnosť a najmä menej trecích dvojíc a teda vyššiu mechanickú účinnosť. Úlohu zotrvačníka plní pneumatická pružina, vracajúca piest naspäť do hornej úvrate.

Motor je riešený ako dvojtaktný, s kombinovaným rozvodom, s kanálmi na plnenie valca ovládanými piestom a výfukovými ventilmi umiestnenými v hlave. Stratám paliva pri vyplachovaní valca bráni priame vstrekovanie. Podobnú konštrukciu využívajú i veľké lodné motory, dosahujúce absolútne najvyššie efektívne účinnosti zo všetkých spaľovacích motorov, takmer 60%. S ohľadom na stacionárnu prevádzku sa týmto hodnotám môže priblížiť i nový motor.

V časti nezasahujúcej do spaľovacieho priestoru je piest osadený magnetom, ktorý je na vonkajšej strane lemovaný závitmi cievky. Pohyb magnetu v poli cievky, analogický k rotácii rotora v tradičnom generátore, je zdrojom napätia na dobíjanie akumulátorov.

Nekonvenčná jednotka je menšia, ľahšia i účinnejšia ako tradičné riešenie. Testovací prototyp dosahuje z neuvedeného objemu elektrický výkon 10 kW, čo by v prípade použitia dvojice postačovalo pre elektromobil veľký ako Toyota Yaris, či Corolla.