Toyota experimenteert met krukasloze verbandingsmotor

Auteur: , 48 Reacties

Elektrische auto’s kunnen vooralsnog moeilijk zonder range extender. Toyota experimenteert volop en ziet toekomst in een verbrandingsmotor zonder krukas.

De krukasloze motor van Toyota

Het is en blijft behelpen: een extra motor die moet voorkomen dat je i3 zomaar stilvalt. De onderzoekers van Toyota ergerden zich hier kennelijk ook, aan want zij hopen met hun Free Piston Engine Linear Generator (FPEG) een zo klein mogelijke verbrandingsmotor te maken. Dat moet zeker bij kleine auto’s kostbare ruimte besparen.

De Japanners houden het ogenschijnlijk simpel. Ze verwijderen de krukas en hebben genoeg aan een zuiger die op en neer beweegt dankzij de verbranding en samengeperste lucht. Onder de zuiger zit een magneet die heen en weer gaat door een spoel en zo elektriciteit opwekt. Het systeem is niet bedoeld om de auto direct aan te drijven, maar zorgt ervoor dat de accu’s weer worden bijgeladen.

Toyota lijkt vergevorderd met de ontwikkeling van FPEG, maar het zal nog wel even duren voor we het systeem terugzien op de weg. De testversie van het systeem levert 13 pk per cilinder en zou in boxer-configuratie genoeg elektriciteit opwekken om een Toyota Yaris constant 120 kilometer per uur te laden rijden.



48 reacties

Om ze vervolgens na een jaar of drie allemaal terug te roepen.

Ot: mooi concept, ben benieuwd naar de werking op den duur.
@ivofga:
In aanvulling: “Om ze vervolgens na een jaar of drie allemaal terug te roepen, omdat het in 0,6% van de gevallen voor kan komen dat er een schroefje corrosie gaat vertonen wat in theorie zou kunnen leiden tot een iets toegenomen elektrische weerstand en daarmee verminderde efficiency van het systeem, hetgeen tot op dat moment nog niet concreet is voorgekomen…”.
Je hebt gelijk, je kunt ook wachten tot de eerste paar duizend mensen kostbare reparaties zelf hebben betaald, tot de zoveelste ontevreden klant daar achter komt en via de pers stennis gaat schoppen.
13pk per cilinder is nog niet echt indrukwekkend toch…?
@snodaard: Voor een conventioneel blok niet nee, maar als je op deze manier zeer efficiënt stroom kunt opwekken met een compact blokje, zal de pk/cilinder verhouden niet zo heel belangrijk zijn.
@motoragent:
compressieverhouding lijkt me beperkt me zo’n systeem dus denk niet dat het heel efficient gaat zijn…
@snodaard:
Ligt eraan wat de cilinderinhoud is. Als dat 100cc is, dan haalt deze motor 130pk/liter. Da’s dan weer aardig indrukwekkend voor een nieuw concept.
@Original_Arnoud: Tuurlijk. Je hebt helemaal gelijk.
@Original_Arnoud: het gaat meer om het benzineverbruik in combinatie met het vermogen.
@xiran: het heeft volgens mij meer te maken met het toerental, omdat het eigelijk een grote dynamo is. Daarom hoe meer toeren hoe meer energie. Brandstofverbruik is natuurlijk wel belangerijk. We hebben niks aan onzuinige rangeextenders.
@dmk94: Hij maakt geen toeren, gaat heen en weer. Het zou dus een kwestie worden van een stel buizen naast elkaar zetten en de output van elk naar een accu sturen. Hoeven ze niet eens gelijk te lopen.
@Original_Arnoud: In het artikel staat 13pk per cilinder. Dus 1 cilinder 13 pk, 2 cilinders 26 pk, 3 cilinders 39pk, enz. En dit lijkt weinig, echter deze pk’s worden gebruikt om de accu op te laden. De auto wordt ten alle tijden voortbewogen door de electromotor. Het aantal pk’s van deze electromotor is bepalend voor de mate van voortbewegen!
Hmmm, klinkt goed. We weten echter allemaal dat benzine/dieselmotoren op hun eind lopen. Dit soort generatortjes zijn niet meer dan een tussenstap, of je moet er biodiesel of iets dergelijks in kunnen gooien. Dan heeft dit nog wat toekomst
@deladude:

