压缩空气动力汽车的研究与发展
压缩空气动力汽车的基本原理和可行性分析
图1 压缩空气动力汽车能量传递路径示意图
1.1 气动发动机
在压缩空气动力汽车中，气动发动机是整个汽车的“心脏”，其原理比较简单，主要是由高压气罐中存储的高压气体驱动发动机缸体内的活塞运动进而驱动汽车前进，以此将气体的高压势能转变为机械能，推动汽车
等温膨胀：
绝热膨胀： （2）
为高压气罐的压力，一般取
为排气压力，取0.1MPa；V为气缸容积，一般取
为空气绝热系数，一般取1.4。
摩擦阻力：
为车的质量，kg；
空气阻力：
为空气阻力系数；ρ
1.29kg/m3；A为迎风面积，m
：
为压缩空气动力汽车的行驶速度，km/h。
压缩空气动力汽车在坡道上行驶的过程中，相比正常道路有一定的难度，这是由于在坡道方向上在重力的
：
为道路坡道角，°。
：
为汽车的旋转质量，这一质量与飞轮和车轮之间的转动惯量、传动系统的传动比有关。
对于普通
式中，I w为车轮的旋转质量，kg。
正常一辆汽车在道路上行驶过程中，受到的阻力包
式中，F f为汽车行驶时受到的地面摩擦力，N；为汽车行驶时受到的空气阻力，N；
假如压缩空气动力汽车采用
结合公式（10）对两种热交换方式下汽车的行驶里程进
式中，T为气罐注满空气的时间，min；排气压力，MPa；。
压缩空气储能现状及发展趋势
压缩空气储能现状及发展趋势1.引言1.1 概述压缩空气储能是一种新兴的能源储存技术，通过将空气压缩储存在储气罐中，然后在需要的时候释放气体以产生动力，从而实现能量的存储和释放。
随着可再生能源的迅速发展，储能技术逐渐变得越来越重要。
在压缩空气储能技术中，首先将空气从环境中抽取进入压缩机中，然后通过压缩机将空气压缩为高压气体存储在储气罐中。
当需要能量时，通过释放储气罐中的气体，将气体驱动涡轮机或发电机来产生电力。
这种技术具有高效、可控、环保等优势。
压缩空气储能技术在许多领域中具有广泛的应用。
首先，在能源领域，它可以作为一种储能手段与其他可再生能源技术相结合，例如风能和太阳能。
当风力或太阳能较强时，储气罐可以将过剩的能量储存起来，而在能源需求较大时释放气体发电。
其次，在交通运输领域，压缩空气储能技术可以应用于气动汽车和气动自行车中，以替代传统的燃油机械，减少对化石能源的依赖。
然而，压缩空气储能技术仍面临着一些挑战。
其中之一是能量转换的损失。
由于能量在储存和释放过程中需要进行多次的转换，会导致能量损失。
另外，储气罐的体积和重量较大，限制了其应用范围。
同时，储气罐的安全性也是一个值得关注的问题。
尽管如此，压缩空气储能技术仍具有广阔的发展前景。
随着技术的不断改进和创新，能量转换效率将不断提高，储气罐的体积和重量也将得到优化。
未来，压缩空气储能技术有望在能源储存领域发挥重要作用，为可持续能源发展做出贡献。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以按照如下进行编写：本文主要包括引言、正文和结论三个部分。
引言部分首先对压缩空气储能进行了概述，介绍了其基本原理和应用领域。
接着说明了文章的结构，即分为正文和结论两大部分。
正文部分主要包括了压缩空气储能的现状以及其发展趋势两个方面。
在压缩空气储能现状部分，详细介绍了其技术原理和目前的应用领域。
通过解释压缩空气储能的基本原理，读者可以了解到其工作过程以及其中的关键技术。
在应用领域方面，则列举了目前压缩空气储能被广泛应用的行业或领域。
空气动力汽车介绍
空气动力汽车简介一、空气动力汽车介绍空气动力汽车也称为压缩空气动力汽车，它使用高压压缩空气为动力源，将压缩空气存储的压力能转换为机械能来驱动汽车。
