氨燃料內(nèi)燃機(jī)探索與研發(fā)的新突破

隨著全球氣候變暖等問(wèn)題的加劇，減少二氧化碳等溫室氣體的排放已經(jīng)成為國(guó)際社會(huì)的共識(shí)，《巴黎協(xié)定》也成為國(guó)際社會(huì)合作應(yīng)對(duì)全球挑戰(zhàn)的范例。2020年9月，中國(guó)明確提出碳達(dá)峰、碳中和的“雙碳”目標(biāo)，目前正在積極推進(jìn)和落實(shí)。

在此過(guò)程中，以柴油機(jī)為代表的大功率內(nèi)燃機(jī)受到了廣泛關(guān)注。作為一類(lèi)具有重要地位的動(dòng)力設(shè)備，大功率內(nèi)燃機(jī)在交通運(yùn)輸（如船舶運(yùn)輸）、工程機(jī)械、農(nóng)用機(jī)械、陸用電站等場(chǎng)景有著廣泛的應(yīng)用，對(duì)推動(dòng)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展貢獻(xiàn)巨大，但作為能源消耗“大戶”，也是二氧化碳排放的主要來(lái)源之一。有數(shù)據(jù)顯示，能源及與能源相關(guān)的碳排放占我國(guó)碳排放總量的80%以上。就目前來(lái)看，無(wú)論采取何種技術(shù)，采用化石燃料的大功率內(nèi)燃機(jī)都難以滿足碳中和的要求。因此，轉(zhuǎn)而發(fā)展和利用以氨為主的零碳燃料將成為踐行“雙碳”目標(biāo)的重要路徑之一。

當(dāng)前，氨燃料內(nèi)燃機(jī)普遍需要借助5%～15%能量比的柴油來(lái)進(jìn)行引燃，以使其能夠正常工作，并未從根本上解決碳排放問(wèn)題；同時(shí)，受限于氨燃料的燃燒特性，氨燃料內(nèi)燃機(jī)的功率輸出低、熱效率低，難以滿足市場(chǎng)需求。而其研發(fā)面臨的挑戰(zhàn)主要在于：對(duì)內(nèi)燃機(jī)條件下的氨燃料著火和燃燒穩(wěn)定性機(jī)理的理解尚不充分；現(xiàn)有熱力循環(huán)難以滿足氨燃料高能著火與高效燃燒的需要；缺少適用于氨燃料壓燃應(yīng)用的內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)等。因此，突破現(xiàn)有技術(shù)瓶頸，自主開(kāi)發(fā)零碳排放、高功率密度高效氨燃料內(nèi)燃機(jī)，是我國(guó)自主研發(fā)大功率氨燃料內(nèi)燃機(jī)的重要組成部分，對(duì)發(fā)展氨燃料高效清潔燃燒與熱力循環(huán)理論具有重要科學(xué)意義，并將為我國(guó)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)提供重要助力。哈爾濱工程大學(xué)動(dòng)力與能源工程學(xué)院劉龍教授團(tuán)隊(duì)（以下簡(jiǎn)稱“團(tuán)隊(duì)”）針對(duì)氨燃料內(nèi)燃機(jī)應(yīng)用路徑開(kāi)展了一系列探索研究，并創(chuàng)新研發(fā)了兩階熱循環(huán)氨燃料直線發(fā)動(dòng)機(jī)。

氨燃料內(nèi)燃機(jī)燃燒理論與技術(shù)探索

氨燃料具有著火點(diǎn)高、火焰?zhèn)鞑ニ俣嚷?、辛烷值高的特性，?yīng)用于內(nèi)燃機(jī)往往需要400開(kāi)爾文以上的進(jìn)氣溫度和30以上的壓縮比。普通的熱力循環(huán)和內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)無(wú)法滿足上述要求，因而通常采用活性氛圍、預(yù)混、預(yù)燃等手段來(lái)實(shí)現(xiàn)更好的燃燒效果。團(tuán)隊(duì)針對(duì)氨燃料內(nèi)燃機(jī)的燃燒理論與技術(shù)路徑進(jìn)行了探索研究，填補(bǔ)了大功率內(nèi)燃機(jī)大空間尺度條件下氨燃料急速穩(wěn)定燃燒理論與技術(shù)的空白。