Eerder die ‘of iets dergelijks’ want biodiesel heeft geen toekomst.
@Hupke: ik roep maar wat, meende inderdaad ook ergens zoiets opgevangen te hebben. Maar je begrijpt mijn punt
Was Koenigsegg hier ook niet mee bezig?

een krukasloze motor?
@sirmustang: Neen, Koenigsegg is bezig met een nokkenas-loze-motor
@Fritskee: Ah, ik had het “as” gedeelte in ieder geval goed :P
@Fritskee: deze is toch ook nokkenas-loos??
@patab: Ja dat moet haast wel, je hebt natuurlijk ook geen krukas om ze aan te drijven.

Bij MotoGP gebruiken ze overigens ook luchtdruk voor de kleppen en F1 geloof ik ook hoewel ik dat niet met zekerheid durf te zeggen.
@reistje: Luchtdruk in de plaats van klepveren niet zonder nokkenas dus.
Om zo geen kleppenpuréé te hebben.
@patab: op het prentje helemaal rechts zie je twee appel-blauw-zeegroene cilindervormige dingen die aan de kleppen hangen. Dat zijn waarschijnlijk elektromagnetische kleplifters…
Is Koenigsegg hier niet al jaren mee bezig?
Is het nou een tweetakt?
@bashuan:
Daar lijkt het wel op idd, elke slag is een arbeidsslag. Maar dit werkt dan wel met een klep en directe inspuiting. Best een mooi principe zo.
@JvT: 2takt met 2 uitlaatkleppen en een inlaat spoelpoort.
Doordat er geen krukas is moet er ook geen smering in de benzine en is er zo ook minder vervuiling.
Wel zal de inlaatlucht onder druk door een compressor ofzo de verbrandingskamer in gestuurd worden.
@bashuan: Het is inderdaad een tweetakt. Maar dan wel met directe inspuiting, waardoor je geen brandstof weggooit. Ook heb je zo bij de zelfde cilinderinhoud als een viertakt twee keer zoveel vermogen.
Ik vraag me alleen af of de spoeling van de uitlaatgassen wel 100% is.
Elektrische klepbediening lijkt me niet echt probleemloos. Maar als je er voor zorgt dat tussen de maximale kleplichthoogte en het BDP genoeg ruimte zit heb je in ieder geval geen last van kromme kleppen als de elektronica faalt.
Wel een interessante techniek!
Ik zie niet hoe dit gesmeerd wordt, vraag me dus ook af hoe lang dit houdbaar is.
@norge: Net zoals een reguliere 2-tact ? En anders kunnen ze er voor de consument best een smeringsysteem aan toe voegen.
@dawwg: Lekker om zo’n tweetakt rookwolkje achter je boomknuffelaar te hebben hangen….Lijkt me dus niet.
@norge: Ajoh, dat een Outlader en een Ampera een grote aggregaat hebben zien ze ook over het hoofd dus dat het eigenlijk een 2-takt is maakt ook niet uit.
Met welke kracht gaat de cilinder terug dan zonder krukas ?
@bedirhan:
Veerkracht?
Ik roep ook maar wat hoor..
@tupperware: Yep, er is een Gas Spring Chamber.
Gasveer dus die de cilinder terugduwt.
@bedirhan: Can you feel the power of the force?
@bedirhan: magneet staat in het verhaal
@bedirhan:
Door het magnetisch veld opgewekt in de spoel.
@bedirhan: Hij word opgesteld in een boxerconfiguratie, dus ik neem aan dat in een productieversie een zuiger aan de andere kant de magneten gewoon terug duwt.