压缩空气动力汽车在能量的转换过程中无矿物燃料的燃烧，排放的是纯净的空气，无污染、无热辐射、噪声小，是真正意义上具有绿色、无污染概念的汽车。
因为气动汽车具有其他动力源汽车所无可比拟的先进技术性能和卓越的环保效果。
二、空气动力汽车的发展（1）国外发展情况法国走在气动汽车研制的前沿，世界上第一辆气动汽车就是由法国设计师Guyngre法国走在气动汽车研制的前沿，世界上第一辆气动汽车由法国设计师Guyngre就获得了压缩空气动力汽车发动机的专利，创建了MDI公司。
并于1998年推出了第一台压缩空气动力汽车样车。
到目前为止，该公司已获得相关专利20余项，设计的气动汽车已投入商业生产，并向多个国家出售。
其中有一款名为TOP 的压缩空气动力出租车。
该车使用一罐300 L、30 MPa压力的压缩空气做为动力源，行驶里程200 km，最大时速可达100 km/ h。
印度对气动汽车的研制紧跟在法国之后，印度的一家汽车制造商Tata motors 推出了一款名为AIRPOD的气动汽车。
其特殊引擎由Motor Devel opment International开发，车上附设175 L的气罐，所用的空气可以通过外泵或者行车时由电动马达完成充气。
Tata车厂表示，目前“空气小车”已进入原型测试第二阶段，未来还有四门轿车、敞篷、卡车与公交车车款。
美国人RogerLee也提过类似GuyNgre的专利。
美国华盛顿大学在美国能源部的资助下，于1997年研制了以液氮为动力的气动原型汽车。
其基本工作原理与压缩空气动力汽车相同，只是动力来源于液态氮在受热蒸发后气体膨胀做功。
该车载227L液氮可行使300km，补充液体仅需10 min多。
但是以液氮为动力存在着液氮制取成本较高、使用过程氮气逸气量大、液氮汽化的热交换量大等问题。
新能源汽车空气动力学研究
新能源汽车空气动力学研究随着环保意识的日益提高和新能源汽车产业的快速发展，越来越多的人开始关注新能源汽车的性能和技术。
其中，空气动力学研究是一项非常重要的技术，它可以影响新能源汽车的速度、稳定性、动力和能耗等重要指标。
本文将从新能源汽车空气动力学的角度入手，为您详细介绍这一领域的研究进展和未来发展趋势。
一、新能源汽车空气动力学的基础知识空气动力学是一门研究空气在物体表面流动和作用的科学。
在汽车领域中，它主要研究气流对汽车表面的影响，以及汽车在高速运动中的稳定性和操控性。
对于新能源汽车来说，空气动力学研究更是至关重要。
因为新能源汽车通常采用轻量化、流线型的设计，使其更加节能环保。
在新能源汽车的空气动力学中，主要包括以下三个方面：阻力、升力和安定性。
阻力是指空气对汽车运动的阻碍作用，它会直接影响新能源汽车的速度和能耗。
因此，降低阻力是提高新能源汽车性能的重要手段。
为此，设计师通常会采用流线型的车身设计、车顶帆和平底设计等技术来降低空气阻力。
升力指的是车辆受到空气动力作用力的上升力。
在设计新能源汽车时，为了提高其能耗效率，通常采用较小的升力系数。
这样可以减少车辆受到的空气阻力。
安定性是指新能源汽车在高速运动中的稳定性和操控性。
为了提高安定性，设计师通常会采用更低的车身重心，更宽的轮距，更硬的避震器等措施。
二、新能源汽车空气动力学的研究进展随着新能源汽车产业的快速发展，空气动力学研究也在不断进步。
目前，主要的发展趋势包括以下几点：1、虚拟仿真技术的应用在新能源汽车的研发中，虚拟仿真技术是一项非常重要的工具。
通过这种技术，可以在计算机上对新能源汽车进行模拟实验，分析其空气动力学特性，并辅助设计师进行车身设计。
这种技术不仅可以提高研发效率，还可以降低研发成本。
