據(jù)外媒報道,西南研究院(Southwest Research Institute,SwRI)正在探討清潔汽車技術(shù),以使傳統(tǒng)內(nèi)燃發(fā)動機能夠高效利用氫燃料。
長期以來,研究人員一直致力于在內(nèi)燃機中使用氫氣,以代替汽油、柴油和天然氣,減少二氧化碳排放。氫的火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤?,在?nèi)燃機中燃燒狀態(tài)良好,然而由于其點火能量低等特性,還需要克服一系列挑戰(zhàn)。氫的這些特性會導(dǎo)致預(yù)點火,在這一過程中,空氣和燃料的混合物在未燃燒的燃料中點燃,導(dǎo)致失控燃燒,隨后損壞發(fā)動機。
SwRI的傳動系統(tǒng)設(shè)計部門探討潛在方案,以應(yīng)對這些挑戰(zhàn),如提高現(xiàn)有氫內(nèi)燃機概念的效率。最近,SwRI主管工程師Thomas E. Briggs博士、首席工程師Graham Conway博士和汽車推進系統(tǒng)部主任Terry Alger博士,對四種新方法進行模擬,通過火花點燃來燃燒氫氣,為內(nèi)燃機提供燃料。
在2000年代末,美國能源部和大量汽車制造商大力支持開發(fā)氫內(nèi)燃發(fā)動機。SwRI的研究建立在當時提出的一些想法上。據(jù)介紹,當時的研究表明,在實驗室中氫燃料火花點燃(SI)發(fā)動機能夠?qū)崿F(xiàn)45%的制動熱效率(BTE),可與當時的柴油發(fā)動機相媲美。目前典型的汽油發(fā)動機的BTE為30-43%,現(xiàn)代柴油發(fā)動機為42-50%。相比之下,SwRI的每一種模擬方法,均表現(xiàn)出至少可實現(xiàn)50% BTE的前景。
Briggs表示:“提高制動熱效率,可降低燃耗。SwRI完成的每種模擬,均不代表完成了燃燒系統(tǒng)的優(yōu)化校準,而是表明其熱效率可與基準柴油發(fā)動機相媲美。同時,氮氧化物排放(NOx)達到與燃燒柴油一致的水平,但是沒有一氧化碳、碳氫化合物、煙塵或二氧化碳排放。這是很有前途的。”
Briggs、Conway和Alger最近獲得了一項技術(shù)專利,可改進氫燃料噴射管理、優(yōu)化空氣燃料混合物,并最大限度地降低提前點火的風(fēng)險。該團隊正在與發(fā)動機供應(yīng)商合作,以獲得合適的燃料噴射器,進入第二研究階段。
Briggs表示:“SwRI處于有利地位,可以從以前的氫發(fā)動機開發(fā)過程中吸取經(jīng)驗教訓(xùn),并進行改進。憑借在汽車工程、排放測試和氫能研究方面的強大背景,將引領(lǐng)向更清潔的氫燃料汽車的轉(zhuǎn)變。”
原標題:西南研究院振興氫發(fā)動機概念 制動熱效率至少可達到50%