科学家研发高效节能设备，汽车节油量最高达3.29L/100km

当下，世界范围内的汽车数量不断增多，加剧了燃油资源、环境污染以及人们出行需求等方面的矛盾。

一直以来，人们不断地探索可替代的再生资源。但不可忽视的是，太阳能、风能等能源具有自身的局限性和不确定性，制约着它们目前尚不能被大规模地应用。

为提高汽车的燃油效率，中国科学院深圳先进技术研究院与北京璞墨科技有限公司、南京师范大学团队合作，设计了一种基于共振原理的高效节油设备。

这是一款可实现节油的外挂型节能设备，并能够用于物流企业、运输车队、个体车主等。

为检测该节油器的性能，研究人员将它在主流品牌车辆进行测试。根据节油效率结果，在 1500-3500km 的测试区间，主流品牌车辆的燃油效率都获得了 6.15%-11.16% 的有效提升。

从节油量来看，以 100km 为单位最多可节省 3.29L，具有较高的可靠性。

与此同时，他们还通过设计原理的理论分析得出结论：在一定的适应周期后，节油效率将逐步提高，最终实现稳定最佳值。

近日，相关论文以《基于共振原理的节油器设计及应用》（Design and Application of Fuel Saver Based on Resonance Principle）为题，发表在由中国科学院深圳先进技术研究院、科学出版社主办的 Journal of Integration Technology[1]。

图丨相关论文（来源：Journal of Integration Technology）

那么，如何实现提高燃料燃烧效率、减小燃料损失，实现节省燃料的呢？

根据该论文，研究人员重点集中在燃料的粒子层面，通过波能和共振原理提出一种脉冲技术和自矢量复位技术，从而产生特定的波形，减小燃料分子之间的黏性。

需要了解的是，利用共振原理的必要条件是，最大限度地提高燃料粒子晶格结构强烈振动时的振幅。

在该研究中，通过将燃料粒子多方向向量结构重置成单一向量结构，来去除金属表面累积的电荷，以此提高晶格结构强烈振动的大小。

图丨波能节油系统构成示意图，左侧所示的波能发射器通过信号线同右侧所示的控制主机相连接（来源：Journal of Integration Technology）

研究人员在对影响粒子自旋的因素分析后，设计出一种特定的能量波进行自旋操控，利用电磁场对粒子的自旋状态进行控制。

为增强粒子的自旋矢量，在经过对原子振动方向的基本改造后，该课题组利用向底层原子内的粒子赋予强大的能量。这样，新形成的定向粒子能够在不需要外部能源供应的条件下长期维持。

通过这种特定频率的复合振动波传递波能，引起燃油、金属部件和整车的各类分子所携带的电子运动状态由振动转变为旋转，使摩擦引力的效果降低，汽车燃料消耗减少，最终实现节油的效果。

图丨左：设备装车实验图（车型一）；右：设备装车实验图 （车型二）（来源：Journal of Integration Technology）

在这种新方法中，研究人员构建了对重型载重卡车的波能节油系统，包括控制主机和波能发射器。

该系统利用震动波干涉整车，尤其是燃油与动力系统中特定分子的电子，能够产生以下三方面的效果：

第一，降低燃油分子之间的黏性；第二，改善整车中关键部件间的摩擦力；第三，减少整车和外界的阻力，从而实现节省燃油、改善驾乘的目标。

总体来说，该团队提出一种基于波能和共振原理的节能方法，在不改变车辆发动机和整车设计的前提下，使用外置设备产生能量波，让车辆节油成为可能。

同类研究的重点往往集中在内燃机改进、燃料替换，以及基于发动机物理构造改进或提升的节油器。

与之不同，研究人员基于对燃料损耗及燃烧效率低的研究，提出在燃料的基本粒子层面对结构进行改造的方案，设计并产生特定波形，利用降低燃料分子之间的黏性，来提高内燃机的燃烧效率，最终减少汽车燃油消耗实现节油。

以这种创新方法为准则，该课题组开发了基于共振原理的节油器。据相关资料，节油率在 5% 以上的节油器即具有良好的市场号召力。在该研究中，节油器所能达到的最高节油率为 11.16%。

此外，该技术不局限于应用在包括汽车、火车、轮船、航空等在内的运输行业，还有望通过对能量波应用的深入研究，在更广泛的半导体、生物、医疗等领域具有应用潜力。

参考资料：

1.Qu LX,Luo W,Shao J,et al.Design and application of fuel saver based on resonance principle [J].Journal of Integration Technology,2024,13(1):19-29. DOI:10.12146/j.issn.2095-3135.20230703001

运营/排版：何晨龙

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