空气动力汽车路有多远

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电视短片中曾表示的空气动力汽车让人们极为敬仰，但这种既不用烧油又不用电的车，为什么却在路上很少见到呢？发动机的含义是把其他方式的能量尤其是热能转化为旋转动能，以驱动车辆。最早由瓦特研发的蒸汽机是利用燃烧煤产生热量加热水，利用水蒸气的压力推动气缸中活塞往复运动，进而实现驱动系统的旋转运动。汽车的发动机统称为内燃机，是把汽油或者柴油与空气举行混合，然后在活塞顶部的燃烧室内举行燃烧，热量使燃烧室内部气压增加，推动活塞运动，通过曲柄连杆机构转换成为旋转动能。

目前界定汽车的元年是1886年本茨第一次把内燃机应用在三轮车辆上，并驱动了这辆车行走，此后内燃机发动机技术进展起来。其实人们利用空气压力实现车辆行驶的想法要早于汽车的元年，甚至发动机的原理都是来自于气体压力，从最早蒸汽机时代到目前的发动机时代，一向在研究空气动力。随着发动机技术的快速进展，空气动力技术也被提了出来。

空气动力汽车的优点主要表达在4个方面：一是利用压缩空气做功，没有燃烧，不会污染环境。二是对压缩气体没有要求，任何气体都可以作为动力。三是气体来源广泛，可以利用工业制氣的废气，相对价格低廉。四是由于采用与汽车布局一致的动力传动系统，内燃机车辆改动不大即可使用空气动力。

既然空气动力有这么多的优点，为什么开初车辆会放弃压缩空气带来的动力呢？这个问题的产生主要是人们如何定义车辆造成的。车辆包括蒸汽机车都是在不断提高车速和续驶里程方面进展，在汽车上，人们还要求乘坐舒适和驾驶乐趣，又提出了更高的要求，而每一项要求从能量角度来说都是增加了能量需求，但是压缩空气所能释放的能量是分外有限的。

一是汽车有大功率和大能量双重需求。人们驾驶车辆，加速过程是在短时间内需求大量能量，而高速行驶又需要长时间稳定地输出能量，因此汽车在使用中对能量的需求既有大功率的特性，又有大能量的特性。这说明即使有很大的能量，但是短时间内不能释放出充沛的能量保证汽车的加速性能，或者短时间内全部释放出来的能量不能保证汽车的续驶里程性能，都不能作为汽车的动力能源。二是能量储存多少抉择汽车行驶里程。一般来说，把能量与重量的比值称为比能量，比能量越高，说明汽车在同等的能量需求上携带的重量最少。还有能量与体积的比值称之为能量密度，能量密度越高，在汽车上所占的体积最小。这两者都是约束汽车能源需求的因素。根据热力学定律，气体压缩过程中会产生大量的热，快速压缩空气可点燃火柴，而气体在膨胀过程中需要吸收大量的热，因此压缩空气储罐中容器的压缩空气所包含的能量，与气体释放时的膨胀方式有关。实际应用中会发生由于气体在一个空间快速膨胀，导致这个区域温度骤降，甚至可能会结冰，致使热传导不利，展现动力缺乏的现象。因此压缩空气动力需要在工作区加热装置以制止上述处境展现，但是在北方冬季温度在零摄氏度以下的处境下，压缩空气动力会裁减好多能量。三是发动机的排气存在确定压力。压缩空气发动机的效率取决于进气压力与排气压力的差值，而排气压力大的时候需要举行消音处理。消音器也是需要消耗对比大的能量，假设没有消音器，路上的噪声就有如F1赛场一样发动机的轰鸣声。四是压缩空气的储存罐对压缩空气的使用也是一种制约。目前在汽车上使用的CNG（压缩自然气）燃料系统，其储存罐的压力一般为20MPa，假设增加压缩空气的能量，就务必压力增大到45MPa，对储存罐的技术来说也是技术难点。

综上所述，空气