相比起电驱动系统，一般的内燃机驱动系统具有能量转化效率低、养护费高和组件繁多等缺点。开过汽车的人都知道，驱动一辆车子仅仅靠发动机是完全不够的，还要有散热器、变速箱等一系列配合发动机的组件，由此带来的各种轮滑油和冷却液实在是多得烦人，而这整套繁杂的系统最终也只能将汽油中蕴含的30%的能量转化为前进的动能，其能量大多都化为热量消散在空气当中了。

随着电驱动系统的进一步成熟，发动机们纷纷表示压力很大，不过现在有一款发动机将彻底改写人们对发动机的印象。

这就是涡轮蒸汽发动机，英文全称”Rankine Cycle heat regenerative external combustion engine”意思是蒸汽热回收外燃烧发动机。正如其名，这款发动机严格意义上不能算是”内燃机”，它是通过加热水产生水蒸气，然后利用高压水蒸气产生机械能的系统，由于燃料的燃烧不是在气缸内进行的，所以被称为”外燃机”

它的工作原理是这样的：

1、 燃料被气雾化，与空气一同被注入离心式燃烧室(图示1)，在里面被火花塞点燃，加热燃烧室内的线圈，整个过程热电偶控制着燃烧程度，保证线圈的温度稳定;

2、 被加热线圈加热的水(图示2a)在5秒形成650度高压水蒸气，通过一组控制阀门(图示2b)，进入汽缸推动活塞;

3、 蒸汽进入水平放置的六个汽缸中， 3200psi的高压蒸汽驱动活塞，活塞通过连杆(图示3)转动中心的转轴;

4、 活塞连杆上的蜘蛛轴承将六个前后运动转化为转动(图示4)，由于采用可控的蒸汽阀门，启动时便可获得最大扭矩;

5、 使用过的蒸汽从汽缸放出(图示5a)，进入下方的冷凝单元，重新变回液态，被最下方的收集器吸收;

6、 吹风机(图示6)吹入冷却空气，加速冷凝单元的冷却;

7、 通过冷凝器的空气(图示7a)被加热后进入与废气排气口连接的二次热交换单元(图示7b)，再次被进一步加热;

8、 一个高压水泵将冷却后的水从收集器中抽入燃烧室内的热线圈中，加热的空气与燃料一同进入燃烧室燃烧，整个工作流程重复进行。

虽然工作原理十分怪异，但这个发动机却有十分显著的优点。

首先，这是个”饥不择食”的发动机，它几乎可以使用所有可燃烧的液体作为燃料，连汽车更换的废弃的机油也没问题。其次，由于它独特的燃烧方式，使得燃料可以较长时间在燃烧室中进行充分燃烧，提高燃料的使用效率。

涡轮蒸汽发动机俯视透视图

在使用汽油为燃料时，由于其燃烧温度较低，尾气中产生的氮氧化物也会大大降低。由于尾气的热量被用于加热燃烧用的空气了，所以也降低了热能的浪费。

由于内部活动的部件并没有暴露在燃烧的燃料中，取而代之的是高温电离了的水蒸气，所以该发动机完全不用机油做润滑剂。

涡轮蒸汽发动机剖面图

涡轮蒸汽发动机燃料采用的不是爆炸而是燃烧的能量释放方式，所以发动机不会产生巨大的噪音，因此也不需要传统汽车的消音器。

涡轮蒸汽发动机的最大优点，恐怕在于它那内燃机望尘莫及的启动扭矩了。一台160公斤的0.6升排量的涡轮蒸汽发动机启动时扭矩就可以达到1150牛米，这使得发动机完全不用搭配变速箱就可驱动一般的汽车。

涡轮蒸汽发动机仰视透视图

根据涡轮蒸汽发动机的特点，搭载它的车辆可以免去变速箱、散热器、消音器、机油泵和启动电机这些零件，大大简化了汽车的驱动系统，不管是作为未来车辆的主驱动单元，还是作为增程式电动车的发电机，都有广泛的使用前景。

( 编辑/辛迪嘉 )

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