2012 年度发明奖:更高效率、更低排放的发动机系统

一款发动机改装利用废热来降低燃油消耗

在弗兰克·威尔(Frank Will)的大半生里,他一直致力于提高发动机性能。他在 20 世纪 70 年代就开始在德国骑摩托车比赛,并在 1991 年赢得世界锦标赛冠军,之后又在澳大利亚成为福特汽车公司的汽车工程师。2008 年,他辞去了工作,将他的热情投入到一项新事业中:Over7,一个通过重新引导然后加热发动机机油的系统,可以将燃油消耗降低 7%,排放减少高达 30%。

Over7 将机油加热到比平时更高的温度,使其粘度降低,而不会烧坏发动机。汽车在正常行驶速度下运行时的发动机温度,以及其中的机油,大约在 200°F 左右。当同一台发动机改装了 Over7 系统后,机油的流动温度在 250° 到 300° 之间,而发动机缸体仍保持在 200°。由于这样更容易转动曲轴并运行机油泵,发动机所需的燃油就更少。提高发动机效率还可以减少二氧化碳、一氧化碳和氮氧化物的排放。

在 Over7 原型机中,一条旁路软管在热机油返回油底壳冷却之前将其收集起来,然后将其送入一个热交换器,该热交换器从发动机的废气中吸收热量,使机油温度更高。一个恒温器确保机油的出口温度不会超过 300°,因此仍在大多数汽车制造商的最大温度规格范围内。

威尔目前正在他曾工作的福特汽车公司的排放实验室测试他的发明。他说,采用 Over7 改装发动机的新车可能在五年内就可以下线。在此期间,他还计划完成一套售价 200 至 400 美元的改装套件,修理技师可以用它来将该系统安装到旧车上。他说,如果将 Over7 系统安装到美国的每一辆乘用车上,每年将减少 6400 万吨的二氧化碳排放——并为司机节省 70 亿加仑的汽油。

发明人:弗兰克·威尔
发明:Over7
开发成本 $200,000
上市距离: ● ● ● ●

工作原理

机油通过旁路管道流入热交换器,而不是流回油底壳冷却。一旦机油被加热到高达 300°,热交换器中的一个挡板阀会将废气导向排气旁路,这样就不会有更多的热量传递给机油。

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