大幅度提高內(nèi)燃機(jī)車有功功率的“液體增壓技術(shù)” 作者 白東旭 背景:空氣,,一直被做為內(nèi)燃機(jī)工質(zhì),,吸入汽缸作功同時(shí)衍生廢氣之后,不論環(huán)保與否,,都是理所當(dāng)然的又排回大自然,。 壓燃式柴油內(nèi)燃機(jī)自誕生至今,不管怎樣提高功率,,也無論怎樣的從數(shù)量上占有市場份額,,但是發(fā)現(xiàn)幾乎所有在用的柴油機(jī),都仍然是因循守舊的在繼續(xù)沿用著空氣工質(zhì),、與石化高碳柴油燃料這一傳統(tǒng)模式,。這一傳統(tǒng)模式,不能將燃油熱能轉(zhuǎn)換機(jī)械能的效率發(fā)揮至最大,、尾氣排放嚴(yán)重污染大氣環(huán)境,,存在著先天性隱形的升/功率/油耗大量浪費(fèi)。伴隨著難以維修,、且價(jià)格昂貴的高壓共軌ECU電控,、EGR廢氣再循環(huán)技術(shù)出現(xiàn)和應(yīng)用,,其尾氣排放質(zhì)量仍舊不能達(dá)到“國四”水準(zhǔn)。氮氧化物,、碳?xì)浠衔颬M2.5顆粒,、二氧化碳尾氣指標(biāo),均遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于逐漸提高,、且日趨嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求,。從柴油內(nèi)燃機(jī)現(xiàn)代制造專業(yè)技術(shù)存在的局限性來說,無論如何都仍然無法更改這一傳統(tǒng)模式,。 一,、廢氣渦輪增壓器的“氣體增壓”模式 近年來興起的在排氣道安裝廢氣渦輪增壓器,利用機(jī)械壓縮空氣,,增加進(jìn)入汽缸的空氣工質(zhì)壓力,,似乎從宏觀上解決了一定問題,但是,,仍有增壓被動(dòng),、滯后、不同步,、增壓壓力不穩(wěn)定,、不能滿足高原低氣壓環(huán)境之弊端。遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足柴油機(jī)在各種不同環(huán)境下大幅度提升有功功率之需求,。 二,、壓燃式柴油機(jī)的有功功率、排放污染與做功工質(zhì)質(zhì)量和密度相關(guān) 使用高碳柴油燃料和空氣工質(zhì)傳統(tǒng)模式的內(nèi)燃機(jī),,柴油燃料與吸入氣缸的空氣比例是隨機(jī)變化的,,根本沒有固定的參數(shù)。新發(fā)動(dòng)機(jī)出廠時(shí)臺架試驗(yàn)獲取的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù),,隨著柴油動(dòng)力設(shè)備的使用時(shí)間,、環(huán)境變化、以及各種不確定因素的出現(xiàn),,指標(biāo)必然都會有所下降,。又因?yàn)椴裼蛢?nèi)燃機(jī)都具有功率自動(dòng)補(bǔ)償特性:負(fù)荷增加,燃油自動(dòng)加濃裝置會同步自動(dòng)加大燃油噴油量來努力維持動(dòng)力平衡,;因此,,所有沿用傳統(tǒng)模式的柴油機(jī),在重負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)和頻繁的加速狀態(tài)時(shí),,燃油負(fù)反饋加濃裝置自動(dòng)進(jìn)入負(fù)荷越重越加“油”的供油上限工作區(qū)域,,導(dǎo)致噴入燃燒室的燃料含碳比例“大”,空氣工質(zhì)密度及氧含量有限,,缸內(nèi)碳,、氧最佳比例,即使ECU電控也難以突破自然法則而無法做到理想的精準(zhǔn)匹配:在爆發(fā)沖程特殊的間歇脈沖式富碳缺氧密閉環(huán)境中,,總有部分燃油缺乏充足的條件和時(shí)間,,無法完全氧化放熱做功,衍生的一氧化碳,、PM2.5顆粒,、碳?xì)浠衔顲H2O碳煙等半可燃物質(zhì),全都是沒有物盡其用的柴油燃料,,以“污染物”形態(tài)被排出缸外,,這是柴油內(nèi)燃機(jī)誕生以來,一直沿用高碳柴油燃料和空氣工質(zhì)這一傳統(tǒng)模式形成的,,既污染大氣環(huán)境,,又造成升/功率/油耗大量隱形浪費(fèi);而空載高速狀態(tài)下的貧油稀燃,,又會增加氮氧化物的產(chǎn)生機(jī)率,,這個(gè)事實(shí),是多少年來直至現(xiàn)在國內(nèi),、外業(yè)內(nèi)人士仍然在解決,、單獨(dú)依靠柴油機(jī)制造行業(yè)的專業(yè)技術(shù)本身,至今根本沒有攻克的先天性頑癥,。 