這些研究的結(jié)果通告在2013年5月舉行的日本汽車工程師協(xié)會(huì)(JSAE)春季會(huì)議上,以及2013年6月在圣地亞哥舉行的美國(guó)航空航天學(xué)會(huì)(AIAA)的討論會(huì)上,也發(fā)表在科學(xué)和技術(shù)期刊和雜志上。
日本早稻田大學(xué)理工部的內(nèi)藤健教授發(fā)現(xiàn)了一種全新的壓縮燃燒原理,使發(fā)動(dòng)機(jī)的效率達(dá)到最佳的水平。應(yīng)用在汽車、發(fā)電和飛機(jī)上時(shí),熱效率達(dá)到60%甚至更高,可使高速載具達(dá)到更好的低耗油率水平。
飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)原型機(jī)
內(nèi)藤健教授和其同事發(fā)現(xiàn)了革命性的能源轉(zhuǎn)換原理(全新的壓縮燃燒原理)能夠生產(chǎn)出卓越的發(fā)動(dòng)機(jī),潛力可達(dá)常規(guī)發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率的雙倍或更高,而不受其尺寸的約束。如果發(fā)動(dòng)機(jī)采用這種原理,這種能力將帶來變革,解決當(dāng)今緊迫的能源-環(huán)境難題。
這一全新壓縮燃燒原理建立在內(nèi)藤健教授發(fā)展的全新熱流體動(dòng)力學(xué)理論、對(duì)想法所做的實(shí)驗(yàn)和超級(jí)計(jì)算機(jī)的模擬,根據(jù)理論進(jìn)行的高速空氣流實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上。這項(xiàng)基本原理是在達(dá)到高壓縮比的同時(shí),提高熱效率。通過在燃燒室中心區(qū)的精微局地區(qū)域處多重空氣-燃料的氣體混合物高速噴流的脈沖碰撞實(shí)現(xiàn),通過進(jìn)一步增加3項(xiàng)新的措施來擴(kuò)展應(yīng)用的使用和范圍。這個(gè)方法還被認(rèn)為比電池的成本更低,還有可能減少噪聲并使機(jī)器不必再進(jìn)行冷卻。
如果通過燃燒試驗(yàn),這個(gè)原理被證明是有效的,將不僅開啟全新的輕質(zhì)、高性能航空航天飛行器的大門,而且還會(huì)引導(dǎo)下一代高性能汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的前途。當(dāng)前最高的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒效率是30%,而在城市從怠速到低速駕駛的情況下,這個(gè)效率會(huì)降到只有15%的水平。所以,如果汽車能夠裝備如此“低成本、終極效率的發(fā)動(dòng)機(jī)”,在整個(gè)寬大的行駛狀態(tài)內(nèi),達(dá)到非凡的60%或更高的熱效率,其真實(shí)的燃料消耗優(yōu)于當(dāng)前的汽車混合動(dòng)力系統(tǒng)是確實(shí)可能的。更進(jìn)一步,假如像汽車一樣,裝備如此高效發(fā)動(dòng)機(jī)能夠被用于單個(gè)家庭的發(fā)電,也將打開改善我們整個(gè)社會(huì)總的能源效率的可能性。