Kuigi tundub, et sisepõlemismootorite päevad on loetud, on sõiduulatuse pikendajate osas oma sõna öelda ka praegustel sisepõlemismootoritel. Toyota esitleb meile oma uusimat uuendust, mis on alles väljatöötamisel.
Kui kõik teised kaubamärgid kasutavad tavapärastel sisepõlemismootoritel põhinevaid sõiduulatuse pikendajaid, siis Toyota otsustab astuda sammu kaugemale, olles konkurentidest ees oma hübriid- ja elektrisõidukite vahemiku pikendajate osas.Sellest Autopédia Rubrici artiklist leiate kõik üksikasjad selle Toyota mootori kohta, mida ei kasutata auto liigutamiseks, vaid ainult kütuse muundamiseks elektrivooluks.
Selle arhitektuuri teke
Võttes arvesse peaaegu kahe sajandi taguseid mehaanilisi põhimõtteid, ammutas Toyota inspiratsiooni otse vabakolbmootorist: Stirlingi mootorist. Kunagi aurumasina peamiseks konkurendiks olnud mootor võib tähelepanu keskpunkti naasta peaaegu 200 aastat pärast ilmumist.
Toyota idee pole aga autotööstuses absoluutselt uus ja selgitame, miks. 70ndatel ja vahetult pärast naftakriisi – mis autosektorit tugevalt raputas – leidsid paljud tootjad end äärmiselt surve all võtta kasutusele lahendusi, mis tarbivad vähem kütust.
MÄLETADA: 70ndate naftakriisi tõttu avas Portugal 1974. aasta autoralli MM-sarja
Just sel ajal, 1978. aastal, ilmus Stirlingi mootori üks parimaid kohandusi autotööstusele. 1977. aasta Opel Rekord 2100 diiselsedaan oli ideaalne katsejänes, et saada 1978. aasta Stirling P-40 mootor, mis töötati välja USA kosmoseagentuuri NASA ja GM (ülal pildil) enneolematus strateegilises partnerluses.
Stirlingi P-40 mootori eeliseks oli see, et see töötas nii bensiinil kui diislil või isegi alkoholil. See oleks 1908. aasta Ford Model T järel 2. paindlik kütusega auto ajaloos, mis võiks töötada bensiini, petrooleumi või aurustatud etanooliga.
1979. aastal oleks AMC (American Motors Corporation) kord kasutada Spiriti jaoks sama P-40 mootorit, kuid jõudlus ei veennud kunagi tarbijaid. Projekt, mis, kuigi mitte edukas, lõi pretsedendi maailma autotööstuses. Pilt allpool:
Tagasi tänasesse päeva: Toyota innovatsioon
Pärast kõiki neid aastaid läheb Toyota leiutis sammu võrra kaugemale. Võttes otseselt kasutusele NASA 2012. aastal välja töötatud kontseptsiooni radioisotoopide generaatorina, mis on spetsiaalselt loodud satelliitide toiteks ja mille kogukaal on vaid 20 kg, püüdis Toyota vabakolbmootorit uuesti leiutada autoakude lineaarse jõugeneraatorina.
Nagu NASA loodud kontseptsioonil, pole ka sellel vabakolbmootoril ühendusvarda ega väntvõlli genereeritud liikumise edastamiseks. Nagu piltidelt (allpool) näha, on meil sisepõlemismootori traditsiooniliste liikuvate osade asemel surugaasikamber, mis toimib vedruna, suunates kolvi uuele põlemistsüklile.
Toyota vabakolbmootor lineaargeneraatorina on W-kujuline, kus kolb paikneb W konfiguratsiooni keskel. See vabakolbmootor töötab peaaegu nagu 2-taktiline mootor. Heitgaasid väljutatakse silindripea ülaosas olevate ventiilide kaudu, samal ajal kui uue tsükli õhk siseneb külgmiste sisselaskekollektorite kaudu, mis on valmis kokkusurumiseks ja bensiini otsese sissepritsega ühinemiseks, et segu süüdata.
Pärast segu süttimisel tekkivat paisumist toimib põhjas olev gaasikamber vedruna, mis viib kolvi tagasi PMS-i (ülemine surnud keskpunkt).
Kuidas aga suudab Toyota vabakolbmootor lineaarse generaatorina elektrivoolu toota?
W-konfiguratsiooniga mootori välisküljel on neodüümist, rauast ja boorist koosnev magnet ning põlemiskambri ümber on vasktraadist koosnev mähis. Magnetite ja mähise vahelise pideva liikumise kaudu tekib elektrivool, mis suunatakse akusse.
Mõistet pisut demüstifitseerides ei ole neodüüm absoluutne uudsus. Seda on kasutatud pikka aega ja seda toodetakse isegi sünteetiliselt, kuigi neodüüm on olenevalt selle molekulaarsest nomenklatuurist üks haruldasemaid magnetilisi metalle maa peal. See 1982. aastal avastatud ühend on levinud üle maailma ja peaaegu kogu elektroonikatööstuses.
Seda tüüpi Toyota loodud mootor ei ole eriti võimas, tegelikult on selle kompaktne disain täielikult välja töötatud kasutegurit ja komplekti väikest kaalu silmas pidades ning toodetav võimsus on vaid 10 kW, umbes 13 hobujõudu. Kuid see toodab rohkem kui piisavalt energiat, nii et ainult 2 samaaegselt töötavat seadet suudavad toota piisavalt elektrivoolu, et Toyota Yaris või samaväärne auto saavutaks kiiruse 120 km/h maanteel.
Kuna tegemist on alles arendusjärgus projektiga, on Toyotal veel pikk tee käia, enne kui selle tehnoloogia müügile jõuab. Sest kui ühest küljest ei ole tootmiskulud võrdlusalused, on endiselt lahendamata tehnilisi probleeme, nagu hoolduskulud ja vibratsioon, mis on juba pannud Toyota kaaluma oma uue mootori kasutamist vastupidisel viisil, et leevendada edastatud müra ja vibratsioon.
Selle vabakolviga Toyota mootori omadusi saab ka vastavalt vajadusele muuta, kuna gaasikambris olevat rõhureguleerimisklappi saab reguleerida vastavalt “vedru” efekti jäikusele.
Jääge selle video juurde, kus näete seda Toyota loomingut: