«——【·前言·】——»
这几年电车和油车可谓是争议不断，各有各的缺点和优点，那为何不研发一种既不污染环境，也不回收的驱动力呢？
于是，这就有科人员提出了空气驱动力汽车，那这款实验成功了吗？未来能够推广吗？
«——【·汽车引发的争议·】——»
当下,汽车动力技术的发展已经进入了一个全新的阶段，传统的燃油内燃机虽然功不可没,但它排放的废气中含有大量有害物质。
如一氧化碳、氮氧化物等,这些物质不仅加剧了环境污染,更是日益加重了全球气候变暖的步伐。
以汽油为燃料的内燃机在点燃时会释放出热量,这部分热量在做功的过程中并未完全被利用,造成了能量的浪费。
此外,汽油作为一种不可再生的化石燃料,储量终将有耗尽的一天,过度依赖这种燃料无疑是不可取的。
为了应对日益严峻的环境问题,新能源汽车应运而生，电动汽车因其无污染、高效的特点,曾被认为是解决燃油车污染的最佳替代品。
电动汽车通过车载电池为驱动电机供电,在行驶过程中不会产生任何废气排放。
不过,电池的生产及电池报废之后如何回收利用,成为了电动汽车面临的最大挑战。
电池生产过程需要消耗大量金属资源,而部分金属资源属于不可再生资源,这与环保理念背道而驰。
此外,报废电池若处理不当,其中的重金属会对土壤和水源造成严重污染。
面对电动汽车的电池困局,科学家们迫切需要开发出全新的环保节能动力技术。
基于此,空气发动机这一黑科技应运而生。空气作为地球上最丰富的资源之一,利用空气为动力不仅环保,而且成本低廉。
不仅如此,利用空气做动力相比于其他新能源技术具有更加简单直观的工作原理,这无疑为其未来推广应用带来了巨大潜力。
我们有理由相信,空气发动机将成为汽车动力技术发展的又一个重大突破。
«——【·空气驱动力·】——»
2021年4月5日,厦门大学翔安校区内,一辆汽车静静行驶,与其他汽车看似无异。
但这不是一台普通的汽车,它搭载的是世界首创的空气能发动机，这款发动机由该校许水电教授带领团队经过30年的潜心研究而问世,其原理看似简单,实则极具科技创新力。
空气能发动机的核心原理是利用压缩空气作为动力源，首先,利用空气压缩机将空气压缩形成高压气体然后将高压气体存储在特制的压力罐中。
与传统内燃机相比,空气发动机有着无可比拟的优势，首先是重量轻便,整个发动机仅20公斤左右,比一般内燃机轻了十几倍。
其次是结构简单,没有复杂的进气系统、点火系统等,从而大大降低了制造成本。
更为重要的是,它采用无级变速设计,摒弃了传统变速箱,进一步减轻了重量。
空气无处不在,可谓是永不枯竭的资源。利用空气做动力,理论上可以实现无限里程无需加注的梦想。
压缩机将空气压缩存储在汽车上,充足的动力源便可随汽车长驭直前，更为可喜的是,如果发动机设计得当,即便在路上用完所有压缩空气燃料,车主也可借助路边的简易压缩装置轻松补给,绝无"加油难"的顾虑。
空气发动机不仅给广大消费者带来了福音,对整个汽车工业的发展也具有里程碑式的意义。
一款零排放、零污染、永不耗尽燃料的发动机,对于提升人类的生活品质和环境质量定能提高。
可以预见,未来世界汽车工业有朝一日将全面向清洁化、环保化转型,空气发动机将成为这场革命的中坚力量。
«——【·早就在研发了·】——»
虽然厦门大学的空气发动机被视为划时代的黑科技,但事实上,利用压缩空气的动力并非新鲜事物。
早在20世纪初期,科学家们就开始探索压缩空气做为动力的可能性这一探索之路虽然曲折艰难,却也为后来者积累了宝贵经验。
上世纪30年代末,法国一家名不见经传的小公司制造出了一款三轮的空气动力车。
