«——【·前言·】——»
這幾年電車和油車可謂是争議不斷，各有各的缺點和優點，那為何不研發一種既不污染環境，也不回收的驅動力呢？
于是，這就有科人員提出了空氣驅動力汽車，那這款實驗成功了嗎？未來能夠推廣嗎？
«——【·汽車引發的争議·】——»
當下,汽車動力技術的發展已經進入了一個全新的階段，傳統的燃油内燃機雖然功不可沒,但它排放的廢氣中含有大量有害物質。
如一氧化碳、氮氧化物等,這些物質不僅加劇了環境污染,更是日益加重了全球氣候變暖的步伐。
以汽油為燃料的内燃機在點燃時會釋放出熱量,這部分熱量在做功的過程中并未完全被利用,造成了能量的浪費。
此外,汽油作為一種不可再生的化石燃料,儲量終将有耗盡的一天,過度依賴這種燃料無疑是不可取的。
為了應對日益嚴峻的環境問題,新能源汽車應運而生，電動汽車因其無污染、高效的特點,曾被認為是解決燃油車污染的最佳替代品。
電動汽車通過車載電池為驅動電機供電,在行駛過程中不會産生任何廢氣排放。
不過,電池的生産及電池報廢之後如何回收利用,成為了電動汽車面臨的最大挑戰。
電池生産過程需要消耗大量金屬資源,而部分金屬資源屬于不可再生資源,這與環保理念背道而馳。
此外,報廢電池若處理不當,其中的重金屬會對土壤和水源造成嚴重污染。
面對電動汽車的電池困局,科學家們迫切需要開發出全新的環保節能動力技術。
基于此,空氣發動機這一黑科技應運而生。空氣作為地球上最豐富的資源之一,利用空氣為動力不僅環保,而且成本低廉。
不僅如此,利用空氣做動力相比于其他新能源技術具有更加簡單直覺的工作原理,這無疑為其未來推廣應用帶來了巨大潛力。
我們有理由相信,空氣發動機将成為汽車動力技術發展的又一個重大突破。
«——【·空氣驅動力·】——»
2021年4月5日,廈門大學翔安校區内,一輛汽車靜靜行駛,與其他汽車看似無異。
但這不是一台普通的汽車,它搭載的是世界首創的空氣能發動機，這款發動機由該校許水電教授帶領團隊經過30年的潛心研究而問世,其原理看似簡單,實則極具科技創新力。
空氣能發動機的核心原理是利用壓縮空氣作為動力源，首先,利用空氣壓縮機将空氣壓縮形成高壓氣體然後将高壓氣體存儲在特制的壓力罐中。
與傳統内燃機相比,空氣發動機有着無可比拟的優勢，首先是重量輕便,整個發動機僅20公斤左右,比一般内燃機輕了十幾倍。
其次是結構簡單,沒有複雜的進氣系統、點火系統等,進而大大降低了制造成本。
更為重要的是,它采用無級變速設計,摒棄了傳統變速箱,進一步減輕了重量。
空氣無處不在,可謂是永不枯竭的資源。利用空氣做動力,理論上可以實作無限裡程無需加注的夢想。
壓縮機将空氣壓縮存儲在汽車上,充足的動力源便可随汽車長馭直前，更為可喜的是,如果發動機設計得當,即便在路上用完所有壓縮空氣燃料,車主也可借助路邊的簡易壓縮裝置輕松補給,絕無"加油難"的顧慮。
空氣發動機不僅給廣大消費者帶來了福音,對整個汽車工業的發展也具有裡程碑式的意義。
一款零排放、零污染、永不耗盡燃料的發動機,對于提升人類的生活品質和環境品質定能提高。
可以預見,未來世界汽車工業有朝一日将全面向清潔化、環保化轉型,空氣發動機将成為這場革命的中堅力量。
«——【·早就在研發了·】——»
雖然廈門大學的空氣發動機被視為劃時代的黑科技,但事實上,利用壓縮空氣的動力并非新鮮事物。
早在20世紀初期,科學家們就開始探索壓縮空氣做為動力的可能性這一探索之路雖然曲折艱難,卻也為後來者積累了寶貴經驗。
上世紀30年代末,法國一家名不見經傳的小公司制造出了一款三輪的空氣動力車。
