渦輪蒸汽外燃機

與電動驅動系統相比，普通內燃機驅動系統具有能量轉換效率低、維護成本高、部件多的缺點。任何開過車的人都知道，僅僅依靠發動機驅動汽車是不夠的，還需要一系列與發動機匹配的部件，如散熱器和變速箱，這些部件會帶來大量的潤滑油和冷卻液，而這個復雜的系統只能將汽油中30%的能量轉化為動能，并且它的大部分能量被轉化為熱量并在空氣中消散。

隨著電驅動系統的進一步成熟，發動機表現出了巨大的壓力，但現在有一款發動機將徹底改寫人們對發動機的印象。

這就是渦輪蒸汽發動機，英文全名是“蘭金循環熱再生外燃發動機”，意思是蒸汽熱回收外燃發動機。顧名思義，這種發動機不能被視為嚴格意義上的“內燃機”。它是一種通過加熱水產生水蒸氣，然后利用高壓水蒸氣產生機械能的系統。因為燃料的燃燒不是在氣缸中進行的，所以它被稱為“內燃機”。

它是這樣工作的：

1.燃料被氣體霧化，與空氣一起注入離心燃燒室（圖1），在那里由火花塞點燃，加熱燃燒室中的線圈。熱電偶控制燃燒程度，保證線圈在整個過程中的溫度穩定性；

2.被加熱線圈加熱的水（如圖2a所示）在5秒內形成650度的高壓蒸汽，通過一組控制閥（如圖2b所示）進入氣缸推動活塞；

3.蒸汽進入水平放置的六個汽缸，3200psi的高壓蒸汽驅動活塞，活塞通過連桿使中心轉軸旋轉（圖3）；

4.活塞連桿上的十字軸軸承將六個向前和向后的運動轉換為旋轉（如圖4所示）。由于蒸汽閥可控，啟動時可以獲得最大扭矩；

5.用過的蒸汽從汽缸中排出（如圖5a所示），進入下部冷凝單元，變回液態，并被底部收集器吸收；

6.鼓風機（如圖6所示）吹送冷卻空氣，以加速冷凝機組的冷卻；

7.經過冷凝器（如圖7a所示）的空氣被加熱，然后進入與排氣口相連的二次熱交換單元（如圖7b所示，再次被進一步加熱；

8.高壓水泵將冷卻后的水從收集器泵入燃燒室內的熱線線圈，加熱后的空氣和燃料進入燃燒室進行燃燒，整個工作流程重復進行。

雖然工作原理很奇怪，但這款發動機有著非常明顯的優勢。

首先，這是一款“饑餓”發動機，幾乎可以使用所有可燃液體作為燃料，即使是汽車更換的廢機油也沒有問題。其次，由于其獨特的燃燒方式，燃料可以在燃燒室內長時間充分燃燒，提高了燃料的使用效率。

渦輪蒸汽機的頂部透視圖

當汽油用作燃料時，由于其燃燒溫度低，尾氣中產生的氮氧化物會大大減少。由于尾氣的熱量用于加熱空氣進行燃燒，因此也減少了熱能的浪費。

由于內部運動部件沒有暴露在燃燒的燃料中，它們被高溫電離的水蒸氣所取代，因此發動機根本不使用機油作為潤滑劑。

汽輪機部分

渦輪蒸汽發動機的燃料不是爆炸而是燃燒，因此發動機不會產生巨大的噪音，因此不需要傳統汽車的消聲器。

也許渦輪蒸汽發動機最大的優點在于它的起動扭矩，這是內燃機無法達到的。一臺160公斤、排量為0.6升的渦輪蒸汽發動機可以以1150牛米的扭矩啟動，這使得該發動機可以在沒有變速箱的情況下駕駛普通汽車。

渦輪蒸汽機的底部透視圖

根據渦輪蒸汽發動機的特點，搭載該發動機的車輛可以省去變速箱、散熱器、消聲器、油泵和起動馬達，極大地簡化了車輛的驅動系統，無論是作為未來車輛的主驅動單元，還是作為增程電動汽車的發電機，都有著廣闊的應用前景。

