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打水套利软件 - 燃油引擎没有未来?那是他们对力量一无所知

2020-01-11 19:35:49 浏览次数:1122
  

打水套利软件 - 燃油引擎没有未来?那是他们对力量一无所知

打水套利软件,[资讯-牛车网]

现在环保人士包括一些电池车的产生者都喊着说:以传统能源为基础的发动机已无潜力可挖,未来属于纯电动。每当听到如此幼稚、浅薄论调,我都忍不住想笑,他们对于力量一无所知。

当把传统能源中的化学能完全释放后,会超乎绝大多数人类的想象,这份力量在航天航空领域被体现的淋漓尽致。比如曾经世界上推力最大的民用航空发动机,通用电气的ge90,它拥有127900磅的最大推力,作为继任者ge9x的最大推力更达到了134300磅。或许你对推力没有具体的概念,举个例子说ge9x的推力已经超过了美国第一代红石系列载人火箭了。再比如以eg90核心机为基础开发的lm9000燃气轮机,它的轴功率超过了10万匹马力。

当然,红石系类火箭是人类最早期的作品,现在航天发动机的能力更是常人难以想象那般恐怖。美国曾经的航天飞机上,单是高压氢、氧泵的总功率就能达到73mw,相当差不多10万匹马力,再圈一遍重点,这只是泵的功率,可想而知推进器的功率了。而且它的体积仅有你家床头柜那么大,各个轴承之间没有任何的油液润滑,润滑工作是交给零下180度的液氧来完成的。

且抛开航天发动机不谈,因它们们有氧化剂加持。单说航空发动机,它们为何拥有如此惊人的输出能力呢?这样从发动机的做工原理说起,汽车搭载的活塞发动机是间断做工的。一个完整的循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成,只有“做功”冲程是向外释放能量的。以单缸发动机为例,在一个单位时间中,只有四分之一的时间是在做功的。

而飞机引擎,也就是我们常说的喷气引擎,它是由压气机、燃烧室和涡轮这三大核心部件组成的。空气被压缩之后,进入燃烧室与燃油混合被点燃,高压、高热气体向后喷出带动涡轮,涡轮继续带动压气机工作,如此循环下去就是喷气引擎的基本工作原理。它是持续做功的,就像是一个火炉,只要不断补给燃料就可以了。

这里还要说明一点,很多人认为喷气引擎是利用牛顿第三定律,依靠引擎尾端高速喷出的气体反推飞机前进的。的确,早期的涡轮喷气引擎是这个原理,但效率太低。我们现在坐的飞机,都是涡轮风扇引擎,也就是在压气机前部安置一个巨大的风扇,同样由后部的涡轮提供动力。风扇提供的推力占比达到了80%以上,尾端高速气流所产生的反作用力占比已经很小了。

既然可以安装风扇,那么把风扇换成变速箱就可以为船舶、车辆提供动力了。事实中,早就有船舶、车辆采用了这种动力形式,比如美军的阿利·伯克级驱逐舰以及m1埃布拉姆斯主战坦克。只不过这种动力形式放在车辆、船舶上不再称为喷气引擎,会换一个说法,叫做——燃气轮机,但核心部件和工作原理与飞机引擎并无二致。

阿利·伯克级驱逐舰的心脏lm2500燃气轮机,相比于它近万吨的体型发动机真的很小

喷气引擎或燃气轮机除了之前说的效率高、动力强劲之外,相比活塞引擎还有其它的优点,比如不挑食。倘若给汽油引擎加柴油或者给柴油引擎加汽油,结果肯定是开不出一公里就趴窝。理论上,只要满足液体、能够燃烧这两个条件,就可以成为喷气引擎/燃气轮机的燃料,汽油、柴油、煤油、酒精哪怕是香奈儿的香水都可以加。自然也就不用担心油品不好,产生积碳、爆震等问题了。

跑个题,为什么飞机一定要用航空煤油呢?其一,由于航空煤油的热值高,也就我们说的能量密度高,相应的产生的能量就大;其二,汽油不稳定具有挥发性,放在飞机上不安全,柴油则是因为低温流动性差,在万米高空上温度都在零下70度,而航空煤油低温流动性好且没有挥发性,自然是最为合适的选择了。反观相同构造的燃气轮机,因为排除了温度因素,就可以放心的使用轻质柴油了。

回头说车,燃气轮机之所以没有出现在汽车上,主要是两大原因。一个是油耗问题,虽说燃气轮机在稳定工况下效率高,但是汽车基本不可能在稳定工况下行驶,即便不堵车,等红绿灯总归无法避免。在停车怠速时,燃气轮机的油耗就非常吓人了。再来举个例子,飞机除了主引擎外,在尾部还有一个辅助动力装置(apu),它是一个很小的喷气引擎,在停机坪上为飞机提供电力,这台小引擎每小时油耗在100到200升。

再有就是燃气轮机的噪音太大,那些住在航线下的朋友都会吐槽飞机的噪音,想想看小区下如果是个停机坪会是什么结果。

但这些问题也不是绝对没法解决,还记得泰格鲁斯•腾风这个名字么,旗下gt96 trev概念超跑的核心动力就是一台微型燃气轮机。为了解决效率问题,gt96 trev的做法是加入了电机,让它成为一台混合动力车型。这款车和现在的增程式混合动力思路相同,燃气轮机只作为发电机并不参与驱动,如此在怠速时可以为电池充电,能量并没有浪费。

这是一个很好的思路,继续想下去还有很多的可能性,比如类似丰田ths这类动力分流式混动系统。燃气轮机参与动力输出,但由电机来调控,让燃气轮机始终处于最高效的运转区间。另外,当面对最大动力请求时,还可以设计一套直连系统,让燃气轮机直接驱动车轮,正好发挥它的优势。

写在最后

传统燃料的潜力远比我们想象的大,把燃气轮机放在汽车里只是其中的一个方向。即便往复活塞式引擎也是有很大潜力可以挖掘的,现在很多车企都能做出接近/到达40%热效率的引擎了,而在实验室中已经有50%热效率的引擎诞生,未来就是如何扩宽和量产这些高热效率引擎的问题。

再看看电池车那可怜的能量密度和极其低效的能量补给方式,怎么可能是未来趋势呢。

(转自新车新技术)

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