科學(xué)家研發(fā)高效節(jié)能設(shè)備，汽車節(jié)油量最高達(dá)3.29L/100km

當(dāng)下，世界范圍內(nèi)的汽車數(shù)量不斷增多，加劇了燃油資源、環(huán)境污染以及人們出行需求等方面的矛盾。

一直以來，人們不斷地探索可替代的再生資源。但不可忽視的是，太陽能、風(fēng)能等能源具有自身的局限性和不確定性，制約著它們目前尚不能被大規(guī)模地應(yīng)用。

為提高汽車的燃油效率，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院與北京璞墨科技有限公司、南京師范大學(xué)團(tuán)隊合作，設(shè)計了一種基于共振原理的高效節(jié)油設(shè)備。

這是一款可實現(xiàn)節(jié)油的外掛型節(jié)能設(shè)備，并能夠用于物流企業(yè)、運輸車隊、個體車主等。

為檢測該節(jié)油器的性能，研究人員將它在主流品牌車輛進(jìn)行測試。根據(jù)節(jié)油效率結(jié)果，在 1500-3500km 的測試區(qū)間，主流品牌車輛的燃油效率都獲得了 6.15%-11.16% 的有效提升。

從節(jié)油量來看，以 100km 為單位最多可節(jié)省 3.29L，具有較高的可靠性。

與此同時，他們還通過設(shè)計原理的理論分析得出結(jié)論：在一定的適應(yīng)周期后，節(jié)油效率將逐步提高，最終實現(xiàn)穩(wěn)定最佳值。

近日，相關(guān)論文以《基于共振原理的節(jié)油器設(shè)計及應(yīng)用》（Design and Application of Fuel Saver Based on Resonance Principle）為題，發(fā)表在由中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院、科學(xué)出版社主辦的 Journal of Integration Technology[1]。

圖丨相關(guān)論文（來源：Journal of Integration Technology）

那么，如何實現(xiàn)提高燃料燃燒效率、減小燃料損失，實現(xiàn)節(jié)省燃料的呢？

根據(jù)該論文，研究人員重點集中在燃料的粒子層面，通過波能和共振原理提出一種脈沖技術(shù)和自矢量復(fù)位技術(shù)，從而產(chǎn)生特定的波形，減小燃料分子之間的黏性。

需要了解的是，利用共振原理的必要條件是，最大限度地提高燃料粒子晶格結(jié)構(gòu)強(qiáng)烈振動時的振幅。

在該研究中，通過將燃料粒子多方向向量結(jié)構(gòu)重置成單一向量結(jié)構(gòu)，來去除金屬表面累積的電荷，以此提高晶格結(jié)構(gòu)強(qiáng)烈振動的大小。

圖丨波能節(jié)油系統(tǒng)構(gòu)成示意圖，左側(cè)所示的波能****通過信號線同右側(cè)所示的控制主機(jī)相連接（來源：Journal of Integration Technology）

研究人員在對影響粒子自旋的因素分析后，設(shè)計出一種特定的能量波進(jìn)行自旋操控，利用電磁場對粒子的自旋狀態(tài)進(jìn)行控制。

為增強(qiáng)粒子的自旋矢量，在經(jīng)過對原子振動方向的基本改造后，該課題組利用向底層原子內(nèi)的粒子賦予強(qiáng)大的能量。這樣，新形成的定向粒子能夠在不需要外部能源供應(yīng)的條件下長期維持。

通過這種特定頻率的復(fù)合振動波傳遞波能，引起燃油、金屬部件和整車的各類分子所攜帶的電子運動狀態(tài)由振動轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)，使摩擦引力的效果降低，汽車燃料消耗減少，最終實現(xiàn)節(jié)油的效果。

圖丨左：設(shè)備裝車實驗圖（車型一）；右：設(shè)備裝車實驗圖 （車型二）（來源：Journal of Integration Technology）

在這種新方法中，研究人員構(gòu)建了對重型載重卡車的波能節(jié)油系統(tǒng)，包括控制主機(jī)和波能****。

該系統(tǒng)利用震動波干涉整車，尤其是燃油與動力系統(tǒng)中特定分子的電子，能夠產(chǎn)生以下三方面的效果：

第一，降低燃油分子之間的黏性；第二，改善整車中關(guān)鍵部件間的摩擦力；第三，減少整車和外界的阻力，從而實現(xiàn)節(jié)省燃油、改善駕乘的目標(biāo)。

總體來說，該團(tuán)隊提出一種基于波能和共振原理的節(jié)能方法，在不改變車輛發(fā)動機(jī)和整車設(shè)計的前提下，使用外置設(shè)備產(chǎn)生能量波，讓車輛節(jié)油成為可能。

同類研究的重點往往集中在內(nèi)燃機(jī)改進(jìn)、燃料替換，以及基于發(fā)動機(jī)物理構(gòu)造改進(jìn)或提升的節(jié)油器。

與之不同，研究人員基于對燃料損耗及燃燒效率低的研究，提出在燃料的基本粒子層面對結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造的方案，設(shè)計并產(chǎn)生特定波形，利用降低燃料分子之間的黏性，來提高內(nèi)燃機(jī)的燃燒效率，最終減少汽車燃油消耗實現(xiàn)節(jié)油。

以這種創(chuàng)新方法為準(zhǔn)則，該課題組開發(fā)了基于共振原理的節(jié)油器。據(jù)相關(guān)資料，節(jié)油率在 5% 以上的節(jié)油器即具有良好的市場號召力。在該研究中，節(jié)油器所能達(dá)到的最高節(jié)油率為 11.16%。

此外，該技術(shù)不局限于應(yīng)用在包括汽車、火車、輪船、航空等在內(nèi)的運輸行業(yè)，還有望通過對能量波應(yīng)用的深入研究，在更廣泛的半導(dǎo)體、生物、醫(yī)療等領(lǐng)域具有應(yīng)用潛力。