麻省理工学院提出汽油酒精发动机用于混合动力长途卡车

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在SAE世界大会上，麻省理工学院的一个研究小组提交了一篇论文。本文提出了一种柔性燃料汽油酒精发动机在长途8级卡车混合动力系统中的应用。

通过采用这种方法，发动机的效率将与柴油发动机的效率相当（甚至更高），同时氮氧化物排放量也比目前最清洁的柴油发动机车辆低约90%。它使用乙醇或甲醇来提高其抗爆性。发动机可以在相对较短的时间内部署，或者可以在高速和/或注水的情况下运行，在低浓度混合物（如E10）的基础上使用非常少量的酒精（或可能不使用酒精）运行。可以在更长的时间内进一步减少氮氧化物（通过使用更高水平的EGR）并提高效率（通过使用酒精来提高热回收）。与柴油动力汽车相比，汽油动力汽车产生的氮氧化物（NOx）污染仅为其十分之一，而氮氧化物是空气污染的主要成分。如果使用从农业垃圾或城市垃圾等可再生资源中提取的纯甲醇或乙醇，温室气体的净排放量甚至可能为零。

研究人员表示，尽管最终目标是用电池为卡车提供完全的动力，但这种灵活的燃料混合动力车可以通过克服对有限里程、成本或对重型电池需求的担忧，为此类卡车尽快进入市场提供一种途径。这一新概念是由麻省理工学院能源项目和等离子体聚变与科学中心的研究科学家丹尼尔·科恩和首席研究工程师莱斯利·布隆伯格开发的。多年来，他们一直致力于为汽车和卡车制造更清洁、更高效的发动机，并对火花点火（与柴油发动机中使用的压缩点火不同）特别感兴趣，因为它本质上更清洁。

Cohen和Bloomberg表示，通过使用灵活的燃料配置，它可以使用汽油、乙醇、甲醇或这些燃料的组合，这有可能比纯汽油发动机排放更少的温室气体，而且燃料灵活性的增量成本非常小。

科恩表示，就足够续航里程所需的电池成本和重量而言，全电动重型卡车将非常具有挑战性。他们估计，要达到传统柴油卡车的预期续航里程，需要10至15吨电池，这是此类卡车有效载荷的重要组成部分。他们认为，在这些车辆上使用电力的方法是使用插电式混合动力汽车。

他们提出的混合动力发动机是两位研究人员多年来一直在研究的版本。他们正在开发一种高效灵活的汽油发动机，它重量更轻，燃油效率更高，产生的空气污染是当今最好的柴油动力汽车的十分之一。

Cohen和Bloomberg详细分析了开发这种发动机所需的工程和经济条件，以满足现有卡车运营商的需求。他们发现，为了与柴油的效率相匹配，可以使用酒精和汽油的混合物，甚至纯酒精，这种酒精可以从可再生资源中加工。一系列理想发动机特性的详细计算机建模，结合人工智能系统的筛选结果，已经产生了最有希望的路径的明确迹象，表明这种替代方案确实可行，在经济上也可行。彭博社表示，多年来，汽油发动机变得更加高效和清洁，柴油的相对成本也有所增加，因此重型卡车选择柴油的成本优势不再存在。彭博社表示，随着时间的推移，汽油发动机的效率越来越高，在减少空气污染方面具有固有优势。在串联混合动力系统中，发动机始终以最佳速度运行，从而最大限度地提高效率。

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