Waarom ze in godsnaam een 2takt gebruiken is me niet duidelijk. Zoals @Norge al zei is een boomknuffelaar met een slinkende blauwe wolk achter ook niet echt een optie :D

W8, het schiet me te binnen, als je een boxer hebt, dan moet elke slag wel een arbeidsslag zijn, want je hebt geen vliegwiel die de boel draaiende.. (er draait niks maar je weet wat ik bedoel) houd, dus dit principe kan enkel met een 2takt!
Tenzij… je de spoel verbind met een 2de motor, en de andere motor dan als krachtbron gebruikt voor de teruggaande slag!
Je hebt dus altijd minstens evenveel cilinders nodig dan slagen/arbeidsslag (Xtakt)

Het is een motor met tallose mogelijkheden! Ik zie er wel wat in!
Met wat goede vermogenelectronica moet dit zeker rendabel zijn.
& ze hebben de Prius, dus over vermogenelectronica, converters en omvormers hoef je ze maar weinig te leren :)
@vale46:

Nagel op de kop denk ik, wel vreemd om een lineaire generator te zien.
Ik zou iets verwachten dat ze gezien de traditie rond de 50Hz a 60Hz zouden willen gaan werken (ongeveer 3000rpm als er 1 spoel en 1 magneet in het spel is) maar dan zie ik eigenlijk wel wat problemen, een lineaire beweging van een magneet door een spoel geeft geen mooie sinus, dus er zullen harmonischen inzitten.
Verder vraag ik me ook af hoe het zit met de temperatuur…
@Hupke: Waarom zou je een mooie sinus nodig hebben? Het is toch maar om op te slaan in een Batterij! Of in elk geval zal het eerst gelijkstroom worden om vervolgens er wisselstroom van de gewenste frequentie van te maken.
Koeling moet wel te doen zijn, olie komt er niet meer aan te pas denk ik, dus een goede waterkoeling moet de job wel klaren denk ik. Een gewone generator/motor heeft ook een aardige bedrijfstemperatuur van 60-80° dacht ik, dus 100° moet wel te doen zijn!
Ik hoop dat het ze lukt om deze techniek rendabel te krijgen!
Door de magneet en de spoel er omheen heb je geen smering nodig en de samengeperste lucht zorgt ervoor dat de zuiger niet door de cilinderwand slaat. dit lijkt mij ongeveer het idee achter dit concept?. best slim denk ik.
En over hoeveel cilinders hebben we het 6-8-10-12?

Elektronische meuk
@rob5nismo: 2 is genoeg. Het ding staat alleen stationair te stampen om de accu op peil te houden; verder kun je er als chauffeur niets mee want hij levert geen aandrijfkracht.
Met een goed uitgelijnde 2-cilider boxermotor, moet deze haast trillingsvrij kunnen lopen.
Leuk concept.
@Hubert:

Laat die nog trillen zoals een gek, dit ding drijft niets aan, komen bij wijeze van spreken hoogstens 2 kabeltjes uit, die kan je trillingsvrij ophangen.
Een van de fimpjes die na het Toyota-filmpje verschijnen laat een soortgelijke hulpmotor van http://www.dlr.de zien, de Freikolbenlineargenerator (commercieel gezien niet de beste benaming). Twee cilinders tegen elkaar in, met instelbare compressie door de gasdruk in de verkamers te verhogen of verlagen, en dus geschikt voor alle mogelijke brandstoffen. Filmpje dateert uit 2013 dus er wordt nog aan gewerkt. Maar het principe is kennelijk al langer bekend.
@oxymoron: Op YouTube is het filmpje hier te vinden: http://www.youtube.com/watch?v=sDqmXgIFIkg‎
Aanvulling: Het Duitse lucht- en ruimtevaartlab gaat uit van een holle cilinder waar in het midden twee zuigers tegen elkaar moeten knallen em een verbrandingsruimte te vormen. Toyota lost dat op door uit te gaan van een bestaande cilinderkop met kleppen en bougie. Als je geen draaiende beweging meer nodig hebt om rechtstreeks wielen aan te drijven is dat inderdaad een logische stap.

Geef een reactie:

Je moet ingelogd zijn om reacties te posten, registreren kan HIER (ook via Facebook).