總結(jié)柴油機(jī)爆發(fā)過程中的內(nèi)在因素得出:吸收熱量產(chǎn)生機(jī)械壓力的做功工質(zhì)密度大小和質(zhì)量高低,,是提升柴油機(jī)有功功率的關(guān)鍵,仍然繼續(xù)使用以往來自自然界的單純空氣為工質(zhì),,來吸收利用缸內(nèi)產(chǎn)生的熱量而產(chǎn)生機(jī)械壓力,,柴油機(jī)應(yīng)有的有功功率根本沒有得到正常發(fā)揮。加上柴油碳,、氫元素氧化反應(yīng)速度和耗氧量的需求不同,,氧供應(yīng)不足、不但排放污染加大,,還導(dǎo)致有功功率能量轉(zhuǎn)換效率低下,。因此,如何補(bǔ)償做功工質(zhì)密度和質(zhì)量,、有效降低燃料含碳成分比例,、就成了提高燃料能量轉(zhuǎn)換效率的關(guān)鍵。否則,,隨著大氣環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)逐漸提高,,使用高碳柴油燃料的“黃標(biāo)”排放污染,仍會長期存在和不斷產(chǎn)生,,即使油品升級也無濟(jì)于事,。所以,,以往以單純空氣為做功工質(zhì)傳統(tǒng)模式的改革和取代,已成必然,。 三,、柴油內(nèi)燃機(jī)尾氣排放量與保有量、總功率成正比 依賴石化高碳燃料和傳統(tǒng)模式的柴油內(nèi)燃機(jī),,以其動(dòng)力強(qiáng)勁和經(jīng)濟(jì)性,,在鐵路、交通,、航運(yùn)船舶,、以及各種工程機(jī)械領(lǐng)域已經(jīng)形成主導(dǎo)地位,市場占有比例仍呈不斷上升趨勢,。汽缸缸徑,、汽缸數(shù)目的增加,活塞行程的擴(kuò)展、排量加大等等,,升/功率不斷在提高,,因高碳廢氣排放量與柴油機(jī)功率成正比,所以,,在用運(yùn)行的壓燃式柴油動(dòng)力功率總和越大,,數(shù)量越多,高碳排放的廢氣污染總量也相應(yīng)越大,。 四,、“液體增壓”--補(bǔ)償柴油內(nèi)燃機(jī)做功工質(zhì)密度和質(zhì)量的必經(jīng)之路 無論是廢氣渦輪氣體增壓,還是ECU電控電噴,,人們都是一直在致力尋求一種能夠發(fā)揮和提高壓燃式柴油機(jī)能量轉(zhuǎn)換效率,,有功功率既能大幅度提升、而又能節(jié)省燃料開支和減少消耗的理想模式,。 筆者經(jīng)過實(shí)踐探索,,發(fā)現(xiàn)了壓燃式柴油內(nèi)燃機(jī)潛在的“液體增壓效應(yīng)”,成功創(chuàng)建了壓燃式柴油內(nèi)燃機(jī)“液體增壓模式”:以液態(tài)的環(huán)保型《液體增壓劑》從進(jìn)氣霧化進(jìn)入汽缸,,同壓縮空氣混合同時(shí),,迅速吸收工作循環(huán)產(chǎn)生的熱能,汽化蒸發(fā)分解,,均勻分布在燃燒室內(nèi)形成新型做功工質(zhì),,密度、壓力和能量,,大大高于以往的單純空氣,。在這新型條件下,高壓霧化柴油在噴入瞬間,,兩者優(yōu)勢互補(bǔ)合成優(yōu)質(zhì)“高能均相燃?xì)狻保?#129;這種新型高能爆發(fā)反應(yīng)熱膨脹,,導(dǎo)致同一密閉空間內(nèi)“高能均相燃?xì)狻比客瑫r(shí)著火,,并在同一瞬間完全燃盡,有效地縮短了碳,、氫燃料充分燃燒的時(shí)間,,提高了氧化反應(yīng)的質(zhì)量和能量釋放速度,柴油燃料熱能轉(zhuǎn)換機(jī)械能效率和機(jī)械潛能的極限發(fā)揮,,缸內(nèi)爆發(fā)壓力劇增,轉(zhuǎn)化為對活塞做功的機(jī)械推力大大加強(qiáng),、飛輪動(dòng)態(tài)響應(yīng)迅速,,有功功率輸出顯著增加,扭矩得到前所未有的大幅度提升,。 ‚創(chuàng)造性的科學(xué)利用壓燃式柴油機(jī)潛在的“液體增壓效應(yīng)”,,從進(jìn)氣超前補(bǔ)償缸內(nèi)做功工質(zhì)“液體增壓劑”,有機(jī)調(diào)整燃料環(huán)保結(jié)構(gòu),,燃燒室內(nèi)的新型環(huán)保做功工質(zhì),,以做功當(dāng)量相當(dāng)?shù)囊后w增壓劑墊底,柴油燃料噴量相應(yīng)自動(dòng)大幅度減少,,大大削減了做功物質(zhì)含碳比例,,所以,清潔環(huán)保的尾氣,,爆發(fā)做功同時(shí)已經(jīng)同步形成,,氮氧化物、一氧化碳,、碳?xì)浠衔颬M2.5顆粒,、二氧化碳排放隨之大幅度直線下降。 五,、“液體增壓”--壓燃式柴油內(nèi)燃機(jī)的前景和未來 壓燃式柴油內(nèi)燃機(jī)全新的“液體增壓技術(shù)”,,將提高和開發(fā)柴油機(jī)燃料熱能轉(zhuǎn)換機(jī)械能的效率和潛能,與柴油機(jī)排放污染防控有機(jī)結(jié)合,,柴油用量減少,,有效降低了做功物質(zhì)中的碳含量,標(biāo)本兼治,,事半功倍,。既彌補(bǔ)了柴油機(jī)做功工質(zhì)密度和質(zhì)量的先天不足,又填補(bǔ)了柴油機(jī)新能源應(yīng)用領(lǐng)域一項(xiàng)空白,,還打開了柴油機(jī)動(dòng)力迅速適應(yīng)環(huán)保排放高標(biāo)準(zhǔn)的局面:不論新,、老常規(guī)柴油機(jī)的功率高低、不論汽缸數(shù)目多少,、不論排量大小,,即使以往尾氣直排的國二柴油機(jī),,也都具有良好的兼容性,都可以簡潔,、方便的依據(jù)國四,、五、六階段尾氣排放要求,,精量預(yù)設(shè)調(diào)整升級,,直接進(jìn)行“黃”改“綠”,燃燒室爆發(fā)環(huán)境高效優(yōu)化和改善,,有功功率大幅度提高的同時(shí),,清潔、低碳的環(huán)保排放隨之立竿見影,。具備新穎,、實(shí)用,且應(yīng)用設(shè)備成本低廉,、維修方便之優(yōu)勢,,具有名符其實(shí)的“高效節(jié)能、提升動(dòng)力,、環(huán)保排放一體化”之經(jīng)濟(jì)性,,是實(shí)現(xiàn)千百萬新、老壓燃式柴油內(nèi)燃機(jī)模式換代與升級無與倫比之捷徑,,既給壓燃式柴油內(nèi)燃機(jī)清潔新能源應(yīng)用領(lǐng)域創(chuàng)造了前所未有的新機(jī)遇,,也是柴油內(nèi)燃機(jī)應(yīng)用新的代用能源的發(fā)展方向,還標(biāo)志著壓燃式柴油內(nèi)燃機(jī)的整體綜合性能,,從此迅速提升到了一個(gè)劃時(shí)代的,、具有純粹中國綠色特色的新水平,創(chuàng)造性的開拓和引領(lǐng)壓燃式柴油內(nèi)燃機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域,,從此走向世界一流的一個(gè)全新時(shí)代,,而領(lǐng)先于世界。 [size=14.0000pt]六,、壓燃式柴油內(nèi)燃機(jī)“液體增壓”技術(shù)應(yīng)用示范 參看:壓燃式柴油內(nèi)燃機(jī)應(yīng)用“柴油機(jī)液體增壓”新技術(shù)示范 【本文撰稿:“柴油機(jī)液體增壓劑及專用汽化器”發(fā)明者,, 聯(lián)系電話:18204201692 QQ2865058415 】 # N7 e; L) q2 @6 l2 d: F5 v
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