|
大幅度提高内燃机车有功功率的“液体增压技术” 作者 白东旭 背景：空气，一直被做为内燃机工质，吸入汽缸作功同时衍生废气之后，不论环保与否，都是理所当然的又排回大自然。 压燃式柴油内燃机自诞生至今，不管怎样提高功率，也无论怎样的从数量上占有市场份额，但是发现几乎所有在用的柴油机，都仍然是因循守旧的在继续沿用着空气工质、与石化高碳柴油燃料这一传统模式。这一传统模式，不能将燃油热能转换机械能的效率发挥至最大、尾气排放严重污染大气环境，存在着先天性隐形的升/功率/油耗大量浪费。伴随着难以维修、且价格昂贵的高压共轨ECU电控、EGR废气再循环技术出现和应用，其尾气排放质量仍旧不能达到“国四”水准。氮氧化物、碳氢化合物PM2.5颗粒、二氧化碳尾气指标，均远远落后于逐渐提高、且日趋严格的环保标准要求。从柴油内燃机现代制造专业技术存在的局限性来说，无论如何都仍然无法更改这一传统模式。 一、废气涡轮增压器的“气体增压”模式 近年来兴起的在排气道安装废气涡轮增压器，利用机械压缩空气，增加进入汽缸的空气工质压力，似乎从宏观上解决了一定问题，但是，仍有增压被动、滞后、不同步、增压压力不稳定、不能满足高原低气压环境之弊端。远远不能满足柴油机在各种不同环境下大幅度提升有功功率之需求。 二、压燃式柴油机的有功功率、排放污染与做功工质质量和密度相关 使用高碳柴油燃料和空气工质传统模式的内燃机，柴油燃料与吸入气缸的空气比例是随机变化的，根本没有固定的参数。新发动机出厂时台架试验获取的各项技术参数，随着柴油动力设备的使用时间、环境变化、以及各种不确定因素的出现，指标必然都会有所下降。又因为柴油内燃机都具有功率自动补偿特性：负荷增加，燃油自动加浓装置会同步自动加大燃油喷油量来努力维持动力平衡；因此，所有沿用传统模式的柴油机，在重负荷运转和频繁的加速状态时，燃油负反馈加浓装置自动进入负荷越重越加“油”的供油上限工作区域，导致喷入燃烧室的燃料含碳比例“大”，空气工质密度及氧含量有限，缸内碳、氧最佳比例，即使ECU电控也难以突破自然法则而无法做到理想的精准匹配：在爆发冲程特殊的间歇脉冲式富碳缺氧密闭环境中，总有部分燃油缺乏充足的条件和时间，无法完全氧化放热做功，衍生的一氧化碳、PM2.5颗粒、碳氢化合物CH2O碳烟等半可燃物质，全都是没有物尽其用的柴油燃料，以“污染物”形态被排出缸外，这是柴油内燃机诞生以来，一直沿用高碳柴油燃料和空气工质这一传统模式形成的，既污染大气环境，又造成升/功率/油耗大量隐形浪费；而空载高速状态下的贫油稀燃，又会增加氮氧化物的产生机率，这个事实，是多少年来直至现在国内、外业内人士仍然在解决、单独依靠柴油机制造行业的专业技术本身，至今根本没有攻克的先天性顽症。 总结柴油机爆发过程中的内在因素得出：吸收热量产生机械压力的做功工质密度大小和质量高低，是提升柴油机有功功率的关键，仍然继续使用以往来自自然界的单纯空气为工质，来吸收利用缸内产生的热量而产生机械压力，柴油机应有的有功功率根本没有得到正常发挥。加上柴油碳、氢元素氧化反应速度和耗氧量的需求不同，氧供应不足、不但排放污染加大，还导致有功功率能量转换效率低下。因此，如何补偿做功工质密度和质量、有效降低燃料含碳成分比例、就成了提高燃料能量转换效率的关键。否则，随着大气环保标准逐渐提高，使用高碳柴油燃料的“黄标”排放污染，仍会长期存在和不断产生，即使油品升级也无济于事。所以，以往以单纯空气为做功工质传统模式的改革和取代，已成必然。 三、柴油内燃机尾气排放量与保有量、总功率成正比 依赖石化高碳燃料和传统模式的柴油内燃机，以其动力强劲和经济性，在铁路、交通、航运船舶、以及各种工程机械领域已经形成主导地位，市场占有比例仍呈不断上升趋势。