氨燃料智能寬閾燃燒機(jī)理

大功率內(nèi)燃機(jī)具有工作條件高、成本高的特點(diǎn)，這使得在氨燃料內(nèi)燃機(jī)的研制過(guò)程中需要進(jìn)行大量的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)仿真。而計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)模擬的發(fā)展則大多受到精度和計(jì)算速度的制約，例如，完成單個(gè)工況的完全燃燒計(jì)算一般至少需要耗費(fèi)48小時(shí)。這就對(duì)氨燃燒機(jī)理的準(zhǔn)確性和簡(jiǎn)潔性提出了很高的要求。值得注意的是，氨燃料船舶內(nèi)燃機(jī)的壓縮燃燒條件往往能夠達(dá)到2000開(kāi)爾文和10兆帕以上，而目前實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中的最高壓力僅約為7.5兆帕，無(wú)法滿足化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)標(biāo)定的要求。為了解決在某些條件下氨燃燒實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)缺乏的問(wèn)題，特別是在船舶動(dòng)力所需的高壓條件下，團(tuán)隊(duì)提出了智能寬閾機(jī)理模型。該模型通過(guò)采用進(jìn)化算法與深度學(xué)習(xí)相結(jié)合的方法，擴(kuò)展了現(xiàn)有高壓下化學(xué)反應(yīng)機(jī)理的預(yù)測(cè)模擬功能，增強(qiáng)了氨燃料機(jī)理模型的預(yù)測(cè)范圍和精度，解決了船舶內(nèi)燃機(jī)條件下氨燃料機(jī)理模型的適用性問(wèn)題。

基于活性控制的氨燃料內(nèi)燃機(jī)燃燒技術(shù)

團(tuán)隊(duì)在內(nèi)燃機(jī)上分別探索研究了氨與高活性碳基燃料（柴油）、氫、添加劑（亞硝酸銨）結(jié)合后的燃燒表現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)通過(guò)調(diào)整添加活性燃料或添加劑的比例，可以優(yōu)化混合燃料的整體活性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)氨燃料內(nèi)燃機(jī)的穩(wěn)定燃燒，并達(dá)到典型的船舶功率范圍。為了揭示氨燃料與活性燃料耦合燃燒交互作用的機(jī)理，團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)燃燒過(guò)程進(jìn)行敏感性分析，發(fā)現(xiàn)了影響燃燒特性的混合物、關(guān)鍵方程和自由基；又通過(guò)對(duì)關(guān)鍵自由基生產(chǎn)率進(jìn)行敏感性分析，發(fā)現(xiàn)混合燃料的點(diǎn)火性能得到改善的主要原因在于：活性燃料的加入為燃燒初期提供了所需的活性自由基的濃度，促進(jìn)了羥基自由基的快速產(chǎn)生，從而加快了氨氣（NH3）的燃燒。團(tuán)隊(duì)的這一研究填補(bǔ)了大空間尺度條件下氨燃料急速穩(wěn)定燃燒控制理論的空白。

氨燃料內(nèi)燃機(jī)壓燃模式探索

在了解氨燃料燃燒的潛力后，團(tuán)隊(duì)基于前期對(duì)氨與高活性燃料或添加劑摻燒的探索結(jié)果，發(fā)現(xiàn)火花點(diǎn)火或直接壓縮點(diǎn)火在大缸徑內(nèi)燃機(jī)中具有一定的應(yīng)用局限性。為解決點(diǎn)火困難問(wèn)題，團(tuán)隊(duì)采用了預(yù)燃室燃燒先導(dǎo)噴射火焰的方式，有效降低了氨燃料對(duì)點(diǎn)火能量的高需求；并提出了一種用氫氣射流火焰點(diǎn)燃氨燃料的方案，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方案可實(shí)現(xiàn)大功率內(nèi)燃機(jī)的正常滿載功率輸出。氫氣射流火焰為氣缸帶來(lái)了燃燒所需的溫度和活性氛圍，特別是高濃度的氫自由基，這有助于建立燃燒所需的羥基自由基和氧自由基的條件，有效促進(jìn)氨的早期燃燒。在某些工況下，通過(guò)優(yōu)化氫射流火焰的點(diǎn)火時(shí)間，氮氧化物（NOx）排放能夠達(dá)到國(guó)際海事組織（IMO）第三階段（Tier III）法規(guī)的要求。該方案具有良好的排放優(yōu)化效果，同時(shí)也能獲得相對(duì)更好的功率輸出和內(nèi)燃機(jī)性能。此外，針對(duì)不同類(lèi)型的摻燒燃料（柴油、氫、添加劑等），團(tuán)隊(duì)在氨燃料內(nèi)燃機(jī)上對(duì)燃燒控制策略、燃料噴射策略等一系列急速穩(wěn)定燃燒路徑進(jìn)行了探索研究，豐富了氨燃料內(nèi)燃機(jī)的燃燒控制方案，填補(bǔ)了氨作為燃料從理論到實(shí)際的應(yīng)用策略空白。

