百科详情

　　也许不用两年，您就会看到第一辆气动汽车在您的小镇上“招摇过市”。而它很可能就是位于法国Brignoles的Zero Pollution Motors公司正在开发的e.Volution汽车。近几年来，e.Volutions汽车已经引起了广泛的关注。墨西哥政府已经签署了一笔购买4万辆e.Volutions汽车的交易订单，用以替代污染严重的墨西哥城内的汽油和柴油出租车。

　　e.Volution的制造商宣称该车是低污染或零污染。不过，目前关于这种气动汽车对环境的影响仍有争议。制造商认为，汽车是借助空气动力来行驶的，因此对环境没有危害；而批评家则认为，气动汽车只不过是将空气污染从尾气排放环节转移到了发电厂等其他环节。的确，这类汽车需要依靠电力压缩储气罐中的空气，而电力的供应又需要消耗矿物燃料。

　　e.Volution汽车使用一个双缸压缩空气发动机来驱动。这种发动机的基本理念非常独特：既可以只使用压缩空气驱动，也可以当作内燃发动机使用。压缩空气存储在碳纤维材料或玻璃纤维材料的储气罐中，罐内压力约为30兆帕（MPa）。罐内空气通过空气喷射器进入发动机的一个狭小气室，促使空气膨胀。膨胀后的空气会向下推动活塞，从而转动曲轴为汽车提供动力。Zero Pollution Motors还在开发既可以使用传统燃料又可以使用空气动力驱动的混合动力发动机。这两种动力能源的转换通过电子设备来控制。如果汽车的运行速度低于60公里/小时，它就会使用空气动力行驶。如果高于此速度，则会依靠汽油、柴油或天然气提供动力。

　　储气罐安装在汽车底部，可以容纳约300公升的空气。这些压缩空气能够支撑e.Volution汽车行驶200公里，最高时速度可达96.5公里。当储气罐中的空气快要耗尽时，只要就近停靠气泵站，对e.Volution汽车加气之后便可继续行驶。如果使用民用电充气，充满压缩气罐大约需要4个小时。但若有高压气泵，3分钟即可充满。

　　这辆汽车的发动机确实需要使用机油，但用量微乎其微，每行驶5万公里仅需要0.8升机油。该汽车将配备自动变速器、后轮驱动和齿条齿轮转向装置，轴距为2.89米。车重约为700公斤，长约3.81米，宽1.71米，高1.74米。

　　2000年10月，e.Volution汽车在南非约翰内斯堡举行的非洲2000年汽车博览会上首次公开亮相。Zero Pollution公司声称，该汽车将于2002年推向南非市场，但没有提到是否要在其他国家和地区销售。

　　华盛顿大学的研究人员开发了另一种气动汽车，该车的设计利用了蒸汽机的原理，只是不需要发生燃烧。他们设计的LN2000气动原型车使用液氮作为推进剂。之所以决定采用液氮，是因为氮气在大气中含量丰富（氮气约占地球大气总量的78%），而且容易获取。LN2000发动机由5大部件组成：

　　一个91升的不锈钢储气罐。

　　一个可将液氮输送到节能器的气泵。

　　一个利用尾气余热对液氮进行预热的节能器。

　　一个将液氮加热至沸点产生高压氮气的热交换器。

　　一个可将氮气能量转换为可用动力的膨胀器。

　　在零下196摄氏度条件下储存的液氮由热交换器加热蒸发。热交换器是LN2000低温发动机的核心部件，该发动机以其液氮存储温度极低而得名。利用汽车周围的空气将液氮加热至沸点。一旦液氮达到沸点，液氮将变成氮气，这个过程与在蒸汽机中将水加热至沸点形成水蒸气一样。

　　热交换器中形成的氮气，其体积会膨胀至液态时的700倍。之后，这些高压气体将被输送到膨胀器内，推动发动机的活塞，将其贮存的能量转换为机械能。汽车排放的尾气中只包含氮气，而氮气又是大气的主要成分，因此几乎不会造成污染。不过，这种汽车也并不像想象的那样毫无污染。虽然汽车本身没有排放污染物，但污染可能会转移到其他环节。与e.Volution汽车一样，LN2000也需要依靠电力来压缩气体。而使用电力就意味着在其他某些环节会产生一定的污染。

　　发动机尾气的余热有一部分会通过发动机循环输送回节能器。节能器在液氮进入热交换器之前对液氮进行预热，从而提高加热效率。汽车后部有两个风扇，可将外部空气吸入热交换器，加速向液氮传递热量。

　　华盛顿大学的研究人员对一辆1984年产的Grumman-Olson Kubvan邮车进行了改装，设计出了一辆气动汽车的简易原型车。这辆车上安装了一个五缸星形发动机。该发动机利用液氮燃料可产生11.2千瓦的动力。这辆车还配置了一个五挡手动变速器。在储气罐加满液氮的情况下，此车目前只能行驶大约3.2公里，最高时速也只有35.4公里。不过，使用液氮驱动的汽车重量更轻，因此研究人员认为，如果配备227公升容量的储气罐，LN2000的续航距离可能达到320公里左右。

　　如果油价仍像过去两年那样不断攀升，可能不久以后，很多驾车者就会转而购买利用替代燃料驱动的汽车。虽然气动汽车在动力和性能方面仍旧不如汽油车，但其行驶成本更低，对环境的污染较小，因此有望成为未来公路运输的佼佼者。

气动汽车动力系统主要由车裁高压储气罐组、高压减压阀、流量调节阀、气动发动机和串连这些部件的管道等组成，车载高压销气罐组中的高压空气流出气罐后通过节流阀减压致设定的压力，作为发动机的进气。随后的流量调节阀用于控制进入气动发动机气缸的气体流量，以此调节发动机的转速，适应不同上况的要求。在气缸中膨胀做功的气体的压力并不能最终降低到大气压力，而是以一定的残余压力在工作循环结束时通过排气门排放至环境中。

    气动汽车动力系统的几乎所有能量来源于车载气罐组中高压气体的压力能，还有部分能量来源于高压气体经过热交换器时从环境中吸收的热量。气体从气罐山来后所经过的各个环节均存在不同的能量损失情况，主要有流过管路和接头等处时壁面摩擦引起的能量损失；高压减压阀减压过程中气体状态不可逆变化过程引起的能量损失。气体在发动机内的膨胀做功过程，存在泄漏、尾气带压排放等情况。是不可逆过程，也将引起能量损失。