汽车动力种种
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[1 楼] robust [泡菜]
20-6-7 11:14
汽车动力种种
在汽车进化史中,完美的驱动动力一直是工程技术人员孜孜以求的研究对象,诸如燃气轮机,太阳能,甚至原子能,都曾是潜在的汽车动力。人类活动必须要考虑到环境保护,弃用石化燃料,寻找新的替代能源,已成为共识。眼下传统内燃机与电力驱动正在争夺世界范围内的统治地位。哪一种动力更好?人们从经济,政治以及技术等各个不同的角度来探索它们的优劣,围绕此问题的激烈争论长期来一直绵延不断。但有一点是明确的,任何方案都不是完美无缺的,随着世界的进步,技术的发展,时间的变化。任何方案的价值也是随之有变动的。不妨让我们小小地回顾一下世界上各种汽车动力的研发小史,有趣也有启示。
煤粉发动机   
煤粉发动机是一种往复活塞式发动机,但不使用液体燃料,使用精细的煤粉,混合作为引燃材料的煤油作为动力。1824年法国物理学家Sadi Carnot提到使用煤粉作为燃料。煤粉发动机在德国从1916到1940年得到了较大范围的发展。但这种从柴油机原理上引出的发动机被证明是不完善的。其重要的缺陷特别是粉尘的流动与分布,为得到粉尘而产生的设备高磨耗损失,昂贵的气缸壁清理,油污,渣生成物等,此外其机械和热效率也达不到柴油机的水平,煤粉发动机的发展也就此而结束。
原子能/核动力驱动   
上世纪50年代曾有厂商推出过原子能动力汽车,比如福特有一个加长尾部的Nucleon,该车用核燃料作为动力。他在后轮间悬置了一个小型核反应堆。这个三座的Nucleon从来没有上过街。福特只是造了一台样车,而且不成功,生产就跟更谈不上了。
燃气轮机  
上世纪50到70年代里,在世界范围内掀起了一个燃气轮机热,一种内部持续燃烧的发动机,以用作驱动轿车和商用汽车的动力。这是MTZ杂志2016年7-8期上一篇名为《燃气轮机驱动—曾经的希望》的报告文章的描述。与往复活塞式发动机相比,燃气轮机有不少优点,可以使用多种燃料,运行无震动,磨损损耗小,维修间隔时间长。燃气轮机的显著缺点就是油耗高;为取得高效率,需要一个相当大的热交换器;此外应用在车辆上时,批量生产燃烧室部件材料的经济性问题也没有解决,安装尺寸的限制以及变工况能力差等也都是燃气轮机存在的问题。研究人员在汽轮机上所花费的精力并没有落空,各项科技成果以及新材料的不断出现一直使其被应用到现今,但是在能源,发电技术或在航空领域。
转子发动机/汪克尔发动机   上世纪60年代,出现了旋转活塞发动机(也称汪克尔发动机),以替代往复式活塞发动机。与往复式活塞发动机相比,它的优点在于动力性能优越,功率密度大,结构紧凑。此外它还存在可以选择使用更合理燃料的可能性,例如氢。但最终大多汽车厂家在它的自身缺陷面前望而却步,诸如受到限制的压缩比,不利的燃烧空间,高等压下的燃烧,膨胀期的延后燃烧,工作空间的密封问题,高油耗和糟糕的排放指标等问题。迄今为止,仅有一家汽车厂还在研究使用转子发动机,那就是马自达。
艾尔斯拜特发动机  
