(圖片來自Sandia)

(桑迪亞國家實驗室的研究人員:從左至右分別是內(nèi)森·哈里（Nathan Harry），克里斯托弗·尼爾森（Christopher Nilsen），德拉蒙德·比勒斯（Drummond Biles）和查爾斯·穆勒（Charles Mueller）共同展示了管道燃料噴射模塊的原型)

中國叉車網(wǎng)（m.m21363.cn)新聞中心援引外媒的消息說，位于加利福尼亞州利弗莫爾市的美國桑迪亞國家實驗室（Sandia National Laboratories）之研究人員，首次測試其創(chuàng)新的發(fā)動機(jī)技術(shù)，來減低成本并減少煙塵和氮氧化物的排放，該技術(shù)顯示，可以使用可再生燃料以及維持或改進(jìn)的潛力而備受大型企業(yè)的關(guān)注。

Charles Mueller和他們的合作伙伴在桑迪亞國家實驗室開發(fā)的管道式燃油噴射系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠根據(jù)發(fā)動機(jī)的瞬時轉(zhuǎn)速和功率水平對發(fā)動機(jī)中的燃料空氣混合物進(jìn)行微調(diào)，以消除50%～100%的煙灰。

Mueller說，發(fā)動機(jī)制造商對管道燃料噴射“開始表現(xiàn)出興奮”。它不僅可與常規(guī)柴油一起很好地工作，而且在概念上很簡單，并且可以用低成本的材料制成?？梢韵胂?，已經(jīng)過時的燃油噴射也可以改裝到現(xiàn)有發(fā)動機(jī)上。這對于大型發(fā)動機(jī)尤其重要，例如輪船或機(jī)車中的大型發(fā)動機(jī)，這些發(fā)動機(jī)的價格可能高達(dá)一百萬美元或更多，并且完全電氣化的成本很高。改造可能相對便宜，并且可以立即提供可觀的排放效益。

Mueller的管道噴油系統(tǒng)的靈感來自本生燈，這在美國幾乎所有高中科學(xué)教室都可以找到。

Mueller說：“如果擰松本生燈上的燈管并點燃燃?xì)鈬娮?，則會得到煙熏的橙色煙塵。關(guān)閉燃?xì)?，重新擰緊管子，然后重新點燃燃燒器?，F(xiàn)在，您可以在試管末端得到一個不錯的短藍(lán)色火焰?；鹧媸撬{(lán)色的，因為沒有煙灰?！?/p>

Mueller認(rèn)為這個概念可能適用于內(nèi)燃機(jī)，因此他和他的團(tuán)隊開始進(jìn)行實驗，現(xiàn)在已經(jīng)組裝了4到6個小管子或管道—將燃油混合物從噴油器引到點火點。傳統(tǒng)柴油發(fā)動機(jī)中的噴油嘴會產(chǎn)生局部著火混合物，其所含燃料比完全燃燒所需的燃料多2至10倍。當(dāng)高溫下有過量燃料時，往往會產(chǎn)生大量煙灰。安裝管道可以使我們實現(xiàn)幾乎不形成煙灰的柴油燃燒，這是因為本地點火混合物所含的過量燃料更少。這樣，可以限制通用發(fā)動機(jī)污染物的形成。然而，在去過近100年中，發(fā)動機(jī)的設(shè)計未能將煙塵從排放中消除，那是因為燃料在燃燒化學(xué)過程中存在物理限制。

