蒸汽技術有望用于汽車發動機 實現蒸汽混合驅動
蒸汽驅動在高科技時代顯得有些不合時宜,然而英國工程師卻利用它成功地提高了內燃機的效率。
提起蒸汽技術,人們腦海中浮現的往往是Stevenson的火車、偉大的工程學家IsambardKingdomBrunel以及維多利亞鐵路的黃金時代——這無疑帶有濃濃的懷舊和浪漫色彩,和當今的清潔能源及尖端科技卻是相去甚遠。
事實并非如此,英國工程師已經證明:蒸汽技術為提高內燃機效率打開了廣闊的前景。由于熱效率不高,許多內燃機總是會浪費大量能源。位于英國南部海岸城市的清潔能源技術公司(CleanPowerTechnologies)正致力于開發蒸汽混合發動機,以便回收利用其中的一部分。他們希望這項技術最終可以應用于汽車發動機,實現蒸汽混合驅動。
清潔能源技術公司的CEO兼總經理阿卜多·米薩(AbdulMitha)表示,蒸汽在人們眼中似乎成了落后的象征。事實上,它相當于一個能量貯存器,蘊含著巨大的潛力:蒸汽可以吸收大量廢熱,將其轉化為能量。的確,既然蒸汽可以驅動火車頭,為什么就不能驅動汽車發動機呢?
清潔能源技術公司的目標即是從廢氣中抽取廢熱,將其轉化為有用的能量。通常,汽油箱所產生的能量只有27%是用來驅動,33%用于冷卻發動機,4%被耗費在摩擦中,高達36%的能量卻是作為廢熱散失的。米薩指出,許多熱量最終完全被浪費了,公司的目標即是回收利用其中40%的廢熱。
目前,清潔能源技術公司已開發了一種試驗性裝置,使溫度達750攝氏度的發動機廢熱通過一個蒸汽累加器。累加器是一個封閉的管道,可將水加熱到350攝氏度(密封狀態下)以上,從而產生高壓蒸汽并提供能量。
該實驗的最終目的是將蒸汽輸入主發動機以驅動部分活塞。不過,該技術將首先應用于輸送冷凍食品的卡車制冷機組,第一輛示范卡車將于今年10月底完成。清潔能源技術公司與美國的Safeway超市以及卡爾加里(Calgary)的東西快遞公司(East-West Express Transportation)一直保持著合作關系,后者對于蒸汽技術在運輸工具上的應用表示了較大的興趣。目前,Safeway的每輛卡車制冷機組一年須耗費價值1萬美元至1.5萬美元的柴油。
一旦蒸汽供能裝置在卡車制冷機組上獲得成功,清潔能源技術公司所面對的將是廣闊無垠的海洋,例如利用蒸汽為輪船的空調和電力系統供能等。公司計劃在2011年底完成蒸汽混合驅動車。
英國倫敦帝國理工學院(ImperialCollegeLondon)的化學工程師拉爾夫·克萊杰(RalphClague)博士對蒸汽技術的構想給予了高度評價。他認為,對發動機能量和廢熱的循環利用預示了未來的發展趨勢,這種循序漸進的開發計劃非常明智。
克萊杰指出,在工程學界,類似想法早在數年前便已出現,然而清潔能源技術公司卻是在商業化方面最為成功的。過去人們對于提高內燃機的效率并未給予足夠的重視:油箱是再理想不過的能量儲存器,浪費一些似乎也無關緊要。而蒸汽供能是一種完全可行的技術構想,然而它使得機器構造更為復雜,成本亦有所增加,以致遲遲不能得到推廣應用。正是如今飆升的油價使得人們開始高度關注能源效率的提高,也為蒸汽技術提供了用武之地。
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