美国科学家研发新款柴油发动机 可消除一半甚至全部的煤烟排放

据外媒报道，美国桑迪亚国家实验室构思并测试的一项创新发动机技术吸引了许多大型企业的注意，因为这种发动机可以低成本减少烟尘和氮氧化物排放，支持可再生能源的使用，并保持或提高性能。

桑迪亚国家实验室燃烧研究所的Charles Mueller开发了管道燃料喷射技术，该技术可以根据发动机的瞬时转速和功率水平对发动机中的燃料-空气混合物进行微调，并可以消除50%至100%的烟尘。穆勒表示，发动机制造商对这种管道燃油喷射发动机“非常感兴趣”，因为它不仅可以使用传统柴油，而且概念简单，可以用低成本材料制造。此外，现有的发动机也可以转换为管道燃料喷射发动机，这对于使用大型发动机的船舶或铁路机车等工具尤其重要，因为这种发动机的成本可能高达100万美元或更多，并且完全电气化的成本太高。改造现有发动机的成本相对较低，可以立即带来显著的排放效益。管道燃料喷射的想法源于本生燃烧器管道燃料喷射，这是穆勒根据本生燃烧器的灵感构思的。本生灯是一种非常常见的工具，几乎在所有高中的科学教室里都可以找到。穆勒说：“如果你拧开本生灯的灯管，点燃气体喷嘴，就会出现一团高大的黑橙色火焰；

如果你关掉煤气并重新点燃喷嘴，你会看到灯管末端有一个蓝色的短火焰，这意味着没有烟灰。“Mueller认为本生燃烧器的概念可能适用于内燃机，因此他和他的团队成员——实习生Christopher Nilsen博士后Drummond Biles和技术员Nathan Harry开始测试并制造了一个装有4到6个导管或管道的部件，这些导管或管道可以将燃料混合物从燃料喷嘴引导到点火点由传统柴油发动机燃料喷射器产生的混合气所含燃料是完全燃烧所需燃料的2至10倍。当在高温下有多余的燃料时，会产生大量的烟灰，并且配备管道几乎可以消除柴油燃烧中烟灰的产生，因为局部点火混合物含有较少的多余燃料。由于燃料燃烧的化学财产的物理限制，限制了常见发动机污染物的产生，一代又一代的发动机未能消除排放物中的烟尘。穆勒解释道，“煤烟是一种仅次于二氧化碳的能引起气候变化的化学物质，具有性，因此应尽可能减少排放。过去，煤烟和氮氧化物的排放一直无法平衡，也就是说，在减少煤烟排放时，氮氧化物排放会增加，反之亦然。”。“氮氧化物也是大气污染物，无法平衡这两种排放意味着，如果卡车不增加排气后处理系统，汽车和设备制造商就无法满足当前的排放限制法律。排气后处理体系类似于火花点火式发动机上的催化转化器，体积大，价格高。然而，如果这样的污染物可以完全消除，一切都可以改变。穆勒说，“现在我们已经消除了煤烟排放，不存在平衡煤烟和氮氧化物排放的问题。我们只需要增加稀释度，将一些发动机废气运回进气口，在不产生煤烟排放的情况下消除氮氧化物。这可以实现“一举两得”“污染物减排计划研究人员在实验中观察到，烟尘和氮氧化物的排放量都显著减少。使用管道燃料喷射发动机和可再生燃料可以降低卡车运输成本，几乎消除烟尘和氮氧化合物，并有可能打开可再生燃料的市场。穆勒说，”在管道燃料中使用传统燃料喷射发动机是非常有效的，但充氧燃料的使用更好，许多可再生和可持续的燃料都是充氧的。“使用含氧燃料的管道燃油喷射发动机可以减少排放，甚至实现更便宜的发动机系统，因为它们需要更少的排气后处理系统。对于现代卡车来说，在车辆的整个使用寿命中，后处理系统的历史成本和运行成本约为12000美元。考虑到此类车辆的数量及其经济影响重要的是，降低一些成本是件好事。这项技术为汽车和替代燃料市场带来了机遇。最近，福特和一家越野设备制造商与桑迪亚实验室签署了一项合作研发协议，以帮助推进这项技术。穆勒很高兴与工业合作伙伴合作，将实验室的突破转化为大规模生产的发动机。他说：“管道燃料喷射技术有望在未来实现高性能发动机，保留传统柴油发动机的所有优势，大幅减少排放，从而降低发动机系统的成本。此外，使用当前和新兴的可再生燃料，这种类型的发动机具有更好的性能

标签：福特优越现代

汽车资讯热门资讯