路德维希·艾尔斯拜特(Ludwig Elsbett)设计开发了一部专用植物油燃料的发动机。这种发动机与柴油机的运行原理一样。从1980年起进入系列化生产使用阶段。艾尔斯拜特发动机具有以下的优越性,一般情况下,在使用植物油作为燃料时,会在发动机缸壁产生影响发动机正常运转的沉积。 而艾尔斯拜特发动机的专利 “双温-处理” 技术(Duotherm-Verfahrens)转化消除了这一现象。压缩进入气缸的气体在活塞顶部深陷的凹坑中形成漩涡,燃油(除植物油外,平常的柴油,汽油也可以) 被喷射到这个漩涡的中心并燃烧,同时相对温度较低的外层气流层在高温燃烧区和气缸壁之间形成一个隔绝层,这个“双温气旋涡”有效地阻止了在缸壁上发生沉积现象。这一技术的运用甚至可以取消发动机的水冷系统,减少成本,也避免了必须选用耐高温活塞以及燃烧室材料的高额费用产生。这种安静,多燃料的发动机被应用在一些拖拉机,轿车及载货车上,由于石化燃料的价格持续走低,这种发动机没能得到更宽泛的应用,汽车业界把更多的注意力集中到了生物柴油。
斯特林发动机   
上世纪70年代末以及80年代,由于汽车排放指标越来越严格,当时还没有高效的汽车尾气处理措施,于是斯特林发动机高调走入了替代汽车动力的研究中。斯特林发动机的优势在于,其外部加热系统和发动机的运动可以完全分离开来,也可以使用非燃烧加热得到的热源。这种完全独立持续加热的方式可以使用几乎不受限制的燃料,当然也有选择燃烧尽可能少产生有害气体的可能性。斯特林发动机的问题在于,由于持续燃烧,发动机部件始终处于较高温度负荷的状态下。此外反应慢,热量导入限制导致效率有限也是其缺点。现如今,斯特林发动机被用在一些专门的场站设备中,如区块热电厂,以及对噪声要求极高的场合,如潜水艇动力。
蒸汽发动机  
在1900年左右汽车问世后,蒸汽发动机曾和和电驱动,内燃机一起竞争成为轿车的主要驱动动力。它的最大优势在于安静,没有冲击声,没有变速的齿轮传动声。经过百年沉寂后,在美国发布超低排放车辆立法的背景之下,又有推出蒸汽发动机的新研究,并做出了样车。但它和斯特林发动机的缺点一样,外部燃烧系统和有限的效率,有问题的不确定状态,冷启动时间等等。这些问题使得蒸汽发动机在未来可见的时间段内,难以成为传统汽车的驱动动力。
氢燃料发动机   
氢燃料发动机是指传统发动机使用氢燃料作为燃料来驱动。它像汽油发动机一样按奥托循环来运动。早在1979年BMW就开发出了首台4缸氢燃料发动机。与其他类型驱动系统相比,它的有害排放几乎为零。初创公司Keyou也将开展将传统商用柴油机改装成氢燃料发动机的业务,其开发工作重点主要在新增点火系统以及燃烧状态改进的措施等。
双燃料发动机  
双燃料发动机是指可以使用2种不同燃料来驱动。与双重燃烧过程相比双燃料发动机的两种不同燃料同在一个燃烧空间做功。原则上不同燃料组合都可以考虑使用,比如汽油-柴油,氢-柴油,或者汽油-天然气。典型的做法是,设置点火系统的使用点火燃料组合。格拉茨技术大学正在开展一项研究,高效的柴油机使用天然气二氧化碳排放低的优势,组成一个天然气-柴油双燃料燃烧处理的组合,高效以及天然气的采用使得CO2的排放指标比柴油机和汽油机减少20-30%。当然这些改进还包括稀薄燃烧和特别要求的尾气后处理等技术。双燃料发动机应用于船舶驱动对满足日益严格的排放指标有重要意义。
太阳能车辆  