2、燃料电池汽车空气动力学的研究燃料电池汽车是新能源汽车的一种重要形式，其空气动力学问题也备受关注。
燃料电池汽车通常比传统汽车更加轻量化，车身设计更注重空气流动，因此其空气动力学特性也有所不同。
空气动力汽车的原理
空气动力汽车的原理
空气动力汽车是一种利用空气动力学原理来驱动的汽车，它与传统燃油汽车相比具有更环保、更节能的特点。
空气动力汽车的原理主要是通过利用空气动力学原理来驱动汽车，下面我们将详细介绍空气动力汽车的原理。
首先，空气动力汽车的原理是利用空气动力学原理来产生推进力。
空气动力学原理是研究空气在物体表面流动时所产生的力和阻力的科学，通过合理设计车身和发动机，可以使空气在流动过程中产生推进力，从而驱动汽车前进。
其次，空气动力汽车的原理是利用压缩空气来产生动力。
空气动力汽车通常配备有压缩空气储存装置，通过压缩空气储存装置将空气压缩到高压状态，然后释放压缩空气来驱动发动机，产生动力推动汽车前进。
另外，空气动力汽车的原理是利用空气动力学原理来减少空气阻力。
空气动力学原理可以帮助设计车身外形，使得汽车在运动时减少空气阻力，从而提高汽车的行驶效率和节能性能。
最后，空气动力汽车的原理是利用空气动力学原理来提高汽车
的动力性能。
通过合理设计发动机和传动系统，利用空气动力学原
理来提高汽车的动力性能，使得汽车在行驶过程中更加稳定、灵活
和高效。
综上所述，空气动力汽车的原理是基于空气动力学原理来驱动
汽车，通过合理设计车身和发动机，利用压缩空气来产生动力，减
少空气阻力，提高汽车的动力性能，从而实现更环保、更节能的汽
车行驶方式。
空气动力汽车的原理虽然目前还处于研究和发展阶段，但相信随着技术的不断进步，空气动力汽车一定会成为未来汽车发
展的重要方向。
压缩空气—燃油混合动力的研究
压缩空气—燃油混合动力的研究压缩空气—燃油混合动力作为一种新型的能源技术，在现代社会中受到了越来越多的。
随着全球能源需求的不断增长和传统燃料的逐渐退出，这种混合动力技术逐渐崭露头角。
本文将介绍压缩空气—燃油混合动力的基本概念、原理和最新研究成果，以帮助读者更好地了解这一领域的发展状况。
压缩空气—燃油混合动力技术是一种将压缩空气能和燃油能相结合的新型能源技术。
这种混合动力系统通常包括一个压缩空气储能（CAES）系统和一个小型燃油发动机。
在储能阶段，压缩空气被压缩并存储在高压气罐中；在发电阶段，高压气罐中的压缩空气被释放，与燃油混合后进入发动机燃烧室，产生的动力推动发动机运转，进而驱动发电机发电。
近年来，压缩空气—燃油混合动力技术已经在国内外得到了广泛的研究和应用。
一些研究表明，这种混合动力系统具有较高的能量转换效率和较低的排放，同时还能实现能源的存储和释放，有效地解决了能源供给的波动性问题。
由于该系统采用了非传统的能源组合方式，因此能够灵活地适应不同的应用场景。
最近，一项关于压缩空气—燃油混合动力系统的研究成果显示，该系统在储能和发电过程中具有较低的能耗和排放，能量转换效率高达70%以上。
通过优化设计和控制策略，该系统的运行成本和排放水平均可以降低到传统燃料发电站的一半以下。
这些成果为压缩空气—燃油混合动力技术的进一步推广和应用提供了有力的支持。
压缩空气—燃油混合动力技术作为一种新型的能源技术，具有较高的能量转换效率、低排放和灵活性等优点。
随着全球能源需求的不断增长和传统燃料的逐渐退出，这种混合动力技术将在未来发挥越来越重要的作用。
本文介绍了压缩空气—燃油混合动力的基本概念、原理和最新研究成果，希望能够为该领域的研究提供有益的参考。
摘要：本文对压缩空气燃油混合动力发动机的工作过程进行了数值模拟与试验研究。
