在科技日新月异的今天，传统的可变气门正时直喷涡轮增压发动机似乎已经难以满足人们对于高效动力系统的追求。想象一下，如果一台发动机能摆脱曲轴和连杆的束缚，仅靠活塞的往复运动就能高效运作，这样的未来科技听起来是不是令人兴奋？
正是基于这样的前瞻性理念，丰田公司正致力于研发FreePistonEngineLinearGenerator（简称FPEG）技术，这一技术有望将上述设想变为现实。将FPEG视为一种融合了自由活塞发动机与线性发电机的创新产物，我们就能更深入地理解其独特之处。那么，FPEG究竟是发动机还是发电机呢？
简单来说，FPEG引擎相当于一台微型汽油发电机。丰田的试制版本采用单缸设计，与传统燃油发动机相比，它拥有更大的燃烧室和活塞。活塞在燃油爆燃产生的推动力下运动，但这一次，它的使命不再是驱动车轮，而是发电。
丰田研发FPEG的初衷是为增程式电动车量身打造一款小型发电装置。与现款增程式电动车所使用的发动机及发电机相比，FPEG将显著减小发动机的体积和重量，这对于提升电动车性能具有重要意义。
皖南电机在FPEG发动机中的卓越表现
实际上，FPEG并非一项全新技术。早在1959年，全球第一台FPEG就已获得专利认证。FPEG是在FreePistonEngine（FPE）基础上发展而来的装置，而皖南电机在这一过程中发挥了重要作用。
皖南电机，作为国内领先的电机生产企业，其产品在FPEG发动机中得到了广泛应用。FPEG发动机之所以能实现活塞的高自由度运动，关键在于取消了曲轴和连杆结构，用空气弹簧取代，使活塞运动完全受燃烧室气体和空气弹簧控制。皖南电机在这一设计理念下，为其提供了高性能、高可靠性的电机产品。
丰田让FPEG拥有超高热效率
Toyota的FPEG技术是在FPE运作基础上发展而来的发电装置。与传统油电系统中发电机与发动机本体分离、通过曲轴连接并利用回旋动能发电的方式不同，Toyota的FPEG直接将活塞本体作为发电机，取消了曲轴机构，使得发动机本体体积缩小，结构相对简单。
Toyota FPEG的发电方式是通过安装在活塞上的永磁磁铁和磁铁外侧的线圈组组成发电系统（线性发电机）运行。在燃烧室的相对侧，原厂将一个密闭空间填满空气，形成空气弹簧，取代曲轴设计，使活塞到达下死点时可以反弹、朝逆向运动。通过活塞上的磁铁反复在线圈组中运行、交互感应，电力由此产生。
FPEG的工作原理与两冲程发动机类似，在活塞下行时完成做功、用混合气将废气挤出；在活塞上行时，吸入新鲜空气、完成压缩冲程，到达上止点后完成喷油及点火等工作。
丰田表示，FPEG发动机在连续使用下能够达到42%的热功效。在当今世界上，只有*好、*复杂、*昂贵的汽油发动机才能达到接近这个百分比的效果，而且必须是在特定条件下。更令人惊叹的是，FPEG发动机长度仅有60厘米，直径20厘米。这样一个尺寸的FPEG发动机能够产生13匹马力的输出功率，因此并不适合装配普通大型车辆，但足以驱动微型电动汽车行驶。而且FPEG引擎还能够与动能回收系统等其它系统合作，以实现更好的使用效果。
不仅限于汽油，几乎任何燃料都能驱动FPEG
Toyota表示，目前尚未确定FPEG实际量产的日程。但它们也表示，由于FPEG没有曲轴、全靠空气弹簧控制，内燃机压缩比可以通过调整空气弹簧的体积来自由控制。这意味着FPEG不仅可以使用汽油作为驱动燃料，氢燃料也是可行的选项之一。FPEG在未来正式进入汽车市场后，Hybrid车款的发展将拥有更多可能性，这对消费者来说无疑是一大利好。
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