弗吉尼亞州的發明家gary greenwell著手研制的“ride”新型轉缸式發動機作為旋轉式內燃機,也許并不能引起人們太多的關注。但其可以轉換到飛輪模式工作,進行能量再生的能力,卻是足以引起人們的重視。轉缸式發動機整合了汽缸轉動時的飛輪效應,并把它作為一種類似于混合動力系統中的能量儲備單元來使用。
在ride發動機的飛輪工作模式下,ride發動機汽缸中的活塞將不再進行往復來回運動,活塞與汽缸本體一起作為一個飛輪旋轉,充分利用車輛的慣性驅動汽缸本體的旋轉。利用飛輪效應進行能量的轉化是ride發動機關鍵的發明之一,greenwell先生專門為它申請了專利。這是與動力驅動模式的最大區別。
當發動機本體轉變成一個飛輪時,旋轉的飛輪能夠在短時間內儲存能量,并且這個飛輪的旋轉驅動力是從制動中回收的能量。這種回收制動能量的思路與混合動力系統中選用傳統的蓄電池儲存回收的能量相同。而根據過去的報道,在更早的時候一些研究機構曾經探索過帶有飛輪動力傳動系統的生命力但這個研究并無結果,ride發動機完善了這個設想。
ride發動機在不影響車輛行駛速度的情況下,不斷將燃料燃燒所產生的能量儲存起來,同時也持續地將儲存的能量根據車輛行駛狀態輸送給車輛的動力系統。而這些輸出的能量能夠精確地補償發動機在工作時由于各種原因所造成的能量損失。
ride發動機的設計通過把車輛的直線慣性轉化成發動機的旋轉慣性,從而回收了大部分由于制動時所造成的能量損失,而且這種回收系統無需對車輛添加任何額外的部件。
greenwell先生認為,這種儲存能量的功能將能夠杜絕絕大部分發動機怠速運轉造成的能量損失(100%的損失)。而根據行使情況恰當的變化輸出的動力,再結合車載電腦的精確控制,能夠回收大部分由于制動減速造成的能量損失。
這種回收怠速和制動能量的功能可以用發動機測功機數字來更直觀地解釋。greenwell先生指出,在用發動機測功機對發動機的工作狀態進行測試時。一臺傳統的往復運動發動機,在轉速為2000rpm時,只利用了其消耗燃油的一半能量,這些消耗的能量僅僅保持了車輛的速度,此時驅動輪沒有獲得任何力量。而混合動力系統的大部分功能在于,燃油效率達到最低時(如怠速空轉、減速停車),以一種不同的、更為有效的能量來替換燃燒所產生的能量,這樣就可以補償制動或減速時所造成的動能損失。但是混合動力系統卻要求裝備額外的動力提供系統和能量儲存系統,如電動機和蓄電池組。這增加了車輛的復雜程度和制造成本。
ride發動機回收能量的功能正好達到了混合動力系統的功能。比如說,當車輛速度達到40英里/小時時,你需要停車,在由ride發動機構成的飛輪動力設備中,車輛行駛中的直線慣性被轉換成發動機的旋轉慣性,并在加速時再次為車輛提供動力。如果在再次加速時,該系統能夠實現90%的能量效益,你的車輛就能從恢復的能量中獲得36英里/小時的速度。而在整個減速到加速期間,無需消耗任何燃油。
飛輪裝置的能量儲存功能能為車輛加速提供動力,在達到36英里/小時的速度后,發動機開始運轉(同時消耗燃油),并重新回到儲存能量的工況。只要車輛在行駛,飛輪就不會停止工作,而在飛輪儲存能量耗盡后,發動機又通過燃油燃燒來為其補充慣性能量。greenwell先生認為,在能量回收環節中,ride發動機能夠儲存4倍于燃燒所產生的能量。
正如最開始所預想的,ride發動機是一種純粹的壓燃式發動機。然而,如果對其提出其他不同的設計要求,還可以讓這種發動機儲存其他形式能量,如壓縮空氣或電力。它也可在液壓驅動系統中作為一個電動機或者泵。
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