（編輯/辛迪加）與電動驅動系統相比，通用內燃機驅動系統存在能量轉換效率低、維護成本高、部件多的缺點。任何開過車的人都知道，僅僅依靠發動機驅動汽車是不夠的，還需要一系列與發動機匹配的部件，如散熱器和變速箱，這些部件會帶來大量的潤滑油和冷卻液，而這個復雜的系統只能將汽油中30%的能量轉化為動能，并且它的大部分能量被轉化為熱量并在空氣中消散。

隨著電驅動系統的進一步成熟，發動機表現出了巨大的壓力，但現在有一款發動機將徹底改寫人們對發動機的印象。

這就是渦輪蒸汽發動機，英文全名是“蘭金循環熱再生外燃發動機”，意思是蒸汽熱回收外燃發動機。顧名思義，這種發動機不能被視為嚴格意義上的“內燃機”。它是一種通過加熱水產生水蒸氣，然后利用高壓水蒸氣產生機械能的系統。因為燃料的燃燒不是在氣缸中進行的，所以它被稱為“內燃機”。

它是這樣工作的：

1.燃料被氣體霧化，與空氣一起注入離心燃燒室（圖1），在那里由火花塞點燃，加熱燃燒室中的線圈。熱電偶控制燃燒程度，保證線圈在整個過程中的溫度穩定性；

2.被加熱線圈加熱的水（如圖2a所示）在5秒內形成650度的高壓蒸汽，通過一組控制閥（如圖2b所示）進入氣缸推動活塞；

3.蒸汽進入水平放置的六個汽缸，3200psi的高壓蒸汽驅動活塞，活塞通過連桿使中心轉軸旋轉（圖3）；

4.活塞連桿上的十字軸軸承將六個向前和向后的運動轉換為旋轉（如圖4所示）。由于蒸汽閥可控，啟動時可以獲得最大扭矩；

5.用過的蒸汽從汽缸中排出（如圖5a所示），進入下部冷凝單元，變回液態，并被底部收集器吸收；

6.鼓風機（如圖6所示）吹送冷卻空氣，以加速冷凝機組的冷卻；

7.經過冷凝器（如圖7a所示）的空氣被加熱，然后進入與排氣口相連的二次熱交換單元（如圖7b所示，再次被進一步加熱；

8.高壓水泵將冷卻后的水從收集器泵入燃燒室內的熱線線圈，加熱后的空氣和燃料進入燃燒室進行燃燒，整個工作流程重復進行。

雖然工作原理很奇怪，但這款發動機有著非常明顯的優勢。

首先，這是一款“饑餓”發動機，幾乎可以使用所有可燃液體作為燃料，即使是汽車更換的廢機油也沒有問題。其次，由于其獨特的燃燒方式，燃料可以在燃燒室內長時間充分燃燒，提高了燃料的使用效率。

渦輪蒸汽機的頂部透視圖

當汽油用作燃料時，由于其燃燒溫度低，尾氣中產生的氮氧化物會大大減少。由于尾氣的熱量用于加熱空氣進行燃燒，因此也減少了熱能的浪費。

由于內部運動部件沒有暴露在燃燒的燃料中，它們被高溫電離的水蒸氣所取代，因此發動機根本不使用機油作為潤滑劑。

汽輪機部分

渦輪蒸汽發動機的燃料不是爆炸而是燃燒，因此發動機不會產生巨大的噪音，因此不需要傳統汽車的消聲器。

也許渦輪蒸汽發動機最大的優點在于它的起動扭矩，這是內燃機無法達到的。一臺160公斤、排量為0.6升的渦輪蒸汽發動機可以以1150牛米的扭矩啟動，這使得該發動機可以在沒有變速箱的情況下駕駛普通汽車。

渦輪蒸汽機的底部透視圖

根據渦輪蒸汽發動機的特點，搭載該發動機的車輛可以省去變速箱、散熱器、消聲器、油泵和起動馬達，極大地簡化了車輛的驅動系統，無論是作為未來車輛的主驅動單元，還是作為增程電動汽車的發電機，都有著廣闊的應用前景。

（編輯/辛迪加）

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