這大概是世界上第一款以壓縮空氣為動力的交通工具，雖然這款三輪車的性能參數并不理想,卻标志着人類首次将壓縮氣體的能量成功應用于汽車驅動領域。
進入20世紀80年代,美國工程師塔瑞·米勒将一台普通内燃發動機改造成了壓縮空氣驅動型。
90年代初,法國車輛制造商吉·内格爾成為了世界上第一個獲得空氣壓縮發動機專利的人。
經過多年投入,該公司最終研制出了單次續航力達200公裡的空氣動能車，這标志着壓縮空氣驅動技術邁上了一個新的台階。
目前,各研發團隊采用的主要是活塞式壓縮機或渦旋式壓縮機,前者結構簡單可靠但體積重量較大,後者尺寸纖小但制造精度要求高。
未來或許需要創新性設計,将壓縮機的結構和工作原理重新優化,以獲得內建度更高、性能更優異的壓縮系統。
總之,空氣發動機作為一種全新動力技術,最大的挑戰在于如何進行系統性全面的工程設計,進而真正解決儲能、輸能和控制等問題。
隻有攻克了這些技術難關,才能最終将此項技術投入實用化生産,并結合汽車整車設計大規模推廣應用。
«——【·優缺點·】——»
空氣發動機的出現,無疑為人類帶來了一種全新的交通動力選擇。與傳統的燃油車、電動車等相比,它到底有哪些優缺點呢?
從優點來看,首先是零排放、環保無污染空氣發動機在整個運作過程中,不需要任何燃料燃燒,不會産生一絲尾氣或其他有害物質排放,對環境絕對是零負擔。其次就是能源來源永不枯竭,成本低廉。
地球上空氣的存量本就極為豐富,再加上壓縮空氣儲存的技術門檻較低,可以大大降低使用成本。
第三大優勢是結構簡單、制造容易。與複雜的内燃機或電動機相比,空氣發動機的部件相對較少,制造技術也更為直覺簡練。
這不僅降低了生産成本,也減小了維修保養難度第四點則是空氣發動機采用無級變速設計,摒棄了傳統變速箱,重量更輕,噪音更小。
然而,空氣發動機也存在着不可忽視的缺點。首先是續航裡程的問題。目前主流的儲氣罐體積無法載重過多,而過度加大體積又會導緻重量和占地空間劇增,達不到輕量化的要求。
是以,普通空氣動力車的續航裡程普遍隻有100-200公裡左右,與燃油車和電動車存在明顯差距。
其次是安全隐患，壓縮空氣是一種極為劇烈的能量形式,一旦儲氣罐出現破損,将引發劇烈的爆炸。
是以儲氣罐在設計制造時必須格外小心,并将其防護做到萬無一失,否則車載爆炸的風險将無處不在。
第三是氣源供給難題，與電動車随處可充電不同,空氣動力車一旦在路上用盡壓縮空氣,繼續行駛前必須先找到氣源補給裝置,否則就無計可施，這對空氣發動機的未來普及帶來了一定障礙。
另外,與同為新能源汽車的電動車相比,空氣發動機在能量利用效率和能量密度方面也有所不足。
是以,要想獲得較高的動力性和更長的續航裡程,除了提高壓縮比,還需要在發動機活塞、氣缸體等部件的設計上做進一步優化。
是以,可以說空氣發動機有着獨特的優勢所在,但要想成功商業化并在汽車領域大規模應用,還有諸多關鍵技術要突破和完善。
任何新興技術要想真正投入實用化,從理論到規模生産,必然需要渡過重重難關。
空氣發動機作為一種嶄新的交通動力技術,目前雖然還存在一些瓶頸制約。
但隻要我們保持對科技進步的無限想象和執着追求,它未來被大規模應用并取代傳統内燃機的可能性是完全存在的。
«——【·結語·】——»
不難預見,在不遠的将來,如果空氣發動機的核心技術能夠獲得突破性進展,它必将在汽車産業乃至整個交通運輸行業掀起一場新的革命。
屆時,行駛在城市道路上的将不再是滿街的燃油車和電動車,取而代之的是無噪音、無排放、無需加注且成本低廉的空氣動力汽車。
資訊來源：
- 《廈門大學釋出空氣能發動機科研成果》 中國新聞網 2021年4月7日
2.《壓縮空氣動力汽車的應用前景展望》 上海節能 2018年