氨燃料燃燒路徑總結(jié)

氨燃料內(nèi)燃機(jī)技術(shù)概況如圖1所示。目前，氨燃料在內(nèi)燃機(jī)中應(yīng)用面臨的問(wèn)題大致可歸結(jié)為：其一，氨燃料的燃燒機(jī)理不完全，燃燒技術(shù)不成熟，氨的熱值低，燃料耗費(fèi)相對(duì)更多；其二，氨燃料的火焰速度慢，點(diǎn)火困難，內(nèi)燃機(jī)壓縮比高，導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)整體尺寸大，因此僅適用于中、大功率內(nèi)燃機(jī)，難以用于小空間大功率內(nèi)燃機(jī)；其三，氨燃料燃燒排放的氮氧化物濃度較高。在未來(lái)的發(fā)展中，氨燃料可與其他燃料（如氫燃料）一同燃燒；氨燃料還可采用火花點(diǎn)火技術(shù)，通過(guò)改變噴射正時(shí)、多次噴射、燃燒模式等策略，在提高熱效率的同時(shí)降低氮氧化物排放；氨燃料在生產(chǎn)和運(yùn)輸中的應(yīng)用也應(yīng)得到更多關(guān)注，目前廣泛使用的氨生產(chǎn)工藝也需向綠色氨方向轉(zhuǎn)型。總體來(lái)看，氨燃料內(nèi)燃機(jī)進(jìn)一步發(fā)展的重點(diǎn)在于改進(jìn)燃燒機(jī)理、優(yōu)化燃燒策略、開(kāi)發(fā)新的內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)，使氨得到充分燃燒。此外，傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)只需稍加改動(dòng)（如壓縮比和燃油運(yùn)輸管路），解決氨腐蝕等問(wèn)題，就能以氨氣作為燃料運(yùn)行。未來(lái)，氨燃料有望替代傳統(tǒng)化石燃料，成為中、大功率內(nèi)燃機(jī)燃料應(yīng)用的主流。

兩階熱循環(huán)氨燃料直線發(fā)動(dòng)機(jī)概述

開(kāi)發(fā)燃料分缸重整活性壓燃技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了氨燃料直接壓燃；提出了直線“雙缸”熱力循環(huán)理論和技術(shù)，顛覆了現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)的熱力循環(huán)方式和結(jié)構(gòu)；獲得了氨燃料高效穩(wěn)定燃燒機(jī)理和控制機(jī)制；最終，形成了兩階熱循環(huán)氨燃料直線發(fā)動(dòng)機(jī)，讓大功率內(nèi)燃機(jī)“吃”得更健康、更安全，動(dòng)力輸出更強(qiáng)勁。

兩階熱循環(huán)氨燃料直線發(fā)動(dòng)機(jī)包括直線發(fā)電機(jī)組一套和集成在其左右兩側(cè)的內(nèi)燃?xì)飧捉M各一套（見(jiàn)圖2）。直線發(fā)電機(jī)組由殼體、動(dòng)子芯軸、定子線圈和發(fā)電機(jī)動(dòng)子組成。每套內(nèi)燃?xì)飧捉M由一個(gè)高壓氣缸和一個(gè)低壓氣缸組成，高壓氣缸包括高壓活塞、噴油器和閥組，而低壓氣缸僅包括低壓活塞和閥組。低壓氣缸與高壓氣缸間設(shè)置有中冷器和廢氣連通管等結(jié)構(gòu)，并通過(guò)不同閥口連接。高壓活塞和低壓活塞通過(guò)連接軸與直線電機(jī)集成固接，實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)動(dòng)，并按照如表1所示的循環(huán)進(jìn)行穩(wěn)定工作。

