Toyota vyvíjí dvoutakt pro elektromobily. Kola pohánět nemůže

aktualizováno 
Japonská Toyota vyvíjí nový dvoutaktní spalovací motor, který bude sloužit pouze jako generátor elektrické energie. Mechanická z něj na kola převádět nejde. Motor by měl sloužit v elektromobilech s prodlouženým dojezdem pro přímou výrobu elektřiny na palubě auta.

Dvoutaktní motor Toyota jako lineární elektrický generátor s volným pístem | foto: Toyota Central R&D Labs.

Nový lineární motor toyoty je zatím na počátku vývoje, ale mohl by být jednoduchým řešením pro prodloužení dojezdu elektromobilů. U nich se spalovací motory jako generátory používají i dnes, jenže jejich konstrukce vycházejí z běžných automobilových nebo motocyklových motorů. A to znamená, že jsou zbytečně velké a ve své podstatě neefektivní.

Fotogalerie

Lineární generátor s volným pístem by měl dosahovat stabilní účinnosti přes 42 %, je malý a oproti stávajícím spalovacím motorům mnohem jednodušší a tudíž méně náročný na údržbu. Toyota má již postavený testovací prototyp jednoválcového generátoru s výkonem 10 kW. Dva takové kousky by měly podle všeho stačit k tomu, aby udržely auto velikosti Toyoty Yaris nebo Auris na dálnici v rychlosti 120 km/h.

Princip samotného generátoru je velmi jednoduchý – speciální píst má na svých stěnách magnety, stěna válce je pak tvořena cívkou. Posuvným pohybem magnetů v cívce vzniká elektrické napětí, je to jednoduchá aplikace zákona elektromagnetické indukce. Samotné provedení takového generátoru je však trochu složitější než pokus z hodin fyziky na základní škole. I tak je však sestava jednodušší než klasický spalovací motor, generátor nemá žádný mechanický výstup a tudíž odpadá celý systém přenosu posuvné energie pístu na kola automobilu. U Toyoty jen museli vymyslet celkovou chytrou konstrukci, která umožní generátoru snadné fungování.

Základem je speciální tvar pístu – u Toyoty jej popisují jako W, jenže na rozdíl od dvojitého vé má píst strany rovné, nikoli skloněné pod úhlem. Ti, kdo znají azbuku, si tak mohou píst představit spíš jako velké písmeno Š, ovšem se silnější prostřední „nohou“, zespodu navíc provrtanou. Vnější stěny tohoto tvaru jsou pokryty již zmiňovanými magnety. Dutý střed slouží k usazení pístu na samotný válec – je tu válcový vodící trn, na který píst pasuje. Sedlo pístu sevřené stěnami válce je tak užší než spodní část. Toho mimo jiné konstruktéři u Toyoty také využívají.

Aby se totiž mohl píst po spálení paliva vrátit do své původní polohy, slouží spodní část jako plynová pružina. Její tuhost tu reguluje tlakový ventil, což umožní měnit režimy funkce generátoru dle požadavku na dodávaný výkon a přitom zachovává maximální účinnost. U Toyoty zkoušeli i konstrukci se spalovacím prostorem na obou stranách, ovšem aktuálně zvolené řešení vzešlo ze simulací jako výhodnější.

Relativně velká vzdálenost spalovacího prostoru od vnějších stěn s magnety a cívkou je výhodná i z hlediska chlazení celého kompletu – magnetům a cívkám nehrozí přehřátí a tudíž snížení jejich účinnosti. Rovněž umístění vzduchové pružiny do prostoru s větším průřezem je výhodnější, stlačovaný plyn se tolik nezahřívá a není opět nutné příliš řešit chlazení. Větší péči z hlediska chlazení a mazání tak potřebuje jenom středový trn, po kterém se píst pohybuje a který zajišťuje ideální odstup vnějších stěn od cívky.

V simulacích zkoušeli inženýři Toyoty několik způsobů spalování samotného paliva ve válci. Probíhaly především simulace se vznětovým spalováním předpřipravené směsi (PCCI – jednodušší obdoba HCCI – vznětové spalování homogenní směsi) a simulace klasického zážehového dvoutaktního spalovacího cyklu. Právě dvoutaktní princip nakonec používá i zkušební prototyp. Vyplachovací porty jsou v hlavě válce s ventily, čerstvý vzduch proudí do válce po odkrytí portů v boční stěně válce, které píst odkryje v určité části své dráhy.

Při testech prozatím prototyp zvládl běžet čtyři hodiny bez jakýchkoli potíží s chlazením nebo mazáním. A tak, i když je vývoj celé jednotky zatím na počátku, zdá se být nadějným. V praxi by měl výsledný generátor používat přinejmenším dva takové válce, ideálně umístěné proti sobě – to by totiž znamenalo při správném načasování pracovních cyklů automatické vyrušení vibrací, které vratným pohybem pístu vznikají.


