弗吉尼亚州的发明家gary greenwell着手研制的“ride”新型转缸式发动机作为旋转式内燃机,也许并不能引起人们太多的关注。但其可以转换到飞轮模式工作,进行能量再生的能力,却是足以引起人们的重视。转缸式发动机整合了汽缸转动时的飞轮效应,并把它作为一种类似于混合动力系统中的能量储备单元来使用。
在ride发动机的飞轮工作模式下,ride发动机汽缸中的活塞将不再进行往复来回运动,活塞与汽缸本体一起作为一个飞轮旋转,充分利用车辆的惯性驱动汽缸本体的旋转。利用飞轮效应进行能量的转化是ride发动机关键的发明之一,greenwell先生专门为它申请了专利。这是与动力驱动模式的最大区别。
当发动机本体转变成一个飞轮时,旋转的飞轮能够在短时间内储存能量,并且这个飞轮的旋转驱动力是从制动中回收的能量。这种回收制动能量的思路与混合动力系统中选用传统的蓄电池储存回收的能量相同。而根据过去的报道,在更早的时候一些研究机构曾经探索过带有飞轮动力传动系统的生命力但这个研究并无结果,ride发动机完善了这个设想。
ride发动机在不影响车辆行驶速度的情况下,不断将燃料燃烧所产生的能量储存起来,同时也持续地将储存的能量根据车辆行驶状态输送给车辆的动力系统。而这些输出的能量能够精确地补偿发动机在工作时由于各种原因所造成的能量损失。
ride发动机的设计通过把车辆的直线惯性转化成发动机的旋转惯性,从而回收了大部分由于制动时所造成的能量损失,而且这种回收系统无需对车辆添加任何额外的部件。
greenwell先生认为,这种储存能量的功能将能够杜绝绝大部分发动机怠速运转造成的能量损失(100%的损失)。而根据行使情况恰当的变化输出的动力,再结合车载电脑的精确控制,能够回收大部分由于制动减速造成的能量损失。
这种回收怠速和制动能量的功能可以用发动机测功机数字来更直观地解释。greenwell先生指出,在用发动机测功机对发动机的工作状态进行测试时。一台传统的往复运动发动机,在转速为2000rpm时,只利用了其消耗燃油的一半能量,这些消耗的能量仅仅保持了车辆的速度,此时驱动轮没有获得任何力量。而混合动力系统的大部分功能在于,燃油效率达到最低时(如怠速空转、减速停车),以一种不同的、更为有效的能量来替换燃烧所产生的能量,这样就可以补偿制动或减速时所造成的动能损失。但是混合动力系统却要求装备额外的动力提供系统和能量储存系统,如电动机和蓄电池组。这增加了车辆的复杂程度和制造成本。
ride发动机回收能量的功能正好达到了混合动力系统的功能。比如说,当车辆速度达到40英里/小时时,你需要停车,在由ride发动机构成的飞轮动力设备中,车辆行驶中的直线惯性被转换成发动机的旋转惯性,并在加速时再次为车辆提供动力。如果在再次加速时,该系统能够实现90%的能量效益,你的车辆就能从恢复的能量中获得36英里/小时的速度。而在整个减速到加速期间,无需消耗任何燃油。
飞轮装置的能量储存功能能为车辆加速提供动力,在达到36英里/小时的速度后,发动机开始运转(同时消耗燃油),并重新回到储存能量的工况。只要车辆在行驶,飞轮就不会停止工作,而在飞轮储存能量耗尽后,发动机又通过燃油燃烧来为其补充惯性能量。greenwell先生认为,在能量回收环节中,ride发动机能够储存4倍于燃烧所产生的能量。
正如最开始所预想的,ride发动机是一种纯粹的压燃式发动机。然而,如果对其提出其他不同的设计要求,还可以让这种发动机储存其他形式能量,如压缩空气或电力。它也可在液压驱动系统中作为一个电动机或者泵。
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