相比起電驅(qū)動系統(tǒng)，一般的內(nèi)燃機驅(qū)動系統(tǒng)具有能量轉(zhuǎn)化效率低、養(yǎng)護費高和組件繁多等缺點。開過汽車的人都知道，驅(qū)動一輛車子僅僅靠發(fā)動機是完全不夠的，還要有散熱器、變速箱等一系列配合發(fā)動機的組件，由此帶來的各種輪滑油和冷卻液實在是多得煩人，而這整套繁雜的系統(tǒng)最終也只能將汽油中蘊含的30%的能量轉(zhuǎn)化為前進的動能，其能量大多都化為熱量消散在空氣當中了。

隨著電驅(qū)動系統(tǒng)的進一步成熟，發(fā)動機們紛紛表示壓力很大，不過現(xiàn)在有一款發(fā)動機將徹底改寫人們對發(fā)動機的印象。

這就是渦輪蒸汽發(fā)動機，英文全稱”Rankine Cycle heat regenerative external combustion engine”意思是蒸汽熱回收外燃燒發(fā)動機。正如其名，這款發(fā)動機嚴格意義上不能算是”內(nèi)燃機”，它是通過加熱水產(chǎn)生水蒸氣，然后利用高壓水蒸氣產(chǎn)生機械能的系統(tǒng)，由于燃料的燃燒不是在氣缸內(nèi)進行的，所以被稱為”外燃機”

它的工作原理是這樣的：

1、 燃料被氣霧化，與空氣一同被注入離心式燃燒室(圖示1)，在里面被火花塞點燃，加熱燃燒室內(nèi)的線圈，整個過程熱電偶控制著燃燒程度，保證線圈的溫度穩(wěn)定;

2、 被加熱線圈加熱的水(圖示2a)在5秒形成650度高壓水蒸氣，通過一組控制閥門(圖示2b)，進入汽缸推動活塞;

3、 蒸汽進入水平放置的六個汽缸中， 3200psi的高壓蒸汽驅(qū)動活塞，活塞通過連桿(圖示3)轉(zhuǎn)動中心的轉(zhuǎn)軸;

4、 活塞連桿上的蜘蛛軸承將六個前后運動轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)動(圖示4)，由于采用可控的蒸汽閥門，啟動時便可獲得最大扭矩;

5、 使用過的蒸汽從汽缸放出(圖示5a)，進入下方的冷凝單元，重新變回液態(tài)，被最下方的收集器吸收;

6、 吹風機(圖示6)吹入冷卻空氣，加速冷凝單元的冷卻;

7、 通過冷凝器的空氣(圖示7a)被加熱后進入與廢氣排氣口連接的二次熱交換單元(圖示7b)，再次被進一步加熱;

8、 一個高壓水泵將冷卻后的水從收集器中抽入燃燒室內(nèi)的熱線圈中，加熱的空氣與燃料一同進入燃燒室燃燒，整個工作流程重復進行。

雖然工作原理十分怪異，但這個發(fā)動機卻有十分顯著的優(yōu)點。

首先，這是個”饑不擇食”的發(fā)動機，它幾乎可以使用所有可燃燒的液體作為燃料，連汽車更換的廢棄的機油也沒問題。其次，由于它獨特的燃燒方式，使得燃料可以較長時間在燃燒室中進行充分燃燒，提高燃料的使用效率。

渦輪蒸汽發(fā)動機俯視透視圖

在使用汽油為燃料時，由于其燃燒溫度較低，尾氣中產(chǎn)生的氮氧化物也會大大降低。由于尾氣的熱量被用于加熱燃燒用的空氣了，所以也降低了熱能的浪費。

由于內(nèi)部活動的部件并沒有暴露在燃燒的燃料中，取而代之的是高溫電離了的水蒸氣，所以該發(fā)動機完全不用機油做潤滑劑。

渦輪蒸汽發(fā)動機剖面圖

渦輪蒸汽發(fā)動機燃料采用的不是爆炸而是燃燒的能量釋放方式，所以發(fā)動機不會產(chǎn)生巨大的噪音，因此也不需要傳統(tǒng)汽車的消音器。

渦輪蒸汽發(fā)動機的最大優(yōu)點，恐怕在于它那內(nèi)燃機望塵莫及的啟動扭矩了。一臺160公斤的0.6升排量的渦輪蒸汽發(fā)動機啟動時扭矩就可以達到1150牛米，這使得發(fā)動機完全不用搭配變速箱就可驅(qū)動一般的汽車。

渦輪蒸汽發(fā)動機仰視透視圖

根據(jù)渦輪蒸汽發(fā)動機的特點，搭載它的車輛可以免去變速箱、散熱器、消音器、機油泵和啟動電機這些零件，大大簡化了汽車的驅(qū)動系統(tǒng)，不管是作為未來車輛的主驅(qū)動單元，還是作為增程式電動車的發(fā)電機，都有廣泛的使用前景。

( 編輯/辛迪嘉 )

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