兩階熱循環(huán)氨燃料直線發(fā)動(dòng)機(jī)的三大技術(shù)創(chuàng)新

兩階熱循環(huán)氨燃料直線發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行和高效工作離不開(kāi)其采用的三大關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新。

一是氨燃料高爆壓定壓壓燃技術(shù)。團(tuán)隊(duì)提出了氨燃料活性催化燃燒模式和基于脈沖噴油策略控制的定壓燃燒技術(shù)，降低了氨燃料壓縮著火的邊界壓力和爆發(fā)壓力，在提高熱效率的同時(shí)滿足了內(nèi)燃機(jī)對(duì)強(qiáng)度的要求。

具體而言，團(tuán)隊(duì)首先揭示了活性氛圍與熱氛圍條件下氨燃料壓燃機(jī)理。基于氨燃料化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，結(jié)合缸內(nèi)重整燃燒技術(shù)，利用氫氣或亞硝酸銨等活性催化劑的催化作用，降低了氨燃料壓縮著火的邊界壓力和爆發(fā)壓力（見(jiàn)圖3），無(wú)需引燃即可實(shí)現(xiàn)純氨燃料的壓縮著火。同時(shí)，開(kāi)發(fā)的定壓燃燒控制技術(shù)，能夠在壓縮著火始點(diǎn)控制爆發(fā)壓力（例如可將燃燒壓力控制在30兆帕），并通過(guò)多次脈沖噴油策略實(shí)現(xiàn)定壓燃燒過(guò)程控制，限制燃燒壓力的升高，滿足當(dāng)前內(nèi)燃機(jī)制造業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)的爆壓條件。由此，獲得了氨燃料高效穩(wěn)定燃燒機(jī)理與控制機(jī)制。

二是兩階相繼熱力循環(huán)技術(shù)。團(tuán)隊(duì)提出了新型兩階段熱力循環(huán)，通過(guò)分缸相繼壓縮和膨脹，顛覆了傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)循環(huán)理論，在常規(guī)壓縮比下實(shí)現(xiàn)了更高的壓縮壓力和更好的膨脹作功能力。

具體而言，兩階熱循環(huán)氨燃料直線發(fā)動(dòng)機(jī)采用雙缸，將發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)分解為低壓循環(huán)與高壓循環(huán)（見(jiàn)圖4）。燃油噴射與燃燒過(guò)程發(fā)生在高壓循環(huán)。壓縮與膨脹過(guò)程分為兩個(gè)階段，并分別在高壓與低壓循環(huán)中進(jìn)行。在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，外界空氣從低壓進(jìn)氣閥進(jìn)入低壓缸進(jìn)行第一階段壓縮，經(jīng)過(guò)中冷器冷卻后通過(guò)高壓進(jìn)氣閥再進(jìn)入高壓缸進(jìn)行第二階段壓縮；接下來(lái)，噴油器噴入氨燃料，與高溫高壓的壓縮空氣充分混合后開(kāi)始?jí)喝?，并依靠氨燃料多次脈沖噴射策略維持高爆壓等壓燃燒過(guò)程；燃?xì)馔苿?dòng)高壓活塞進(jìn)行第一階段膨脹，然后通過(guò)廢氣連通管流入低壓缸塞進(jìn)行第二階段膨脹。由于高壓缸設(shè)計(jì)尺寸比低壓缸小得多，因此傳熱損失可以大幅降低，同時(shí)大體積低壓缸內(nèi)的氣體二次膨脹可以顯著提高膨脹功。這種作功方式顛覆了傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)采用的奧托循環(huán)或狄塞爾循環(huán)理論，形成了分缸兩階相繼壓縮膨脹的熱力學(xué)循環(huán)；突破了傳統(tǒng)大功率內(nèi)燃機(jī)沖程限制壓縮比提升的瓶頸，獲得了更高的壓縮比，為氨燃料高爆壓壓燃創(chuàng)造了條件，熱效率得到大幅提升。