Mueller解釋說，煙灰是僅次于二氧化碳，是第二種化學(xué)物質(zhì)，它是導(dǎo)致氣候變化的化學(xué)物質(zhì)，并且有毒，因此應(yīng)將其排放量降至最低。在過去，一直是這個問題稱為灰粒氮氧化物。那就是：當(dāng)你做些降低煙灰的事情時，氮氧化物或NOx的排放會增加，反之亦然。氮氧化物也是大氣污染物，意味著卡車，汽車和設(shè)備制造商如果不增加廢氣后處理系統(tǒng)，將無法達(dá)到當(dāng)前的法定限制。這些系統(tǒng)類似于火花點火發(fā)動機(jī)上的催化轉(zhuǎn)化器，盡管它更大而且更昂貴。但是，幾乎完全清除其中一種污染物就好了-就像通過管道噴射燃料處理煙灰一樣-穆勒說，您已經(jīng)改變了游戲規(guī)則。現(xiàn)在，我們已經(jīng)有了煙灰輸出的方式，有沒有更多的煤煙及氮氧化物排放控制，因此，我們可以增加稀釋度-吸收一些發(fā)動機(jī)排氣并將其路由回進(jìn)氣口-以消除氮氧化物，而不會產(chǎn)生煙塵排放。

在發(fā)動機(jī)實驗中，他的團(tuán)隊觀察到了煙塵和氮氧化物的同時數(shù)量級減少。這為降低柴油發(fā)動機(jī)的排放量提供了一條途徑，解決了這一高效技術(shù)長期存在的問題。通過管道噴射燃料使用含氧燃料可以降低排放，足以使發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的成本降低，因為需要更少的排氣后處理。而在現(xiàn)代的公路卡車上，尾氣排放的后處理在車輛的整個使用壽命期間的初始和運(yùn)營成本約為12,000美元。如果采用新系統(tǒng)，考慮到這些車輛的數(shù)量眾多，以及它們對經(jīng)濟(jì)的重要性，減少這些成本，意義重大。

桑迪亞國家實驗室發(fā)動機(jī)研究計劃經(jīng)理保羅·邁爾斯（Paul Miles）表示，導(dǎo)管式燃油噴射的潛在影響不可低估。他認(rèn)為，管道噴射系統(tǒng)打破煙塵和氮氧化物之間的折衷是柴油發(fā)動機(jī)開發(fā)中最優(yōu)先考慮的研究領(lǐng)域。這是政府支持的研究中最關(guān)鍵的一個例證-識別并展示創(chuàng)新的高風(fēng)險技術(shù)的潛力，以重塑行業(yè)，運(yùn)輸業(yè)，基礎(chǔ)設(shè)施和社會的格局，然后與商業(yè)伙伴一起共同努力，將技術(shù)推向市場。

據(jù)悉，福特和一家越野設(shè)備制造商最近與桑迪亞國家實驗室簽署了一項合作研發(fā)協(xié)議，以幫助推動該技術(shù)的發(fā)展。

Mueller很高興與行業(yè)合作伙伴合作，將這一突破性的創(chuàng)新從實驗室轉(zhuǎn)移到生產(chǎn)引擎。他認(rèn)為管道噴射系統(tǒng)有望為社會帶來未來明顯的優(yōu)質(zhì)發(fā)動機(jī)，既保留常規(guī)柴油發(fā)動機(jī)的所有理想特性，同時還可以顯著的排放降低，從而降低了發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的成本，因為您無需使用過多的后處理設(shè)備。而且，它可以與當(dāng)前和新興的可再生燃料一起使用，為打開可再生燃料的市場帶來了無限的商機(jī)。

這項研究是由美國能源部能源，美國效率和可再生能源辦公室通過美國車輛技術(shù)和生物能源技術(shù)辦公室共同贊助的燃料和發(fā)動機(jī)協(xié)同優(yōu)化計劃的一部分。

關(guān)于：美國桑迪亞國家實驗室（Sandia National Laboratories）

桑迪亞國家實驗室（Sandia National Laboratories）是由桑迪亞（Sandia LLC）的國家技術(shù)和工程解決方案公司（National Technology and Engineering Solutions）運(yùn)營的多任務(wù)實驗室，該公司是霍尼韋爾國際公司（Honeywell International Inc.）的全資子公司，隸屬于美國能源部的國家核安全局。桑迪亞實驗室（Sandia Labs）在核威懾，全球安全，國防，能源技術(shù)和經(jīng)濟(jì)競爭力方面負(fù)有主要研發(fā)責(zé)任，其主要設(shè)施位于新墨西哥州的阿爾伯克基和加利福尼亞的利佛摩。