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日本開發新燃燒技術,引擎淨熱效率超50%

2019年01月24日 汽車與運輸
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在日本内閣府綜合科學技術創新會議的戰略性創新創造專案(SIP)「革新性燃燒技術」(管理法人:日本科學技術振興機構(JST))中,慶應義塾大學、京都大學和早稻田大學等組成的研發小組,使客車用汽油引擎和柴油引擎的最高淨熱效率成功超過了50%。

目前市場上客車的引擎熱效率約爲40%。該專案提出了一個雄心勃勃的目標,即在5年内將汽車企業過去用40年時間才提高了10%左右的熱效率進一步提高10%。

日本開發新燃燒技術,引擎淨熱效率超50%

圖1:最高淨熱效率成功超過50%的程序

在該專案中,汽油引擎成功實施了超稀薄燃燒(Super Lean Burn),柴油引擎成功實施了高速空間燃燒。另外,透過推進兩種引擎通用的的、旨在降低有效能損失的研究開發,開發出了降低機械摩擦損失的技術、提高渦輪增壓系統效率的技術,以及提高焦熱電轉換系統效率的技術。綜合利用這些技術,使汽油引擎和柴油引擎分別實施了51.5%、50.1%的最高淨熱效率。

除此之外,在該專案中,東京大學還成功構築了汽車引擎的三維燃燒解析軟體「HINOCA(火神)」、PM(粒狀物)生成模式「RYUCA(粒神)」,以及基於模式的汽車引擎燃燒控制系統「RAICA(雷神)」。

此次的成果能減輕預計未來幾十年仍爲主流的內燃機汽車造成的環境負荷,爲削減全球的二氧化碳(CO2)排放量做出貢獻。另外還將促進燃燒領域的基礎科學取得隊形變換,同時強化日本的產業競爭力。

透過構築「產產學學合作體制」(多家企業在專案還處於競爭前的階段開展合作,多所大學之間也開展合作,這些企業和大學之間也相互進行合作的體制)並使其發揮作用,提高了全日本學術界的基礎研究實力,最終實施了這些研究成果。爲了使這種關係在專案結束後也能繼續操作,日本產學界已開始行動起來。

日本開發新燃燒技術,引擎淨熱效率超50%

圖2:最高淨熱效率超過50%的技術概要

文 JST客觀日本編輯部

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