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Toyota está trabajando en un motor lineal con pistón libre como generador para vehículos eléctricos

Toyota está trabajando en un motor lineal con pistón libre como generador para vehículos eléctricos
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El centro de investigación y desarrollo de Toyota ha avanzado bastante en lo que considera sería un generador de energía eléctrica de alta eficiencia, gran flexibilidad de combustible y de constitución compacta, para alimentar vehículos de propulsión eléctrica a una velocidad mantenida de 120 km/h.

Este nuevo generador de pistón libre, al que denominan FPELG (Free Piston Engine Linear Generators), consta de una cámara de combustión de dos tiempos, un generador de corriente lineal y una cámara de resorte de gas. La unidad recientemente presentada por Toyota en el Congreso Mundial SAE 2014 de Detroit era capaz de proporcionar 10 kW, por lo que tan solo dos unidades de estas serían suficientes para alimentar la mayor parte de los vehículos eléctricos existentes hoy en día.

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En comparación con los generadores actuales existentes, en los cuales el motor de combustión está separado por un carter del propio generador de corriente, se reduciría el tamaño y la complejidad al convertirse, en este caso, el propio pistón en el generador. El pistón alberga en una de sus secciones un material magnético que interactúa con bobinas que se encuentran en las paredes de la cámara de combustión para generar electricidad.

En el otro extremo de la cámara de combustión se encuentra una cámara sellada rellena de gas que actúa como resorte para que el pistón complete el ciclo, sin la necesidad del movimiento de rotación que ejerce el cigüeñal sobre las bielas, como es el caso típico de un motor de combustión.

Este motor ha sido diseñado para que funcione en un ciclo de dos tiempos, con la válvula de escape en la parte inferior de su recorrido y la válvula de admisión en la parte superior, justo al lado de donde se encontraría la bujía. No cabe duda que la función de la cámara de gas que actúa como resorte del pistón también podría ser efectuada por otra cámara de combustión opuesta a la primera, aunque esta opción ha sido descartada por Toyota por ofrecer la otra mayores ventajas.

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La cámara de gas proporciona al conjunto una mayor capacidad de enfriamiento, o de menor calentamiento, que la de dos cámaras de combustión opuestas. Además la lubricación es más fácil al existir la cámara de gas y los imanes permanentes se pueden instalar así más alejados de la cámara de combustión, con lo que existe menos riesgo de que se desmagneticen por efecto del calor.

Uno de los inconvenientes que tuvieron que solventar los investigadores a la hora del diseño de este motor fue la ausencia de mecanismos que indicaran la posición del pistón para coordinar sus movimientos con los de las válvulas de admisión y escape, sistema de encendido e inyección de combustible. Para ello se sirvieron de múltiples ranuras grabadas en la superficie lateral del pistón y sensores instalados en la pared interior fija del bloque del cilindro. Para comprender como funciona nada mejor que el siguiente vídeo:

Vía | Fox News Vídeo | YouTube En Motorpasión Futuro | Más frío para mejorar el rendimiento y la eficiencia de los motores de combustión: hasta el 70%

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