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压缩空气动力汽车-新能源汽车概论(全彩版)

【摘要】:空气动力车,全称压缩空气动力汽车,是一种使用高压压缩空气为动力源,空气为介质,运行时将高压压缩空气存储的空气能转化为其他形式的能量驱动的汽车,空气动力车的研究最早始于法国。1991 年,法国工程师Gury Negre 获得了压缩空气动力发动机的专利,其工作原理是利用车上储存的高压压缩空气驱动发动机缸体内的活塞运动进而驱动汽车前进,这是最接近真正意义上的空气动力车。表7-3-1压缩空气动力汽车与燃料电池电动汽车特性比较

空气动力车,全称压缩空气动力汽车,是一种使用高压压缩空气为动力源,空气为介质,运行时将高压压缩空气存储的空气能转化为其他形式的能量驱动的汽车,空气动力车的研究最早始于法国。1991 年,法国工程师Gury Negre 获得了压缩空气动力发动机专利,其工作原理是利用车上储存的高压压缩空气驱动发动机缸体内的活塞运动进而驱动汽车前进,这是最接近真正意义上的空气动力车。

早在19 世纪,法国著名科幻小说家儒勒·凡尔纳就曾描绘过这样一幅图景——满街跑着用空气作动力的汽车。2002 年在巴黎举行的国际汽车展上,展出了一种不用燃油而使用高压空气推动发动机的小型汽车“城市之猫”,发明者为居伊·内格尔(Guy Negre)。

近年来,一种名为“进化”的空气动力汽车即将问世。该车行驶200 km 仅需要0.3 美元。它的引擎采用压缩技术,把空气压缩后储存在一个汽缸内。引擎接上电源充气4 小时就可以以80 km 的平均时速行走10 小时。

1.工作原理

使用高压压缩空气作为动力源,空气作为介质,汽车运行时将压缩空气存储的压力能转化为其他形式的机械能(汽车动能),以液态空气和液氮等吸热膨胀做功为动力的其他气体动力汽车也应属于压缩空气动力汽车的范畴。压缩空气动力汽车工作原理与传统汽车最大差别在于汽车动力来源的不同,其发动机的总体结构形式还是可以借鉴传统汽车现有的结构模式,主要还是往复活塞式、旋转活塞式等形式。

压缩空气动力发动机的结构也可以有往复活塞式、旋转活塞式和气马达型等多种结构形式,目前只有往复活塞式结构的报道。

压缩空气动力发动机的动力分配方式有串联方式、并联方式和串、并联混合方式。以往复活塞式结构为例,串联方式缸与缸间的空气动力是串接的,上一缸的剩余压力是下一缸的始动力。该方式的下级作用缸的结构尺寸较大,但动力利用率较高,热交换较充分。并联方式缸与缸之间的空气动力是并接的,不同缸的初始动力相同。并联方式的缸的结构尺寸相同,动力输出平稳,但剩余压力稍高。

2.压缩空气动力汽车特点

压缩空气动力汽车无燃料燃烧,排放的是无污染、无热辐射的空气,是真正的“绿色”概念汽车。其能量的传递快捷、储存容易,介质来源方便、清洁,所需的电力容易获取;充气设备和社会基础建设费用不高,较容易建造。

与传统汽车相比,其发动机工作时无燃料燃烧过程,所以发动机对材料要求低,结构简单、尺寸小、质量轻、造价低,设计和制造容易。整车使用维护和生产费用低,且可利用现有气动技术、汽车设计和制造技术,研制和开发周期短。

环境污染要求特别严格的城市中心、重点旅游区、自然保护区,以及对噪声要求高或室内使用的中小型工具、运输工具、军用潜艇等场合,压缩空气动力发动机具有很大的市场潜力和广泛的应用前景。

3.压缩空气动力汽车与燃料电池电动汽车特性比较

压缩空气动力汽车与燃料电池电动汽车特性比较如表7-3-1 所示。

表7-3-1 压缩空气动力汽车与燃料电池电动汽车特性比较