日前有媒體報(bào)道，美國(guó)洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和英國(guó)皇后大學(xué)的物理學(xué)家設(shè)計(jì)出一種零摩擦運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)，利用某種量子捷徑的優(yōu)勢(shì)來(lái)做功。 發(fā)動(dòng)機(jī)特別是內(nèi)燃機(jī)，在日常生活中有著廣泛的應(yīng)用。天津大學(xué)內(nèi)燃機(jī)燃燒學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副教授、博士梁興雨說(shuō)：“市面上的轎車(chē)、卡車(chē)以及機(jī)械工 程領(lǐng)域用的挖掘機(jī)、鋪路機(jī)器等，基本都是由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的。對(duì)于人們的實(shí)際生活而言，發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的進(jìn)步對(duì)于汽車(chē)行業(yè)的影響巨大。” 零摩擦發(fā)動(dòng)機(jī)或可用于驅(qū)動(dòng)細(xì)胞復(fù)活 “在傳統(tǒng)的往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)中，零摩擦是不可能實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)橛薪佑|就會(huì)有摩擦。”梁興雨說(shuō)。 對(duì)于國(guó)外科學(xué)家的發(fā)明，梁興雨說(shuō)在量子級(jí)別是有可能實(shí)現(xiàn)零摩擦的。“這種發(fā)動(dòng)機(jī)是微觀(guān)層面的，屬于亞微米級(jí)別的，要在分子和原子范圍內(nèi)才做得出 來(lái)。我們知道，原子是由原子核和電子構(gòu)成的，電子圍繞原子核在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)就基本屬于零摩擦狀態(tài)。但如果以這種量級(jí)來(lái)計(jì)算，發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率能有多大？我覺(jué)得也只能應(yīng)用在微觀(guān)領(lǐng)域，如驅(qū)動(dòng)細(xì)胞的復(fù)活和成長(zhǎng)，但這種理論體系的構(gòu)建，還是有很大積極意義的。”梁興雨告訴記者。 發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)步促使汽車(chē)向小型化、輕型化發(fā)展 發(fā)動(dòng)機(jī)自誕生以來(lái)，在技術(shù)方面已經(jīng)有了長(zhǎng)足進(jìn)步，但據(jù)梁興雨說(shuō)，在降低摩擦方面并沒(méi)有太大的成效。現(xiàn)在比較新的技術(shù)，基本也是通過(guò)改進(jìn)潤(rùn)滑油的 配置和機(jī)器結(jié)構(gòu)來(lái)降低摩擦。“減少摩擦后，燃燒轉(zhuǎn)化成的能量會(huì)更集中地應(yīng)用于推動(dòng)裝置運(yùn)行，從而達(dá)到節(jié)能的目的。在實(shí)際應(yīng)用中，節(jié)能其實(shí)是目前發(fā)動(dòng)機(jī)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。”梁興雨說(shuō)。 據(jù)梁興雨介紹，天大內(nèi)燃機(jī)燃燒學(xué)實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)走過(guò)了半個(gè)世紀(jì)的歷程，其不少科研成果都曾經(jīng)顯著提高了內(nèi)燃機(jī)的效率，如現(xiàn)為中國(guó)科學(xué)院院士的史紹熙 教授在上世紀(jì)七八十年代發(fā)明的復(fù)合式燃燒系統(tǒng)，如近些年由蘇萬(wàn)華教授牽頭的“柴油機(jī)混合率與化學(xué)反應(yīng)協(xié)同控制”研究。“天津大學(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(jì)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(guó)際研究是同步的。傳統(tǒng)柴油機(jī)的燃燒效率是38%到40%，但經(jīng)過(guò)兩輪‘973計(jì)劃’，柴油機(jī)樣機(jī)燃燒率已經(jīng)接近50%了。”梁興雨說(shuō)。 梁興雨用人們熟悉的場(chǎng)景，描述了發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦降低、燃料燃燒率提高所帶來(lái)的改變。“原來(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(xiàn)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(jié)能效果很明顯。而減排和節(jié)能幾乎是同 時(shí)的，以前汽車(chē)在單位距離內(nèi)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(jī)，不僅產(chǎn)生大量的顆粒物，還冒黑煙，這種現(xiàn)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(jī)進(jìn)步最明顯的體現(xiàn)就是在汽車(chē)領(lǐng)域。如今，發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)步使得汽車(chē)變得小型化、輕型化，向著快速、高效發(fā)展。” 在節(jié)能之外，減排是如今發(fā)動(dòng)機(jī)面臨的又一重要問(wèn)題。“發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒產(chǎn)生顆粒物和氮氧化物，美國(guó)等國(guó)家使用廢氣再循環(huán)技術(shù)，同時(shí)降低發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的兩種 物質(zhì)，歐洲則先采取措施降低機(jī)內(nèi)的顆粒物，然后用噴灑尿素的方法，在機(jī)外還原氮氧化物。我國(guó)的排放法規(guī)用的是歐洲體系，但是對(duì)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(yīng)站的建設(shè)等方方面面的問(wèn)題。”梁興雨說(shuō)。