这大概是世界上第一款以压缩空气为动力的交通工具，虽然这款三轮车的性能参数并不理想,却标志着人类首次将压缩气体的能量成功应用于汽车驱动领域。
进入20世纪80年代,美国工程师塔瑞·米勒将一台普通内燃发动机改造成了压缩空气驱动型。
90年代初,法国车辆制造商吉·内格尔成为了世界上第一个获得空气压缩发动机专利的人。
经过多年投入,该公司最终研制出了单次续航力达200公里的空气动能车，这标志着压缩空气驱动技术迈上了一个新的台阶。
目前,各研发团队采用的主要是活塞式压缩机或涡旋式压缩机,前者结构简单可靠但体积重量较大,后者尺寸纤小但制造精度要求高。
未来或许需要创新性设计,将压缩机的结构和工作原理重新优化,以获得集成度更高、性能更优异的压缩系统。
总之,空气发动机作为一种全新动力技术,最大的挑战在于如何进行系统性全面的工程设计,从而真正解决储能、输能和控制等问题。
只有攻克了这些技术难关,才能最终将此项技术投入实用化生产,并结合汽车整车设计大规模推广应用。
«——【·优缺点·】——»
空气发动机的出现,无疑为人类带来了一种全新的交通动力选择。与传统的燃油车、电动车等相比,它到底有哪些优缺点呢?
从优点来看,首先是零排放、环保无污染空气发动机在整个运行过程中,不需要任何燃料燃烧,不会产生一丝尾气或其他有害物质排放,对环境绝对是零负担。其次就是能源来源永不枯竭,成本低廉。
地球上空气的存量本就极为丰富,再加上压缩空气储存的技术门槛较低,可以大大降低使用成本。
第三大优势是结构简单、制造容易。与复杂的内燃机或电动机相比,空气发动机的部件相对较少,制造工艺也更为直观简练。
这不仅降低了生产成本,也减小了维修保养难度第四点则是空气发动机采用无级变速设计,摒弃了传统变速箱,重量更轻,噪音更小。
然而,空气发动机也存在着不可忽视的缺点。首先是续航里程的问题。目前主流的储气罐体积无法载重过多,而过度加大体积又会导致重量和占地空间剧增,达不到轻量化的要求。
因此,普通空气动力车的续航里程普遍只有100-200公里左右,与燃油车和电动车存在明显差距。
其次是安全隐患，压缩空气是一种极为剧烈的能量形式,一旦储气罐出现破损,将引发剧烈的爆炸。
因此储气罐在设计制造时必须格外小心,并将其防护做到万无一失,否则车载爆炸的风险将无处不在。
第三是气源供给难题，与电动车随处可充电不同,空气动力车一旦在路上用尽压缩空气,继续行驶前必须先找到气源补给装置,否则就无计可施，这对空气发动机的未来普及带来了一定障碍。
另外,与同为新能源汽车的电动车相比,空气发动机在能量利用效率和能量密度方面也有所不足。
因此,要想获得较高的动力性和更长的续航里程,除了提高压缩比,还需要在发动机活塞、气缸体等部件的设计上做进一步优化。
因此,可以说空气发动机有着独特的优势所在,但要想成功商业化并在汽车领域大规模应用,还有诸多关键技术要突破和完善。
任何新兴技术要想真正投入实用化,从理论到规模生产,必然需要渡过重重难关。
空气发动机作为一种崭新的交通动力技术,当前虽然还存在一些瓶颈制约。
但只要我们保持对科技进步的无限想象和执着追求,它未来被大规模应用并取代传统内燃机的可能性是完全存在的。
«——【·结语·】——»
不难预见,在不远的将来,如果空气发动机的核心技术能够获得突破性进展,它必将在汽车产业乃至整个交通运输行业掀起一场新的革命。
届时,行驶在城市道路上的将不再是满街的燃油车和电动车,取而代之的是无噪音、无排放、无需加注且成本低廉的空气动力汽车。
信息来源：
- 《厦门大学发布空气能发动机科研成果》 中国新闻网 2021年4月7日
2.《压缩空气动力汽车的应用前景展望》 上海节能 2018年