三是大小缸同步穩(wěn)定直線運(yùn)動(dòng)技術(shù)。團(tuán)隊(duì)發(fā)明了高低壓氣缸錯(cuò)位式直線運(yùn)動(dòng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了直線穩(wěn)定傳動(dòng)作功，替代了傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)采用的曲柄連桿機(jī)構(gòu)，大幅降低了傳動(dòng)和機(jī)械損失。

具體而言，兩階熱循環(huán)氨燃料直線發(fā)動(dòng)機(jī)取消了曲柄連桿結(jié)構(gòu)，突破了傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的機(jī)械限制；將內(nèi)燃機(jī)與直線電機(jī)進(jìn)行集成（見(jiàn)圖5），在簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械損失的降低、功率密度的增大、發(fā)電效率的提高，節(jié)能效果也更好；優(yōu)化了傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，高低壓活塞之間通過(guò)動(dòng)子芯軸剛性連接，實(shí)現(xiàn)了兩套發(fā)動(dòng)機(jī)組的同步動(dòng)作，使整機(jī)運(yùn)行更加安全穩(wěn)定。

應(yīng)用前景與技術(shù)展望

黨的二十大報(bào)告指出“推動(dòng)能源清潔低碳高效利用，推進(jìn)工業(yè)、建筑、交通等領(lǐng)域清潔低碳轉(zhuǎn)型”。當(dāng)前，能源行業(yè)正從柴油等傳統(tǒng)化石能源逐漸向風(fēng)能、太陽(yáng)能、氨能等新能源轉(zhuǎn)型，而隨著氨燃料內(nèi)燃機(jī)進(jìn)入市場(chǎng)，能源行業(yè)將進(jìn)一步考慮布局氨能，綠氨產(chǎn)業(yè)和氨燃料供給產(chǎn)業(yè)也將迎來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇。同時(shí)，氨燃料對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)零部件提出的耐氨腐蝕等新要求將促進(jìn)相關(guān)零部件及其材料應(yīng)用的革新；燃料系統(tǒng)、直線電機(jī)、高效換熱器等氨燃料內(nèi)燃機(jī)的核心部件將帶動(dòng)新的產(chǎn)業(yè)集中。未來(lái)，氨燃料加注可替代化石燃料的加注站，優(yōu)化我國(guó)能源分配現(xiàn)狀和能源儲(chǔ)運(yùn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，推進(jìn)新能源供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，打造新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。此外，新型零碳內(nèi)燃機(jī)技術(shù)路線的提出，將使我國(guó)在大功率內(nèi)燃機(jī)研發(fā)方面形成與國(guó)外技術(shù)路線對(duì)等的競(jìng)爭(zhēng)格局，促使我國(guó)大功率內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈向高端、尖端發(fā)展。這些都為兩階熱循環(huán)氨燃料直線發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用和推廣創(chuàng)造了良好條件。

兩階熱循環(huán)氨燃料直線發(fā)動(dòng)機(jī)在理論上可使內(nèi)燃機(jī)的熱效率提高到60%以上，有望徹底解決當(dāng)前氨燃料燃燒困難、熱效率低的問(wèn)題，與現(xiàn)有的大功率內(nèi)燃機(jī)相比可使燃料成本降低約40%，大大提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料經(jīng)濟(jì)性和續(xù)航能力，并能夠廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸、工程機(jī)械、農(nóng)用機(jī)械、陸用電站等場(chǎng)景。經(jīng)過(guò)初步估算，若以兩階熱循環(huán)氨燃料直線發(fā)動(dòng)機(jī)替代現(xiàn)有在上述場(chǎng)景應(yīng)用的大功率內(nèi)燃機(jī)，平均每年約可減少二氧化碳排放343.6億噸，換算成平均碳交易價(jià)格可達(dá)1.27萬(wàn)億元；若僅考慮船舶運(yùn)輸領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)零碳排放，每年就將減少二氧化碳排放近11.4億噸，相當(dāng)于平均碳交易價(jià)格422億元，僅在船舶發(fā)動(dòng)機(jī)市場(chǎng)，未來(lái)3年的利潤(rùn)總額就將達(dá)到8179萬(wàn)元。

