重型卡车，如将许多世界商品从农场或工厂运送到市场的18轮，几乎都由柴油发动机提供动力。他们占全球温室气体排放的重要部分，但到目前为止已经完成了很少的时间来遏制他们的气候变化诱导的排气。
现在，麻省理工学院的研究人员发明了一种新的方式来驱动这些卡车，这种方式可以大大减少污染，提高效率，减少甚至消除它们的净温室气体排放。
这个概念包括使用一个插入式混合动力引擎系统，在这个系统中，卡车将主要由电池提供动力，但使用一个火花点火引擎(而不是柴油引擎)。这种发动机可以让卡车像今天的传统柴油卡车一样方便地行驶同样的距离，它将是一种灵活燃料模型，可以使用纯汽油、纯酒精或这些燃料的混合燃料。
而最终的目标将与电池动力卡车完全,研究人员说,这种混合燃料混合选项可以提供这样的卡车的方式获得早期进入市场通过克服担忧范围有限,成本,或过度的电池重量需要实现更长时间范围。
这一新概念是由麻省理工学院能源计划和等离子体聚变与科学中心的研究科学家丹尼尔·科恩和首席研究工程师莱斯利·布朗伯格开发的，他们将在4月11日举行的SAE年度国际会议上介绍这一概念。
科恩说:“多年来，我们一直在研究如何使汽车和卡车的发动机更清洁、更高效。我们尤其对火花点火(相对于柴油使用的压缩点火)能做什么感兴趣，因为它本质上更清洁。”与柴油发动机汽车相比，汽油动力汽车产生的氮氧化物(NOx)污染只有十分之一，而氮氧化物是空气污染的主要组成部分。
此外,通过使用混合燃料配置,允许它运行在汽油、乙醇、甲醇,或混合,这样发动机有可能比纯汽油发动机排放的温室气体要少很多,和燃料灵活性的增量成本很小,科恩和布朗伯格说。如果使用来自农业废物或城市垃圾等可再生资源的纯甲醇或乙醇，净温室气体排放甚至可能为零。科恩说，“这是一种利用低温室气体燃料的方法”，“但总是可以选择使用汽油”，以确保最大限度的灵活性。
虽然特斯拉汽车公司宣布将生产全电动重型卡车，但科恩表示，“我们认为这将是非常具有挑战性的，因为成本和电池的重量”需要提供足够的里程。Cohn和Bromberg估计，要满足传统柴油卡车的预期行驶里程，需要10到15吨电池。Cohn说，“这是相当大的一部分”。
为了解决这个问题，“我们认为能够在这些车辆中使用电力的方法是用插件混合动力，”他说。他们提出这种混合动力的发动机是两位研究人员多年来一直在开发的一项高效，灵活的燃料发动机的一个版本，这将重量较小，更加省油，并产生十分之一much air pollution as the best of today’s diesel-powered vehicles.
Cohn和Bromberg详细分析了开发这种发动机所需的工程和经济条件，以满足现有卡车运营商的需求。他们发现，为了匹配柴油的效率，可以使用酒精与汽油的混合物，甚至纯酒精，而且可以使用可再生能源进行处理。对一系列期望的发动机特性进行详细的计算机建模，结合使用人工智能系统筛选结果，得出了最有希望的途径的明确指示，并表明这种替代确实在实际和经济上可行。
在目前的柴油和所提出的柔性燃料车辆中，排放在尾管在两种情况下进行了各种排放控制系统，因此比较是现实世界排放的实际措施。The combination of a hybrid drive and flex-fuel engine is “a way to enable the introduction of electric drive into the heavy truck sector, by making it possible to meet range and cost requirements, and doing it in a way that’s clean,” Cohn says.
Bromberg表示，多年来汽油发动机变得更加高效，柴油燃料的相对成本已经上升，因此导致重型卡车柴油柴油的近乎通用采用的成本优势不再占上风。“随着时间的推移，燃气发动机变得越来越高效，它们在生产较少的空气污染方面具有固有的优势，”他说。并且通过在混合系统中使用发动机，它可以始终以最佳速度运行，最大化其效率。
甲烷是一种极其有效的温室气体，因此如果通过简单的化学过程将其转化为甲醇可以转移以产生有用的燃料，“这是制造清洁燃料的最具吸引力的方式之一，”Bromberg说。“我认为酒精燃料总体上有很多承诺。”
他指出，加州已经计划对柴油发动机车辆很难满足的卡车排放制定新的规定。科恩说:“我们认为，卡车运输公司选择汽油或灵活燃料是有道理的。”“发动机更便宜，尾气处理系统更便宜，这是确保它们能够满足预期规定的一种方式。将其与混合动力系统中的电力推进相结合，再加上更加清洁的电网，可以进一步减少卡车行业的排放和污染。”
用于卡车的纯电动推进是最终目标，但今天的电池尚未使这种逼真的选择，Cohn说：“电池很棒，但让我们对他们可以提供的东西是现实的。”
他们提出的组合可以立即解决两个主要挑战。“我们不知道哪个将更强大，渴望减少温室气体的愿望，或减少空气污染的愿望。”在美国，气候变化可能是较大的推动，而在印度和中国空气污染可能更为迫切，但“这项技术对两个挑战有价值，”科恩说。
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