幾年前，汽車發(fā)動機工業(yè)與美國Sandia國家實驗室聯(lián)合組建了一個汽車發(fā)動機研究小組。該研究小組成員來自世界各地，其研究實驗室位于加利福尼亞州利弗莫爾的燃燒研究設備實驗室(Combustion Research Facility)。在研究過程中，該研究小組發(fā)現(xiàn)了一個前所未有的現(xiàn)象。
研究小組成員燃燒專家Mark Musculus表示：“每當研究小組內(nèi)成員燃燒專家試圖改變發(fā)動機燃燒條件以便得到更低的廢氣排放時，他們均遇到了同一個問題，那就是在發(fā)動機燃燒條件改變時，發(fā)動機尾氣中一氧化碳和未完全燃燒的殘余燃油的含量都會相應增多。每個研究人員都遇到了相同的問題，但沒有人知道其中發(fā)生的原因。”
Mark Musculus還表示：“在實驗中，我們采用了光學發(fā)動機，該光學發(fā)動機配備一個石英窗口供人們觀察發(fā)動機內(nèi)燃油的燃燒情況。通過激光等高科技診斷手段發(fā)現(xiàn)，在燃油噴射器附近出現(xiàn)了“過混合”現(xiàn)象，其中“過混合”現(xiàn)象是燃油含量過低，空氣含量過高油氣比例失調(diào)造成的。由于人們忽略了對燃燒過程的控制，所以才出現(xiàn)了這一系列的問題。”
“過混合”現(xiàn)象會減緩燃燒進程，降低燃燒劇烈程度，導致燃燒不完全，一氧化碳和殘余燃油含量過高等問題。一氧化碳和殘余燃油不僅有毒污染空氣，而且還會降低發(fā)動機燃油效率。
低溫燃燒柴油
燃燒研究設備實驗不僅可以有效解決實際問題，而且還會帶來額外的實驗成果。燃燒研究設備實驗小組目前主要進行低溫燃燒柴油的研究。該研究小組認為低溫燃燒柴油將為重型、輕型柴油機提供新一代清潔能源，這樣可以省去一系列不必要的昂貴的復雜尾氣處理系統(tǒng)。
Mark Musculus表示：“研究柴油機清潔能源的意義重大，而低溫燃燒柴油的出現(xiàn)提供了一種全新的解決方案。”
在20世紀90年代后期燃燒研究設備研究員John Dec研究發(fā)現(xiàn)在低溫下燃燒柴油可以有效降低尾氣中粉塵和氮氧化物的含量。其中，粉塵和氮氧化物是尾氣中主要的污染物。
此次，美國Sandia國家實驗室汽車發(fā)動機研究小組通過利用激光檢測診斷手段發(fā)現(xiàn)，柴油機柴油濃度過高的區(qū)域會導致產(chǎn)生粉塵。另外，隨著發(fā)動機內(nèi)溫度的升高，氮氧化物的產(chǎn)生速率以指數(shù)速率增長，所以氮氧化物隨著柴油發(fā)動機內(nèi)溫度升高而增多。