通过模拟和试验结果的对比分析，探讨了发动机的性能特点与优化潜力。
结果表明，该混合动力发动机在特定工况下具有较高的燃油经济性和排放性能。
循环压缩空气发动机动力的研究汇总
循环压缩空气发动机动力的研究压缩空气动力的真正意义随着人们对环境的保护以及人类持续发展的要求不断提高，工业对空气环境污染和气候温度升高的严重性提出清洁能源替代不可再生矿物资源的石油成为当今社会的迫切需要。
利用大自然的空气、水、风、太阳循环能源替代石油能源，是人类社会的发展方向，空气动力替代消耗石油的内燃机动力，人类要利用自然再回归自然才能解决能源危机和空气环境污染的严重问题，达到无碳交通、无热排放的绿色环境。
空气是地球各生物动物及机械动力的第一能量，大气层是地球的一个大储气罐，地球所有的生物、动物或动力产物都是共享呼吸这一个储气罐的空气，人类动物不呼吸空气是无法生存成长，动力发动机无法运动，在工业将空气压缩广泛应用于气动马达、气动工具驱动，交通汽车火车的制动等其他行业的应用。
无论是热动力的内燃机还是冷动力的气动设备没有空气是无法运动。
所以空气动力发动机、空气动力汽车应该是与人和动物一样随时随地呼吸空气，走到哪里呼吸那里的空气，而人不是背着充满压缩空气的储气罐去工作或行走异地，这是谁也不能改变的事实真理。
但是各研究者都知道空压机的压缩空气利用率很低，可现有的空气动力汽车还是以热力学内燃机加油一样的方式去研究，建设压缩空气加气站充高压气体储存在储气罐供空气动力汽车的行驶里程，放弃了压缩空气发动机废气能够回收、再生、循环的研究，而将压缩空气动力进入石油燃料热动力机的误区，发动机无论是热动力学内燃机动力还是冷动力学空气动力发动机，其机械部分的基本结构做功运动原理没什么大的改变，其硬件冷动力压缩空气发动机还是热动力内燃机都是成熟的技术。
而空气动力发动机要解决的是空气压缩机利用率很低的问题，解决了空气发动机排出的废气如何回收、再生、循环的技术难题这才是真正空气动力的研究方向和意义。
循环压缩空气发动机应用气电一体化的发展趋势随着工厂生产智能自动化程度的不断提高，气动技术应用面迅速扩大，循环压缩空气发动机新能源动力技术研发将是气电一体化的新产品应用方向，未来是重点开发的清洁能源空气动力、气动元件产品、气动机械设备，循环压缩空气发动机发电站的研发应用，也只有大自然空气能源才能达到无碳交通、无热排放的绿色环境，人类社会发展的必然。
浅谈汽车空调系统研究现状及发展趋势
浅谈汽车空调系统研究现状及发展趋势目前，汽车空调系统中的压缩机主要采用固定排量压缩机，但随着技术的不断进步，外部调节变排量压缩机成为了新的研究热点。
外部调节变排量压缩机是一种能够根据实际需要自动调节排量的压缩机，它能够根据车内外环境的温度、湿度等参数，自主调节制冷量，从而实现节能减排的目的。
目前，国内外已经有多家厂商开始研发和生产外部调节变排量压缩机，预计未来将会有更多的车型采用这种新型压缩机，以满足消费者对于汽车空调系统节能、环保的需求。
1.2自动化空气质量调控随着人们对于车内空气质量的要求越来越高，自动化空气质量调控成为了汽车空调系统的另一个研究方向。
自动化空气质量调控系统能够通过传感器采集车内空气质量数据，然后根据这些数据自动调节空气质量，从而保证车内空气清新、健康。
目前，国内外已经有多家厂商开始研发和生产自动化空气质量调控系统，预计未来将会有更多的车型采用这种新型技术，以提高车内空气质量，保障驾车人员的健康。
1.3CFD优化CFD（nal Fluid Dynamics）技术是一种计算流体力学技术，可以模拟和分析流体力学问题。