太阳能车辆是指直接采用太阳能作为驱动能源的车辆。目前大多数的能量采集是通过光伏电池。车辆的外表面大部分被光伏电池所覆盖。以尽可能多地将太阳能转化为电能。太阳能电动车通常还设置有充电电池。慕尼黑的初创公司Sono Motors推出了一款5门紧凑型太阳能车Sion,搭载了30kWh电池以及太阳能光伏电池。荷兰的长途轿车Lightyear One 以及丰田的插电混合动力车普瑞斯都可以在行驶中用光伏电池给蓄电池充电。
木炭汽车
行文至此,我觉有必要把曾经在※※风行一时的木炭汽车做一个简单介绍。上世纪30到40年代,直至建国初期,积弱积贫的中国,没有自主的石化工业。汽柴煤油是“洋油”。石化产品是战略物资,西方列强对中国或高价,或封锁。没有燃料,有车也不能动。在这样的情况下,中国的技术人员30年代就研制出了木炭汽车。木炭汽车,就是把木炭放进为汽车特制的煤气炉内,使之在适当的温度下变成煤气,从而用来作为发动引擎原动力。木炭汽车时速可达26公里/小时,每公里消耗木炭0.5公斤,加炭一次可以行驶4小时。木炭汽车车头侧面装有一个特制的炉子,与今天我们用的开水锅炉相似,还带一个手摇鼓风器。木炭燃烧时,若火力不足,还得大力摇动鼓风器手柄,待瓦斯充足,车子才能驶动。木炭汽车的驾驶员必须配备助手,助手的职责是按时扒炉、续炭、点火、吹风以及协助驾驶员发动汽车,适时清除滤清罐内积炭杂质等。木炭汽车在行进中若出现缓慢无力的情况时,助手须向炉底泼一杯凉水,以便击火引燃爆发,催车加速前进。木炭汽车因为燃料易得,造价又低廉被国内各地广泛使用。木炭汽车的最大优点是使汽车在那样艰苦的条件下开动了。至于缺点,效率低,难发动,苦脏累,所有这些都不算什么。关键是国人的智慧,勤劳得到了预想成功实用的证明。
[21 楼] robust [泡菜]
20-6-10 16:48
木炭汽车确是中国工程师的杰作。感兴趣者可在网上探索一番。
[20 楼] haiyangsea [陈年泡菜]
20-6-10 11:45
robust 发表于 2020-6-7 11:14
汽车动力种种
在汽车进化史中,完美的驱动动力一直是工程技术人员孜孜以求的研究对象,诸如燃气轮机,太阳能,甚至原子能,都曾是潜在的汽车动力。人类活动必须要考虑到环境保护,弃用石化燃料,寻找新的替代能源,已成为共识。眼下传统内燃机与电力驱动正在争夺世界范围内的统治地位。哪一种动力更好?人们从经济,政治以及技术等各个不同的角度来探索它们的优劣,围绕此问题的激烈争论长期来一直绵延不断。但有一点是明确的,任何方案都不是完美无缺的,随着世界的进步,技术的发展,时间的变化。任何方案的价值也是随之有变动的。不妨让我们小小地回顾一下世界上各种汽车动力的研发小史,有趣也有启示。
煤粉发动机   
煤粉发动机是一种往复活塞式发动机,但不使用液体燃料,使用精细的煤粉,混合作为引燃材料的煤油作为动力。1824年法国物理学家Sadi Carnot提到使用煤粉作为燃料。煤粉发动机在德国从1916到1940年得到了较大范围的发展。但这种从柴油机原理上引出的发动机被证明是不完善的。其重要的缺陷特别是粉尘的流动与分布,为得到粉尘而产生的设备高磨耗损失,昂贵的气缸壁清理,油污,渣生成物等,此外其机械和热效率也达不到柴油机的水平,煤粉发动机的发展也就此而结束。
原子能/ ...


