2006年10月26日
麻省理工学院研究人员正在开发一种半尺寸汽油发动机,执行全尺寸的表妹,但提供了燃油效率接近今天的混合引擎系统,成本低得多。的关键?仔细控制注射乙醇,生物燃料越来越常见,直接进入发动机的气缸有山爬或一辆车通过。
这些小型发动机可以在五年内市场上,和消费者应该找到他们吸引人的:通过一个额外的1000美元支出和添加几加仑乙醇每隔几个月,他们将有一个引擎,可以高达30%一加仑的燃料比一个普通的引擎。此外,小引擎提供高性能不使用高辛烷值的汽油。
考虑到节能回报时间短,目前三到四年美国汽油价格——研究人员认为,他们的“ethanol-boosted”涡轮增压发动机广泛采用真正的潜力。对美国的石油消费的影响是相当可观的。例如,如果所有今天的汽车新引擎,目前美国每年1400亿加仑的汽油消费量将下降超过300亿加仑。
“这是一个巨大的需要找到低成本、实际可行的方法来提高发动机的效率和清洁并寻找符合成本效益的方式,使用更多的生物燃料代替石油,”丹尼尔·r·科恩说高级研究科学家在实验室对能源和环境和等离子体科学与融合中心(PSFC)。欧洲杯线上买球
科恩,John b .海伍德,太阳Jae机械工程教授和斯隆汽车实验室的主任,莱斯利·布朗伯格,首席研究员PSFC,一个引擎的概念,达到那些目标的承诺。
几十年来,努力提高效率的传统的火花点燃式汽油发动机(SI)都是由一个障碍被称为“爆震限制”:变化,会使发动机更有效会造成爆震,自燃使金属发出叮当声的噪音,会损坏发动机。现在,利用先进的计算机模拟,麻省理工学院的团队已经找到了一种方法使用乙醇抑制自燃和本质上消除爆震限制。
当引擎是努力工作和敲打,少量的乙醇直接注入燃烧室,迅速蒸发,冷却燃料和空气,减少了自燃的可能性。根据模拟由布朗伯格,与乙醇喷射引擎不会敲三次即使缸内的压力高于传统SI引擎。发动机测试由合作者在福特汽车公司生产的结果与模型预测的结果一致。
敲基本上消除了,研究人员可以纳入他们的引擎两种操作技术,使今天的柴油发动机高效,但没有造成柴油的高排放水平。首先,发动机涡轮增压。换句话说,进入的空气被压缩,这样更多的空气和燃料缸内。结果:一个给定大小的引擎可以产生更多的力量。
第二,引擎可以设计更高的压缩比(燃烧室的体积的比例压缩后体积)。燃烧气体扩展更多的在每一个周期中,得到更多的能量给定的燃料。
合并后的变化可能会增加given-sized引擎的力量超过两倍。但是而不是寻求更高的车辆性能——这一趋势在近几十年来,研究人员缩减他们的引擎的一半大小。使用的计算机模型,他们认为小,涡轮增压,高压缩比的发动机将提供相同的峰值功率全面但如果版本将20到30%的燃油效率。
但是设计一个高效的引擎是不够的。“实际上影响石油消费,我们需要人们想买我们的引擎,”科恩说,“所以我们的工作还强调降低成本和减少不便司机。”
ethanol-boosted引擎可以提供同等的效率提升当今混合动力引擎系统减少额外投资——约1000美元而不是3000美元,至5000美元。发动机应使用不到5加仑乙醇每100加仑的汽油,所以司机需要填补他们的乙醇坦克只每一到三个月。和可以E85燃料乙醇,乙醇/汽油混合正在推动的联邦立法。
通过他们的创业公司,乙醇增加系统有限责任公司,研究人员正在与他们的福特合作者测试和开发这个新概念。如果一切如预期的那样,在5年内汽车的新引擎可以在路上,使用替代燃料来代替一些汽油和更有效的利用。
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