Vše o elektromobilech a nové éře automobilismu, světových trendech v této oblasti a měnící se legislativě. Prohlédněte si nejnovější modely elektromobilů a podívejte se, jak dopadly v testovacích jízdách redaktora Technetu, Václava Nývlta, který za volanty aut do zásuvky objevuje krásy i strasti elektromobility.

Napříč republikou na baterky. Bez nabíjení, courání a hlavně plynule

Hyundai Kona Electric

Rozumný člověk jede z Prahy do Ostravy vlakem, je to rychlé, pohodlné, levné. Jezdí tak i lidé z...

Čínská značka Aiways chce v Evropě pronajímat elektrická SUV

Autosalon Ženeva 2019

Čínská automobilka Aiways hodlá v příštím roce uvést na evropský trh sportovně-užitkový vůz s plně...

V závodech aut do zásuvky se osvědčil hybrid, elektroauta málem nedojela

Czech New Energies Rallye

Osmý ročník závodu Czech New Energies Rallye, kde nejde o rychlost, ale přesnost, přilákal desítky...

První mrtvý řidič tesly v Evropě. Záchranáři se pak báli elektromobilu

Záchranáři nemohli vytáhnout muže z Tesly, auto bylo pod proudem

VIDEO První smrtelná nehoda elektromobilu tesla v Evropě se stala v nizozemském městečku Baarn. Řidič byl...

Kobalt může nabourat velkolepé plány na elektrickou budoucnost aut

Potašový důl na těžbu kobaltu v americkém Utahu

Češi se seznámili za posledních několik týdnů dopodrobna s lithiem, tento kov ovšem není jediným,...

Dobíječky už jim nestačí. Energetické firmy se vrhají na prodej elektroaut

ČEZ aktuálně nabízí pět modelů elektromobilů od tří značek: Volkswagen (na...

Před pár lety se energetické firmy vrhly na stavbu dobíjecích stanic pro elektromobily či...

Češi jsou ochotní o provozu svého auta hodně „vyslepičit“

Ilustrační snímek

Přes šedesát procent Čechů připouští, že si koupí elektromobil. Úvahy se ale s realitou rozcházejí.

Cesta do Chorvatska 2019

Plánujete letos cestu do Chorvatska autem? Zmapovali jsme pro vás cestu přes Slovinsko i Maďarsko. Mapa a popis trasy, poplatky a ceny pohonných hmot na jednom místě.

Nejčtenější

Kritik elektromobilů se opřel do plug-in hybridů a čeká renesanci dieselů

Nabíječky elektromobilů sítě Ionity

Profesor Fritz Indra patří k největším kritikům elektromobility. Tvrdí, že Čína tahá Evropu za nos a předpovídá...

V Norsku už naslepo objednávají elektrické škodovky. Záloha je čtrnáct tisíc

Škoda Vision iV

V Norsku registrují pět tisíc rezervací za tři týdny na elektrické škodovky. Severská země je velmocí elektromobilů,...

Start-stop systém pomáhá výrobcům, řidiči uspoří jen velmi málo

Start-stop systém

Proč plýtvat palivem, když auto stojí? Přece stačí vypnout motor. Výrobci tuto technologii vyvíjejí už dlouho, ale s...

Hra o centimetry. Kamiony na pražské křižovatce lámou značky a semafory

Kamiony a autobusy mají potíže ve zúžení  na rozkopané křižovatce ulic Radlická...

Oprava tramvajové trati na pražském Smíchově od začátku prázdnin komplikuje dopravu. Dělníci se nově přesunuli na...

VW v Bratislavě propouští, je to varování pro slovenský autoland

Výroba Volkswagenu Touareg v bratislavské továrně koncernu VW

Slovenská ekonomika je plně závislá na autoprůmyslu. Téměř polovinu průmyslové produkce země tvoří výroba aut. Jejich...

Další z rubriky

Na koloběžce vás kolona nezdrží. Dvoukolový seat má i tempomat

Elektrokoloběžka SEAT KickScooter

Tradiční značky už s nabídkou obyčejných aut nevystačí. Moderní doba žádá poskytnout zákazníkům něco navíc, trendem je...

Na červenou se na přejezd nejezdí. Závory jdou v nouzi prorazit

Závory u přejezdu ve středočeském Pavlově ovládá...

Osobní auto má i s posádkou hmotnost obvykle od 1 500 kilogramů do dvou a půl tuny. Obyčejná malá lokálka má desetkrát...

Start-stop systém pomáhá výrobcům, řidiči uspoří jen velmi málo

Start-stop systém

Proč plýtvat palivem, když auto stojí? Přece stačí vypnout motor. Výrobci tuto technologii vyvíjejí už dlouho, ale s...

Najdete na iDNES.cz