PPPL新发明提高汽车和卡车的发动机效率 同时减少污染

（图源：PPPL官网）

据外媒报道，美国能源部普林斯顿等离子体物理实验室（PPPL）的研究人员，获得了美国专利商标局颁发的一项设计专利。该设计理念新颖，通过促使内燃机汽缸内的气体快速旋转来驱动车辆，提高汽油燃料内燃机的效率，并减少有毒排放。

研究人员之一、PPPL物理学家Nat Fisch表示：“我们的想法是，在比预想更低的温度下，让发动机工作，从而减少有毒氮氧化物的排放。”此项研究的首席开发人员是物理学家Vasily Geyko。

研究人员发现，快速旋转中性气体，有利于汽油发动机工作。Geyko和Fisch发现，理想旋转气体的热容量（气体被加热时吸收能量的能力），大于静止气体。而且，科学家们认识到，在热力学循环中，以接近声速的速度旋转气体，可以使发动机在较低温度下运行，比传统内燃机更有效。Geyko指出，在固定的最高和最低工作温度下，热容效应可以提高热力学效率。而且，最高工作温度越低，相对效率增益越大。“因此，该发明更适合在低温发动机中使用。”

同时，研究人员修改标准内燃机的设计。“这项发明的特点在于，为了正确旋转气体，采用八冲程发动机，而不是四冲程发动机。当然，这会使发动机更加复杂化，在常规温度下，传统发动机的效率更高。”

“在温度很低的情况下，传统发动机的效率很低，而且，汽油燃烧所产生的有毒氮氧化物会明显减少。所以，在同样低的温度下，我们的发明可能更具优势，可以提高效率和燃料经济性，并通过减少氮氧化物排放来改善空气质量，更有利于公众健康。”

目前，这项专利发现还停留在理论阶段。但是，随着环保法规不断收紧，其开发价值将不断增长，有望使发动机发生重大变化。研究人员表示，“即使将允许燃烧温度适度降低，比如从2500