在汽车空调系统中，CFD技术可以用来优化空气流动，提高空调系统的制冷效率和能耗。
目前，国内外已经有多家厂商开始采用CFD技术进行汽车空调系统的优化设计，预计未来将会有更多的车型采用这种新型技术，以提高空调系统的效率和节能性能。
2汽车空调系统发展趋势未来，随着人们对于汽车舒适性和环保性的要求越来越高，汽车空调系统也将会朝着更加节能、环保、智能化的方向发展。
具体来说，未来汽车空调系统的发展趋势将会包括以下几个方面：2.1新能源汽车空调系统随着新能源汽车的逐渐普及，新能源汽车空调系统也将会成为未来的研究热点。
新能源汽车空调系统需要满足能耗低、制冷效果好、环保等要求，因此，未来汽车空调系统将会采用更加先进的技术，以满足新能源汽车的要求。
2.2智能化空调系统未来，汽车空调系统将会越来越智能化，能够自动调节温度、湿度等参数，提高车内的舒适性和健康性。
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法国设计师Ｇｕｙ Ｎ６盯ｅ受Ｆｌ方程式赛车发动 机设计的启发，十１９９１年获得了压缩空气动力汽 车发动机的专利，并创建了ＭＤＩ公司，于１９９８年 推出了第一台压缩空气动力汽车样车。在当地政府 的协助下，ＭＤＩ公司现正在南非约翰内斯堡、墨 西哥城推广基丁二压缩空气动力的城市用出租车。
除动力来源的不同，压缩空气动力汽车工作原 珲与传统汽车基本相同，其发动机的总体结构形式 还是兀Ｊ以借鉴传统汽车现有的结构模式，主要还足 往复活塞式、旋转活塞式等形式。图ｌ为法国ＭＤＩ 公一Ｊ出ｒ昂的压缩卒气动力汽车发动机的外观图。此 犁是燃料和压缩空气的混合动力发动机，它除进气 压缩腔、膨胀排气缸腔外，另有一个球型腔作为燃 料的燃烧腔。
对应的压缩空气的质量比能量约为７５ｗ－Ｍ（２。
若要获得较大的汽车行驶里程，只有加大罐容
和存储压力，同时提高机械效率和减小排气损失和
减压损失，进行能量同收和能量的充分利用。当然
增大罐容受到汽车有效空间的限制，增大充气压力
受制罐工艺的限制，在罐容、充气压力和汽车行驶
里程之间有个最优匹配参数，需深入研究。
表１中的“能量密度”和“能量转化率”项， 表明了压缩空气动力汽车的不足之处，也是限制压 缩空气动力汽车广泛应用的最主要的两项指标。 “能量密度”可以通过储气罐性能的提高向提高，
万方数据
４能量分析
对压缩空气动力汽车的使用性能要求应与常规 汽车一样，决定压缩空气动力汽车前景的关键问题 是汽车的整车效率问题。为此，需对压缩卒气动力 汽车进行能量分析。
压缩空气动力汽车直接采用流量或压力调节， 传动系的机械损失将有较大减少，虽兀常规汽车发 动机的泵气损失，但存在于压缩空气动力汽车发动 机的残存气中的压力损失（残气损失），将对整个压 缩空气动力汽车的效率产生很大影响。采用压力分 级控制和串联动力分配方式将会减少残存气中的能 量，同时采用汽车制动能的叫收将会较大程度地解 决压缩空气动力汽车整车效率问题。
表１与氢燃料电池电动汽车的特性比较
图４法围ＭＤＩ公司的压缩窄气动力汽车
国内近来也有人提出液态空气动力汽车的设 想，但液态空气动力汽车也同样存在液氮气体动力 汽车的问题。
压缩空气动力汽车的研究，曰前国内尚无文献 报道。浙江大学的气动汽车课题组已存气动摩托车 动力平台上分别进行了凸轮配气、阀配气的尊缸和 双缸压缩空气动力发动机的试验研究，已取得了一 定的成果。该课题组还同时进行了液氮气体动力汽 车的有关项目研究。
燃料电池电动车是人们寄予厚望的『６”。目前 认为最有发展前途的是质ｆ交换膜燃料电池 （ＤＥＭＦｃ），以氢气为燃料，可实现零排放，能量 转化率高，结构简单。但燃料电池的制造成本比较 高，氧气的安仝存储、制备和灌装都有许多问题， 这制约了这种电动车辆的发展和实用化。
