零摩擦量子發(fā)動(dòng)機問(wèn)世 汽車(chē)會(huì )更強？

日前有媒體報道，美國洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗室和英國皇后大學(xué)的物理學(xué)家設計出一種零摩擦運轉的發(fā)動(dòng)機，利用某種量子捷徑的優(yōu)勢來(lái)做功。

發(fā)動(dòng)機特別是內燃機，在日常生活中有著(zhù)廣泛的應用。天津大學(xué)內燃機燃燒學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗室副教授、博士梁興雨說(shuō)：“市面上的轎車(chē)、卡車(chē)以及機械工 程領(lǐng)域用的挖掘機、鋪路機器等，基本都是由內燃機驅動(dòng)的。對于人們的實(shí)際生活而言，發(fā)動(dòng)機技術(shù)的進(jìn)步對于汽車(chē)行業(yè)的影響巨大?！?/P>

零摩擦發(fā)動(dòng)機或可用于驅動(dòng)細胞復活

“在傳統的往復活塞式發(fā)動(dòng)機中，零摩擦是不可能實(shí)現的，因為有接觸就會(huì )有摩擦?！绷号d雨說(shuō)。

對于國外科學(xué)家的發(fā)明，梁興雨說(shuō)在量子級別是有可能實(shí)現零摩擦的?！斑@種發(fā)動(dòng)機是微觀(guān)層面的，屬于亞微米級別的，要在分子和原子范圍內才做得出 來(lái)。我們知道，原子是由原子核和電子構成的，電子圍繞原子核在高速旋轉時(shí)就基本屬于零摩擦狀態(tài)。但如果以這種量級來(lái)計算，發(fā)動(dòng)機的實(shí)際功率能有多大？我覺(jué)得也只能應用在微觀(guān)領(lǐng)域，如驅動(dòng)細胞的復活和成長(cháng)，但這種理論體系的構建，還是有很大積極意義的?！绷号d雨告訴記者。

發(fā)動(dòng)機進(jìn)步促使汽車(chē)向小型化、輕型化發(fā)展

發(fā)動(dòng)機自誕生以來(lái)，在技術(shù)方面已經(jīng)有了長(cháng)足進(jìn)步，但據梁興雨說(shuō)，在降低摩擦方面并沒(méi)有太大的成效?，F在比較新的技術(shù)，基本也是通過(guò)改進(jìn)潤滑油的 配置和機器結構來(lái)降低摩擦?！皽p少摩擦后，燃燒轉化成的能量會(huì )更集中地應用于推動(dòng)裝置運行，從而達到節能的目的。在實(shí)際應用中，節能其實(shí)是目前發(fā)動(dòng)機面臨的兩大問(wèn)題之一，其關(guān)鍵不是降低摩擦，而是提高燃料的利用率?！绷号d雨說(shuō)。

據梁興雨介紹，天大內燃機燃燒學(xué)實(shí)驗室已經(jīng)走過(guò)了半個(gè)世紀的歷程，其不少科研成果都曾經(jīng)顯著(zhù)提高了內燃機的效率，如現為中國科學(xué)院院士的史紹熙 教授在上世紀七八十年代發(fā)明的復合式燃燒系統，如近些年由蘇萬(wàn)華教授牽頭的“柴油機混合率與化學(xué)反應協(xié)同控制”研究?！疤旖虼髮W(xué)牽頭并聯(lián)合清華大學(xué)、上海交通大學(xué)等八所高校開(kāi)展了‘973計劃’，尋求提高燃燒率的新途徑、尋找石油燃料替代途徑并控制廢棄物的排放，這和國際研究是同步的。傳統柴油機的燃燒效率是38%到40%，但經(jīng)過(guò)兩輪‘973計劃’，柴油機樣機燃燒率已經(jīng)接近50%了?！绷号d雨說(shuō)。

梁興雨用人們熟悉的場(chǎng)景，描述了發(fā)動(dòng)機摩擦降低、燃料燃燒率提高所帶來(lái)的改變?！霸瓉?lái)的老紅旗轎車(chē)，排量在3.6升左右，行駛100公里需要 17到18升油，而現在的普通小汽車(chē)，排量大部分是1.6升或者2.0升，百公里的油耗七八升，降低了60%左右，節能效果很明顯。而減排和節能幾乎是同 時(shí)的，以前汽車(chē)在單位距離內的油耗多，排放出的廢氣和顆粒物自然也多。比如最早的柴油機，不僅產(chǎn)生大量的顆粒物，還冒黑煙，這種現象如今幾乎見(jiàn)不到了?！?梁興雨說(shuō)，“從普通百姓的角度看，發(fā)動(dòng)機進(jìn)步最明顯的體現就是在汽車(chē)領(lǐng)域。如今，發(fā)動(dòng)機的進(jìn)步使得汽車(chē)變得小型化、輕型化，向著(zhù)快速、高效發(fā)展?！?/P>

在節能之外，減排是如今發(fā)動(dòng)機面臨的又一重要問(wèn)題?！鞍l(fā)動(dòng)機燃燒產(chǎn)生顆粒物和氮氧化物，美國等國家使用廢氣再循環(huán)技術(shù)，同時(shí)降低發(fā)動(dòng)機內的兩種 物質(zhì)，歐洲則先采取措施降低機內的顆粒物，然后用噴灑尿素的方法，在機外還原氮氧化物。我國的排放法規用的是歐洲體系，但是對于排放物的控制，如果采取歐 洲方式，所涉及的就不僅僅是技術(shù)問(wèn)題，還有配套問(wèn)題，如尿素供應站的建設等方方面面的問(wèn)題?！绷号d雨說(shuō)。