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PPPL新发明提高汽车和卡车的发动机效率,同时减少污染

来源:  2020-01-16

    近日,美国能源部普林斯顿等离子体物理实验室(PPPL)的研究人员,获得了美国专利商标局颁发的一项设计专利。该设计理念新颖,通过促使内燃机汽缸内的气体快速旋转来驱动车辆,提高汽油燃料内燃机的效率,并减少有毒排放。


PPPL

 

    研究人员之一、PPPL物理学家Nat Fisch表示:“我们的想法是,在比预想更低的温度下,让发动机工作,从而减少有毒氮氧化物的排放。”此项研究的首席开发人员是物理学家Vasily Geyko

    研究人员发现,快速旋转中性气体,有利于汽油发动机工作。Geyko和Fisch发现,理想旋转气体的热容量(气体被加热时吸收能量的能力),大于静止气体。而且,科学家们认识到,在热力学循环中,以接近声速的速度旋转气体,可以使发动机在较低温度下运行,比传统内燃机更有效。Geyko指出,在固定的最高和最低工作温度下,热容效应可以提高热力学效率。而且,最高工作温度越低,相对效率增益越大。“因此,该发明更适合在低温发动机中使用。

    同时,研究人员修改标准内燃机的设计。“这项发明的特点在于,为了正确旋转气体,采用八冲程发动机,而不是四冲程发动机。当然,这会使发动机更加复杂化,在常规温度下,传统发动机的效率更高。”

    “在温度很低的情况下,传统发动机的效率很低,而且,汽油燃烧所产生的有毒氮氧化物会明显减少。所以,在同样低的温度下,我们的发明可能更具优势,可以提高效率和燃料经济性,并通过减少氮氧化物排放来改善空气质量,更有利于公众健康。”

    目前,这项专利发现还停留在理论阶段。但是,随着环保法规不断收紧,其开发价值将不断增长,有望使发动机发生重大变化。研究人员表示,“即使将允许燃烧温度适度降低,比如从2500ºC左右降至1300-1800ºC左右,与传统奥托循环发动机相比,旋转气体发动机的效率,也可以提高5%到10%

 

    (来源:盖世汽车)

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