人们期待着一种没有污染、用之不竭的新型能
·周家自然科学基金委一福特基金资助项目（５叭２２１１５）。２００１１１０８收到 棚稿，２００２０２０８收到修改稿
万方数据
源出现，压缩卒气能源正是满足了这样的要求。
１压缩卒气动力汽车
１．１压缩空气动力汽车的原理 压缩空气动力汽车（Ａｉｒ＿ｐｏｗｅｒｅｄ ｖｅｈｉｃｌｅ
ＡＰｖｌ，简称气动汽车，利用高驱动汽车运行。从理论ｌ：来说，液态空 气和液氮等吸热膨胀作功为动力的其他气体动力汽 车，也应属于气动汽车的范畴。
近期又推出了最大时速达１ １０ ｋｍ，ｈ，一次充气行驶 ３００ ｋｍ的压缩空气动力汽车。
美国人Ｒｏｇｅｒ Ｌｅｅ也提出了类似的专利。 荷兰的国际汽车研究中心，以及奥地利等一些 欧洲国家也正积极进行相关的研究。 美国华盛顿大学在美国能源部的资助下，于 １９９７年研制了一台以液氮为动力的气动原型汽车ｆ”。 其基本工作原理与压缩空气动力汽车相同，只是动 力来源于液态氮在受热蒸发后气体膨胀做功。其丰
表２为压缩空气动力与多种电池的比较，从中
可见压缩空气动力的质量比能量较燃料屯池小，较
大部分蓄电池高，处于中等水甲。但只要气罐材料
性能允许，随着储气压力的进步提高，该项指标
会有较大幅度的提高。
的回收和气动汽牟残存气中的能量的回收。 （５１其他气动汽车芨动机结构彤式的探索。在
理论上探索其他诸如涡轮式、气动马达式和旋转式 等气动汽车发动机结构形式的可行性。
（６１高压压缩空气贮放装置的设汁与选用。 （７）基于压缩空气动力的混合动力发动机的研 制。为适应复杂工况和较大的热不平衡现象需研究 压缩空气一燃油／燃气混合动力等其他类型的混合 动力发动机。 压缩空气动力汽车的效率和汽车气动系统控制 问题是拟解决的关键问题，它决定了气动汽车实际 应用的经济性。
６结论
选择摩托车作为压缩空气动力发动机原理性试 验的实例。图５为浙江大学建寺的凸轮轴配气方歧 气动发动机试验台。
表２现有各种电池的比能量
ｗ．ｈ／始
压缩空气ｆ常温，３０ ＭＰａ墙ｏｏ Ｌ１
ＥＭＦＣ燃料电池 电容电池 Ｅ轮电池 铝酸电池（改进型、 镍镉｝Ｕ池 镍氧电池 锂离子电池 铝空气电池
７５ ８
仍∞协叭＂舯啪瑚
热 交 换 器
避 气
图３发动机动力的串并联混合分配方式
压缩空气动力汽车中，高压压缩空气经减压 后，通过热交换器吸热，进入作用缸推动负载运动。 因此，通过调节进入作用缸的气体压力和流最，可 以调整发动机的动力特性。 １．２压缩空气动力汽车的特点
压缩空气动力汽车在电能一压力能一机械能的 转化过程中，无（矿物）燃料的燃烧，排放的仍然是 无污染、无热辐射的空气，是真正的“绿色”、“零 污染”概念的汽车。
摘要：在对多种替代燃料汽车和电动汽车进行比较综述的基础上，介纠了压缩空气动力汽牟的丁作原理、结构特 点和性能特性。从能量利用的角度分析了压缩空气动力汽车的效率问题和ｎＪ行性，比较了压缩守气动力能源与电 池能源、燃料能源的特性，并与目前最为看好的氧燃料电池电动汽车的多种特性进行了全面的对比．结☆浙江大 学所开腱的初步研究＿＿ｒ＝作，指出ｒ压缩空气动力汽车项目需进｛Ｊ的主要研究内容，认为压缩空气动力汽车是一种 真正“零污染”的、有广阔市场前景的新概念的“绿色汽车”。 关键词：空气动力汽车绿色汽车气压传动环境保护 中图分类号：ｕ４６９ ７６ ｘ３８２ ｕ４６１
３汽车特性对比分析
为了进一步说明以压缩空气为动力的气动汽车 的特点．以人们普遍看好的氢燃料电池电动汽车作 为全面的比较对象，表１列出了压缩空气动力汽车 与氢燃料电池电动汽车常用的使用特性的对比情 况。