木炭车是德国人的发明,为了节省汽油,其实当时欧洲各国都有木炭车,大家都烧不起汽油嘛,另外汽油是重要的战备物资,只能军队用,老百姓只能凑合烧木炭。当时一些出国的技术人员看到欧洲的木炭车觉得很实用,回国仿制成功,建国后还大量使用,据说80年代还有用木炭车的,因为天然气也少,大包也不是谁都能背的。

煤粉发动机在燃气轮机时代也有提及,据说性能不错,但是结焦问题难以解决。凯利在研发SR71的时候,煤粉发动机还曾经作为备选动力深入研究过,最终各种稀奇古怪的燃料都否决了,还是走传统的燃油路线。
[19 楼] tiepo [资深泡菜]
20-6-10 11:05
估焦相机 发表于 2020-06-10 02:43
老哥,打扰,你的rb67,会考虑出吗?- -!


不好意思不出[抱拳]
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[18 楼] 估焦相机 [泡菜]
20-6-10 10:43
tiepo 发表于 2020-6-9 10:40

老哥,打扰,你的rb67,会考虑出吗?- -!
[17 楼] antprince [泡菜]
20-6-9 12:41
robust 发表于 2020-6-9 11:16
曹县还在用?不太可能,没有使用条件和环境。愿闻其详。

没啥不可能,被制裁缺油料就是使用条件和环境
[16 楼] robust [泡菜]
20-6-9 11:16
antprince 发表于 2020-6-9 10:54
这个今天曹县还在用,烧柴的汽车

曹县还在用?不太可能,没有使用条件和环境。愿闻其详。
[15 楼] 乌戈马拉多纳 [泡菜]
20-6-9 11:07
五菱的前身柳拖也开发生产过烧木炭的汽车。
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[14 楼] delano [资深泡菜]
20-6-9 11:05
robust 发表于 2020-6-8 21:06
建国初期以煤炭为燃料的公交车,为了减少对车厢的污染,煤气发生炉放在了一个专门的拖车上。
图片出自 上海汽车博物馆


北京路面上有车顶扛个大煤气包的公交车。 本帖最后由 delano 于 2020-6-9 11:07 编辑
[13 楼] antprince [泡菜]
20-6-9 10:54
robust 发表于 2020-6-8 21:06
建国初期以煤炭为燃料的公交车,为了减少对车厢的污染,煤气发生炉放在了一个专门的拖车上。
图片出自 上海汽车博物馆


这个今天曹县还在用,烧柴的汽车
[12 楼] tiepo [资深泡菜]
20-6-9 10:40
jc90454 发表于 2020-06-09 02:01
转子发动机、直线往复式内燃机、小型燃机都可以作为电驱动的能量来源,特别是高速直驱发电机的出现,让燃机成为混动方案的利器...



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[11 楼] jc90454 [资深泡菜]
20-6-9 10:01
转子发动机、直线往复式内燃机、小型燃机都可以作为电驱动的能量来源,特别是高速直驱发电机的出现,让燃机成为混动方案的利器
[10 楼] 尤文蒂尼 [泡菜]
20-6-9 01:20
robust 发表于 2020-6-7 11:34
这是1958年问世的核动力汽车Nucleon的模型,采用塑料材质,按照与真实车辆3:8的比例打造,长度1.9米,宽0.74米,高0.4米,重量52kg。通过这款车的名字也能知道它和核燃料有关,Nucleon的中文意思就是核子。
核汽生财
[9 楼] robust [泡菜]
20-6-8 21:06
建国初期以煤炭为燃料的公交车,为了减少对车厢的污染,煤气发生炉放在了一个专门的拖车上。
图片出自 上海汽车博物馆
[8 楼] robust [泡菜]
20-6-8 21:04
建国初期上海街头的公交车,车尾挂着一个笨重的煤气发生炉
图片出自 上海汽车博物馆
[7 楼] machinewang [泡菜]
20-6-8 16:17
核动力民用化是人类能源的终点吗?量子动力会存在吗?
[6 楼] agrande [泡菜]
20-6-7 22:45
木炭汽车最早是法国人搞的。1894年,法国人就研制出了全球第一台“煤气发生炉”,随后被英国、德国、奥地利、比利时和日本相继仿制。1926年,日本人在美国雪佛兰汽车的基础上改装出亚洲第一台木炭汽车。
图为40年代日本的木炭客车。
[5 楼] 峻嶙 [泡菜]
20-6-7 21:40
qqman 发表于 2020-6-7 11:46
什么时候能有能量块发动机的汽车?


电池应该算,只是现在还是最原始阶段,将来某一天一定会有这种体积很小,续航很长的电池,哪怕充电时间长,可以取出来放那慢慢充就是

毕竟汽车才一百多年※※,几千年前赶马车的人肯定想不到现在的汽车啥样
[4 楼] 臭手 [老坛泡菜]
20-6-7 21:26
qqman 发表于 2020-6-7 11:46
什么时候能有能量块发动机的汽车?


现在的电车就算是了吧?
一块一块的电池就是能量块了,如果再普及了电池更换服务那就是妥妥的能量块发动机了。
[3 楼] qqman [禁言中]
20-6-7 11:46
什么时候能有能量块发动机的汽车?
[2 楼] robust [泡菜]
20-6-7 11:34
这是1958年问世的核动力汽车Nucleon的模型,采用塑料材质,按照与真实车辆3:8的比例打造,长度1.9米,宽0.74米,高0.4米,重量52kg。通过这款车的名字也能知道它和核燃料有关,Nucleon的中文意思就是核子。