西南研究院振兴氢发动机概念 制动热效率至少可达到50%

据外媒报道，西南研究院（Southwest Research Institute，SwRI）正在探讨清洁汽车技术，以使传统内燃发动机能够高效利用氢燃料。

长期以来，研究人员一直致力于在内燃机中使用氢气，以代替汽油、柴油和天然气，减少二氧化碳排放。氢的火焰传播速度快，在内燃机中燃烧状态良好，然而由于其点火能量低等特性，还需要克服一系列挑战。氢的这些特性会导致预点火，在这一过程中，空气和燃料的混合物在未燃烧的燃料中点燃，导致失控燃烧，随后损坏发动机。

SwRI的传动系统设计部门探讨潜在方案，以应对这些挑战，如提高现有氢内燃机概念的效率。最近，SwRI主管工程师Thomas E. Briggs博士、首席工程师Graham Conway博士和汽车推进系统部主任Terry Alger博士，对四种新方法进行模拟，通过火花点燃来燃烧氢气，为内燃机提供燃料。

在2000年代末，美国能源部和大量汽车制造商大力支持开发氢内燃发动机。SwRI的研究建立在当时提出的一些想法上。据介绍，当时的研究表明，在实验室中氢燃料火花点燃（SI）发动机能够实现45%的制动热效率（BTE），可与当时的柴油发动机相媲美。目前典型的汽油发动机的BTE为30-43%，现代柴油发动机为42-50%。相比之下，SwRI的每一种模拟方法，均表现出至少可实现50% BTE的前景。

Briggs表示：“提高制动热效率，可降低燃耗。SwRI完成的每种模拟，均不代表完成了燃烧系统的优化校准，而是表明其热效率可与基准柴油发动机相媲美。同时，氮氧化物排放（NOx）达到与燃烧柴油一致的水平，但是没有一氧化碳、碳氢化合物、烟尘或二氧化碳排放。这是很有前途的。”

Briggs、Conway和Alger最近获得了一项技术专利，可改进氢燃料喷射管理、优化空气燃料混合物，并最大限度地降低提前点火的风险。该团队正在与发动机供应商合作，以获得合适的燃料喷射器，进入第二研究阶段。

Briggs表示：“SwRI处于有利地位，可以从以前的氢发动机开发过程中吸取经验教训，并进行改进。凭借在汽车工程、排放测试和氢能研究方面的强大背景，将引领向更清洁的氢燃料汽车的转变。”

关键词： 燃料混合物