近日,日本New ACE 研究所的一支研究團隊研發出了一種新型概念柴油內燃機工藝,通過使用多個噴油器減少了廢熱的排放。使新工藝的制動熱效率達到了50%以上,并且能夠減少發動機的制造成本。
據悉,該工藝只在發動機上增加了三個噴油器,便實現了發動機的溫度控制,大大提高了燃料的利用率并減少了污染物的排放。
柴油發動機是當今使用中的最簡單易行的內燃機理念。但其低下的效率卻成為困擾人們的一大難題,多年來,人們大幅改變柴油機發動機周圍的各類復雜配件,希望能夠解決這一問題。
廢熱回收是提高內燃機效率的最常用方法,通過捕捉引擎的熱量來保持微粒過濾器以及其他排放控制軟件的工作溫度。New ACE的汽車研究團隊則一直致力于在控制排放、制動熱效率以及傳統柴油發動機的能量損耗之間達到完美的平衡點。
研究團隊使用了柴油機定壓定容混式循環模式的一個變體,其中使用了三個噴油器。這種限定壓力、雙循環的模式,通過維持氣缸的恒定容積和壓力來控制熱量。新理念帶來的工藝改進,通過控制燃油噴射,使氣缸的預混合燃燒區域和擴散燃燒區域之間產生臨時隔離,從而實現熱能的連續釋放。
該工藝通過在氣缸上使用三個噴油器來實現能效改進。其中,一個噴油器位于中間位置,另外兩個以一定角度固定在活塞腔側壁。側壁噴霧器則沿著氣流漩渦的方向被設置,提高了混合程度、防止了噴霧干擾以及對腔壁的沖擊。這些位置設定改進改善了腔體內油氣混合程度,從而使燃料燃燒更稠密充分。而且活塞腔體的形狀可以噴油器之間工作互相免干擾。
在恒定燃油壓力情況下,通過控制噴油時機以及持續時間,可以有效實現熱量控制,可以在多種壓縮比以及操控溫度情況下實現熱量控制。
試驗結果顯示,這種改進型的發動機概念可以減少摩擦以及熱損耗。較常規柴油發動機而言,它產生較少數量的煙霧以及氮氧化物排放量。