由此可见，气动汽车在制造、使用和安全性等 方面都具有很强的竞争力和实用性，特别是压缩空 气动力汽车具有良好的环保特性和较低的制造成 本，这些独特的特性必将在未来社会发挥其独特作 用。
一般可假设在压缩空气动力汽车的动力控制过 程中，气体减压作功刚吸热充分，并认为这‘过程 为等温过程。南此可以计算分析整个过程释放的能 量。
假定高压气体的充气压力为３０ ＭＰａ、储气体 积为３００ Ｌ’当压缩空气从充气压力完全等温膨胀 到人气压时所能做的全部膨胀功为
∥＝慨嚣加
（１）
１０
机械工程学报
第３８卷第ｌｌ期
目前国外的研究Ｔ作主要集中在法国工程师 Ｇｕｙ Ｎ６９ｒｅ领导的研究小组，他们已获得相关的专 利２０余项，其设计出的气动汽车已经定型并投入 了商业生产。图４为他们设计的名为“ＴＯＰ”（Ｔａｘｉ ｚｅｒｏ Ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ）的压缩空气动力出租车。
此型号汽车以一罐３００ Ｌ、３０ ＭＰａ压力的压缩 空气，可以行驶２００ ｋｍ，最大时速达１００ ｋｍ／１１。
万方数据
２００２年１１月
陈鹰等：压缩守气动力汽车的研究与发展
要优点在于液氮无须使用高压储存和高压罐，安全 性较好。但液氮的制取和存储需很低的温度，制氮 成本不低，贮氮费用也较大。使用过程中存在氮气 逸气量大，液氯气化的热交换量也很大。
“能量转化率”的提高需对气动回路的设计和能量 回收系统深入研究。
图ｌ法围ＭＤＩ公司出品的发动机 纯粹以Ｊ玉缩卒气为动力的发动机的总体结构和
传统汽车的发动机结构基本相同。但压缩空气动力 发动机的动力分配方式有串联方式、并联力式和串
机械工程学报
第３８卷第１ｌ期
并联混合方式。町以是往复活塞式和旋转式等结构。 图２ａ所示以往复活塞式结构为例的发动机动
力的串联分配方式，其缸与缸之间的空气动力管道 是串联的，卜一级缸的剩余压力是下级缸的始动 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；图２ｂ为发动机动力 的并联分配方式，其缸与缸之间的空气动力管道是 并联的，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。
ｐｌ”１ ２ Ｐ ２Ｖ ２
（２）
式中（ｐ．，ｖ，），（ｐ：，Ｖ：）——相应的起始、终Ⅳ『
状态
由式（１）、式（２）及相应参数可计算出起始、终
了状态间的全部嘭胀功为
矿：５．１３×１０ ７ Ｊ
假定压缩空气动力汽车发动机的工作温度为
３００Ｋ，可求得３００Ｌ、３０ＭＰａ气压下的压缩空气
的气体质量为１０４ ５３ ｋｇ。假定储气罐霞１００ ｋｇ，
与此同时，还出现了大量电动汽车以及混合动 力汽车…。但目前的电动汽车仍受制于午用电池因 素的制约，存在功率比、循环寿命、冲放电性能、 造价、污染和安全性等方面的一系列问题，一时还 难以达到实用的程度，电池本身也存在严重的二次 污染问题。
混和动力电动车具有电池电动车和内燃机汽车 的优点，但仍存在排放问题。并且由十包括了两套 动力装置．驱动和控制系统更为复杂”］。
５主要研究内容
通过以上分析，可以看出设计出实用的压缩空 气动力汽车尚有许多上作要做。主要集中在如下几 个方面。
（１）压缩空气动力汽车发动机原理研究及结构 优化设计。发动机的下作原理、结构、材料及材料 热处理的要求与传统的内燃机区别很大，需建立起 气动汽车发动机结构设计准则。
（２）发动机气动动力分配形式的研究。发动机 配气方』℃也有阀配气及凸轮轴配气等，同时多还柯 串联、并联和混合动力方式。