压缩空气动力汽车.pdf

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1、·设计·计算·研究·压缩空气动力汽车浙江大学许宏【!"#$%&’$】$%&’(&)*+,-.(),-/,(0&12+)3/+3)&4&*+3)&2*-5+%&6&)’7&8,22,’-4&*+3)&’4/’8()&22&5*,)5),9&-9&%,/0&*)&,-+)’53/&5:;59*-/&,-2+35<’4/’8()&22&5*,)5),9&-9&%,/0&2,-%’8&*-5’3+*)&4300<2388*),6&5:=-+%&(*(&)1+%&&44,/,&-/<()’>0&8*-54&*2,>,0,+<’4/’8()&22&5*,)5),9&-9

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3、+’>&+%&?,5&0<()’2(&/+,9&.)&&-9&%,/0&2:【摘要】介绍了压缩空气动力汽车的工作原理、结构特点及其“零污染”特性，并全面综述了国内外压缩空气动力汽车的研究进展。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可行性，并与目前最为看好的氢燃料电池电动汽车的多种特性进行了全面的对比。指出了压缩空气动力汽车项目需进行的主要研究内容，认为压缩空气动力汽车是有广阔市场前景的绿色汽车。()*+’,)%-#.!+%-%+/012304+’5026%+1’+*50主题词：空气动力汽车原理中图分类号：CDEF:#F文献标识码：;文章编号：G"

4、""7H#"H（!""!）"#7"""I7"H烧室及其相应装置去除，即成为纯粹以压缩空气为7压缩空气动力汽车动力的发动机。787压缩空气动力汽车的原理压缩空气动力汽车J;,)7K’?&)&5L&%,/0&，;KLM，通常称为气动汽车。它使用高压压缩空气为动力源，空气作为介质，汽车运行时将压缩空气存储的压力能转化为其它形式的机械能J汽车动能M。以液态空气和液氮等吸热膨胀作功为动力的其它气体动力汽车也应属于气动汽车的范畴［G］。图!NO=公司的发动机结构示意图气动汽车工作原理与传统汽车最大差别在于压缩空气动力发动机的结构也可以有往复活汽车动力来源的不同，其发动机

5、的总体结构形式还塞式、旋转活塞式和气马达型等多种结构形式，目是可以借鉴传统汽车现有的结构模式，主要还是往前只有往复活塞式结构的报道。复活塞式、旋转活塞式等形式。图G、图!分别为法压缩空气动力发动机的动力分配方式有串联国NO=公司出品的压缩空气动力和内燃机动力的方式、并联方式和串、并联混合方式。以往复活塞式混合动力汽车发动机的外观图和结构示意图。结构为例，图H所示的动力分配为串联方式，缸与缸间的空气动力是串接的，上一缸的剩余压力是下一缸的始动力。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D为动力分配的并联方式，其缸与缸之间的空气动力是

6、并接的，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。图GNO=公司的发动机外观图图!的发动机结构示意图显示了其由H个腔构成，分别是进气压缩缸、膨胀排气缸和一个球型的定容燃烧室。它通过电控装置进行燃料燃烧动力和压缩空气动力的切换。若将图!中的球型定容燃图H动力分配的串联方式!""!年第#期—I—·设计·计算·研究·图!、图"中储气瓶的高压压缩空气经减压后，假定用压缩空气动力发动机驱动某一款轿车，通过热交换器吸热，进入作用缸推动负载运动。合取其空气阻力系数为%*-0，迎风面积为+*3:-，整车理设计串、并联通道的压力切换，以及

7、各缸在曲轴装备质量为3%%56，载质量-0%56，滚动摩擦系数上的转角相位关系，将可以获得发动机平稳的动力为%*%+0，按平均时速;%5:98计算，需牵引力约为输出。通过调节进入作用缸的气体压力和流量，可-+;<。以改变发动机的动力特性。定义压缩空气所做的有效膨胀功与压缩空气储存的全部膨胀功之比为压缩空气的使用效率。并假设全部压缩空气等温膨胀做功，汽车的机械传动效率为%*=0，当需汽车行驶+0%5:时，由上述计算可得压缩空气的使用效率为;=!。提高压缩空气使用效率、增大罐容和增大充气图"动力分配的并联方式压力是提高汽车一次充气行驶里程的主要手段。当!"#能量

8、分析然增大罐容受到汽车有效空间的限制，增大充气压对压