從技術(shù)發(fā)展角度來(lái)看，未來(lái)兩階熱循環(huán)氨燃料直線發(fā)動(dòng)機(jī)有以下幾個(gè)性能提升方向可考慮：其一，隨著氨燃料配合氫氣或亞硝酸銨等催化燃燒技術(shù)及其他先進(jìn)燃燒策略的發(fā)展，氨燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的壓燃邊界和爆壓將進(jìn)一步降低，大大提高發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和燃燒性能；其二，高壓共軌系統(tǒng)和噴油器的革新?lián)Q代能夠孕育出更加先進(jìn)靈活的噴射策略，顯著優(yōu)化氨燃料噴霧的混合燃燒特性，促進(jìn)燃燒效率并有效抑制排放污染物的生成；其三，新型復(fù)合材料的快速發(fā)展能夠進(jìn)一步強(qiáng)化氨燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)性能，例如使用輕型耐高溫抗沖擊金屬材料制作發(fā)動(dòng)機(jī)活塞等運(yùn)動(dòng)件，可以減輕發(fā)動(dòng)機(jī)載荷提高機(jī)動(dòng)性，并支撐發(fā)動(dòng)機(jī)在極限工況條件下的穩(wěn)定工作；其四，使用新型隔熱涂層材料能夠減少氨燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的熱損失，顯著提高膨脹功和熱效率；其五，作為兩階熱循環(huán)氨燃料直線發(fā)動(dòng)機(jī)的能量轉(zhuǎn)化裝置，直線電機(jī)的快速發(fā)展能夠進(jìn)一步提高整機(jī)的能量轉(zhuǎn)換效率；其六，比例-積分-微分（PID）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等新技術(shù)的配合運(yùn)用，能夠大大提高兩階熱循環(huán)氨燃料直線發(fā)動(dòng)機(jī)的控制精確度和靈活度，使其在高負(fù)荷變工況下保持穩(wěn)定運(yùn)行。

研發(fā)進(jìn)展與總結(jié)

現(xiàn)階段，團(tuán)隊(duì)已完成兩階熱循環(huán)氨燃料直線發(fā)動(dòng)機(jī)的原理樣機(jī)論證和開(kāi)發(fā)（見(jiàn)圖6），相關(guān)技術(shù)已申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利11項(xiàng)（授權(quán)7項(xiàng)）、俄羅斯發(fā)明專利1項(xiàng)（授權(quán)1項(xiàng)）、美國(guó)發(fā)明專利3項(xiàng)（授權(quán)1項(xiàng)），并與行業(yè)權(quán)威企業(yè)簽訂合作意向，一同開(kāi)展下一階段的工程化研制和后期的商品化推廣工作，為發(fā)揮更大的產(chǎn)業(yè)影響力奠定了基礎(chǔ)（見(jiàn)圖7）。

兩階熱循環(huán)氨燃料直線發(fā)動(dòng)機(jī)顛覆了傳統(tǒng)大功率內(nèi)燃機(jī)的熱力循環(huán)形式和現(xiàn)有需要柴油引燃氨燃料的燃燒模式，采用純氨燃料，能夠?qū)崿F(xiàn)真正的零碳排放，與傳統(tǒng)大功率內(nèi)燃機(jī)相比還具有熱效率更高、功率密度更高、經(jīng)濟(jì)性更高、尺寸更小等優(yōu)勢(shì)，能夠替代現(xiàn)有以柴油機(jī)為代表的傳統(tǒng)大功率內(nèi)燃機(jī)，有望顯著改變大功率內(nèi)燃機(jī)的產(chǎn)業(yè)格局，帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會(huì)效益，在構(gòu)建零碳社會(huì)、實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的進(jìn)程中為交通運(yùn)輸、工程機(jī)械、農(nóng)用機(jī)械、陸用電站等大功率內(nèi)燃機(jī)應(yīng)用場(chǎng)景提供零碳高效的動(dòng)力支撐。

審核編輯 ：李倩