科學家研發高效節能設備，汽車節油量最高達3.29L/100km

當下，世界范圍內的汽車數量不斷增多，加劇了燃油資源、環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模地應用。

為提高汽車的燃油效率，中國科學院深圳先進技術研究院與北京璞墨科技有限公司、南京師范大學團隊合作，設計了一種基于共振原理的高效節油設備。

這是一款可實現節油的外掛型節能設備，并能夠用于物流企業、運輸車隊、個體車主等。

為檢測該節油器的性能，研究人員將它在主流品牌車輛進行測試。根據節油效率結果，在 1500-3500km 的測試區間，主流品牌車輛的燃油效率都獲得了 6.15%-11.16% 的有效提升。

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

與此同時，他們還通過設計原理的理論分析得出結論：在一定的適應周期后，節油效率將逐步提高，最終實現穩定最佳值。

近日，相關論文以《基于共振原理的節油器設計及應用》（Design and Application of Fuel Saver Based on Resonance Principle）為題，發表在由中國科學院深圳先進技術研究院、科學出版社主辦的 Journal of Integration Technology[1]。

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

那么，如何實現提高燃料燃燒效率、減小燃料損失，實現節省燃料的呢？

根據該論文，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和自矢量復位技術，從而產生特定的波形，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構強烈振動時的振幅。

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

圖丨波能節油系統構成示意圖，左側所示的波能****通過信號線同右側所示的控制主機相連接（來源：Journal of Integration Technology）

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

為增強粒子的自旋矢量，在經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的粒子賦予強大的能量。這樣，新形成的定向粒子能夠在不需要外部能源供應的條件下長期維持。

通過這種特定頻率的復合振動波傳遞波能，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由振動轉變為旋轉，使摩擦引力的效果降低，汽車燃料消耗減少，最終實現節油的效果。

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

在這種新方法中，研究人員構建了對重型載重卡車的波能節油系統，包括控制主機和波能****。

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

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

總體來說，該團隊提出一種基于波能和共振原理的節能方法，在不改變車輛發動機和整車設計的前提下，使用外置設備產生能量波，讓車輛節油成為可能。

同類研究的重點往往集中在內燃機改進、燃料替換，以及基于發動機物理構造改進或提升的節油器。

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構進行改造的方案，設計并產生特定波形，利用降低燃料分子之間的黏性，來提高內燃機的燃燒效率，最終減少汽車燃油消耗實現節油。

以這種創新方法為準則，該課題組開發了基于共振原理的節油器。據相關資料，節油率在 5% 以上的節油器即具有良好的市場號召力。在該研究中，節油器所能達到的最高節油率為 11.16%。

此外，該技術不局限于應用在包括汽車、火車、輪船、航空等在內的運輸行業，還有望通過對能量波應用的深入研究，在更廣泛的半導體、生物、醫療等領域具有應用潛力。