靠空气驱动的汽车

为“靠空气驱动”赋予了新的含义
插画:Graham Murdoch

一个多世纪以来,空气汽车一直是工程师们一个不切实际的追求——一种理想化的尝试,但最终实现大规模生产的可能性微乎其微。作为燃料,空气具有明显的优势:它无处不在、清洁,而且最重要的是,免费。但空气需要能量来储存能量,因为它必须被压缩,这限制了全空气汽车的实用性。法国汽车制造商PSA标致雪铁龙的两名工程师认为,他们可以通过结合两种久经考验的技术来克服这个问题:汽油发动机和液压系统。为了测试这个概念,他们在2010年成立了混合动力空气项目,并将一辆小型车的发动机连接到一个商用飞机的液压系统。“我们试图推动这个项目,尽管很多人不相信我们会成功,”工程师Karim Mokaddem说。

Mokaddem与Andrés Yarce共同设计的混合动力空气动力系统使用一个液压泵和一个活塞来压缩一个称为高压蓄能器的罐中的氮气。踩下加速器会释放高压气体,然后气体反向通过同一个泵推动液压油。泵作为电机驱动车轮,液压油最终进入第二个罐中。

Yarce说,在正常驾驶中,系统将在汽油和空气动力之间切换。与混合动力电动汽车类似,汽油发动机在爬陡坡和高速公路上提供助力,如果再生制动系统没有完成,它会重新为氮气罐充压。Yarce和Mokaddem预测,对于每小时43英里以下的城市驾驶,60%到80%的驾驶时间将仅由空气动力驱动。与汽油电动车相比,混合动力空气动力系统更轻便、更便宜,而且没有会磨损或侵占乘客和行李空间的笨重电池。“该系统设计为能够使用到车辆报废,”Yarce说。“唯一可能的[维护]将是补充空气。”

Yarce和Mokaddem的原型非常成功,以至于PSA标致雪铁龙决定生产量产车。混合动力空气动力系统将于2016年在欧洲以及可能其他国际市场的雪铁龙和标致所有小型车中作为一种选装配置出现。该公司尚未公布价格,但表示其空气汽车的成本将与其他汽油混合动力汽车大致相同。

插画:Graham Murdoch
  1. 混合动力空气汽车使用压缩氮气,氮气储存在一个称为高压蓄能器的罐中。

  2. 一个液压泵和一个活塞在蓄能器中压缩氮气。当氮气释放时(通过踩下加速器),泵反向运行。此时泵充当电机,利用流动的液压油的能量为车轮提供动力。

  3. 液压油通过电机后,流向低压蓄能器,在那里储存以备后用。

  4. 当加速或爬坡时,一个汽油发动机会为空气动力提供补充。对于小型车,这可能是一款82马力、1.2升的直列三缸发动机;对于紧凑型车,则可能是一款110马力、1.6升的直列四缸发动机。

本文最初发表于《大众科学》2014年3月号。

 

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