汽缸缸径、汽缸数目的增加,活塞行程的扩展、排量加大等等，升/功率不断在提高，因高碳废气排放量与柴油机功率成正比，所以，在用运行的压燃式柴油动力功率总和越大，数量越多，高碳排放的废气污染总量也相应越大。 四、“液体增压”--补偿柴油内燃机做功工质密度和质量的必经之路 无论是废气涡轮气体增压，还是ECU电控电喷，人们都是一直在致力寻求一种能够发挥和提高压燃式柴油机能量转换效率，有功功率既能大幅度提升、而又能节省燃料开支和减少消耗的理想模式。 笔者经过实践探索，发现了压燃式柴油内燃机潜在的“液体增压效应”，成功创建了压燃式柴油内燃机“液体增压模式”：以液态的环保型《液体增压剂》从进气雾化进入汽缸，同压缩空气混合同时，迅速吸收工作循环产生的热能，汽化蒸发分解，均匀分布在燃烧室内形成新型做功工质，密度、压力和能量，大大高于以往的单纯空气。在这新型条件下，高压雾化柴油在喷入瞬间，两者优势互补合成优质“高能均相燃气”：这种新型高能爆发反应热膨胀，导致同一密闭空间内“高能均相燃气”全部同时着火，并在同一瞬间完全燃尽，有效地缩短了碳、氢燃料充分燃烧的时间，提高了氧化反应的质量和能量释放速度，柴油燃料热能转换机械能效率和机械潜能的极限发挥，缸内爆发压力剧增，转化为对活塞做功的机械推力大大加强、飞轮动态响应迅速，有功功率输出显著增加，扭矩得到前所未有的大幅度提升。 ‚创造性的科学利用压燃式柴油机潜在的“液体增压效应”，从进气超前补偿缸内做功工质“液体增压剂”，有机调整燃料环保结构，燃烧室内的新型环保做功工质，以做功当量相当的液体增压剂垫底，柴油燃料喷量相应自动大幅度减少，大大削减了做功物质含碳比例，所以，清洁环保的尾气，爆发做功同时已经同步形成，氮氧化物、一氧化碳、碳氢化合物PM2.5颗粒、二氧化碳排放随之大幅度直线下降。 五、“液体增压”--压燃式柴油内燃机的前景和未来 压燃式柴油内燃机全新的“液体增压技术”，将提高和开发柴油机燃料热能转换机械能的效率和潜能，与柴油机排放污染防控有机结合，柴油用量减少，有效降低了做功物质中的碳含量，标本兼治，事半功倍。既弥补了柴油机做功工质密度和质量的先天不足，又填补了柴油机新能源应用领域一项空白，还打开了柴油机动力迅速适应环保排放高标准的局面：不论新、老常规柴油机的功率高低、不论汽缸数目多少、不论排量大小，即使以往尾气直排的国二柴油机，也都具有良好的兼容性，都可以简洁、方便的依据国四、五、六阶段尾气排放要求，精量预设调整升级，直接进行“黄”改“绿”，燃烧室爆发环境高效优化和改善，有功功率大幅度提高的同时，清洁、低碳的环保排放随之立竿见影。具备新颖、实用，且应用设备成本低廉、维修方便之优势，具有名符其实的“高效节能、提升动力、环保排放一体化”之经济性，是实现千百万新、老压燃式柴油内燃机模式换代与升级无与伦比之捷径，既给压燃式柴油内燃机清洁新能源应用领域创造了前所未有的新机遇，也是柴油内燃机应用新的代用能源的发展方向，还标志着压燃式柴油内燃机的整体综合性能，从此迅速提升到了一个划时代的、具有纯粹中国绿色特色的新水平，创造性的开拓和引领压燃式柴油内燃机应用领域，从此走向世界一流的一个全新时代，而领先于世界。 [size=14.0000pt]六、压燃式柴油内燃机“液体增压”技术应用示范 参看:压燃式柴油内燃机应用“柴油机液体增压”新技术示范 【本文撰稿：“柴油机液体增压剂及专用汽化器”发明者， 联系电话：18204201692 QQ2865058415 】 ! h5 i6 o& q, [
| 
发表于 2015-6-2 12:32:32
