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”〕。
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
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。
进气
拌气
热
交
排气
换器
进气
。，。。。。，，巍。。。＋＋蹦２发动机动力的串、并联分配方式↳

↳压缩空气动力汽车动力分配的串并联混
合动力分配方式。此种方式下，前一级的缸之间为并联方式，它们与后一级缸之间的动力分配关系为
串联关系。合理设计此类动力分配方式可得到集前
两类之优点的多缸压缩空气动力汽车发动机。
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
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。
压缩空气动力汽车在电能一压力能一机械能的
万
方数据与传统的汽车相比，其发动机工作时无燃料的燃烧过程，所以发动机的结构很简单、尺寸小、重
量轻、造价低。对材料要求低、设计和制造容易。
压缩空气动力汽车使用压缩卒气为动力，能量
的传递快捷、储存很容易，空气介质来源方便、清洁、价廉，所需的电力能量容易获取。充气设备和加气站等费用不高，较容易建造。整车使用维护和
生产费用低，且可利用现有气动技术、汽车设计和
制造技术，研制和开发周期短。

对污染要求特别严格的城市中心、重点旅游
区、自然保护区，对噪声要求高或室内使用的中小型工具、运输丁具等，对短途的交通工具，军用潜
艇等场合，压缩卒气动力都将有不可替代的作用。特别足它可以满足现阶段宁气污染严重城市的迫切
需要，具有巨大的市场潜力和广泛的应用前景。
我国电力资源非常丰富，而石油资源相对紧
缺，运输工具每年所燃烧掉的大量的不可再生的自
然资源非常可惜。压缩空气动力汽车是对电力能源
很好的二次利用，符合我国目前和将来的能源结构调整的大趋势．也为电力能源的再利用开辟了新的
领域。
……Ｖ¨。一¨…４‘
２国内外研究工作综述
法国设计师ＧｕｙＮ６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。
目前国外的研究Ｔ作主要集中在法国工程师

此型号汽车以一罐３００
Ｌ、３０
ＭＰａ压力的压缩
空气，可以行驶２００ｋｍ，最大时速达１００
ｋｍ／１１。
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ＲｏｇｅｒＬｅｅ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
后，通过热交换器吸热，进入作用缸推动负载运动。１．２压缩空气动力汽车的特点
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。

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。
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压缩空气动力汽车的研究，曰前国内尚无文献定的成果。该课题组还同时进行了液氮气体动力汽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
与氢燃料电池电动汽车常用的使用特性的对比情
由此可见，气动汽车在制造、使用和安全性等
表１中的“能量密度”和“能量转化率”项，
“能量密度”可以通过储气罐性能的提高向提高，
万
方数据“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。
表１与氢燃料电池电动汽车的特性比较
对压缩空气动力汽车的使用性能要求应与常规是汽车的整车效率问题。为此，需对压缩卒气动力压缩空气动力汽车直接采用流量或压力调节，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。

一般可假设在压缩空气动力汽车的动力控制过为等温过程。南此可以计算分析整个过程释放的能假定高压气体的充气压力为３０ＭＰａ、储气体Ｌ’当压缩空气从充气压力完全等温膨胀‖＝慨嚣加
（１）
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。
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４能量分析
汽车一样，决定压缩空气动力汽车前景的关键问题汽车进行能量分析。
传动系的机械损失将有较大减少，虽兀常规汽车发双缸压缩空气动力发动机的试验研究，已取得了一
车的有关项目研究。
３汽车特性对比分析
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。采用压力分为全面的比较对象，表１列出了压缩空气动力汽车况。
级控制和串联动力分配方式将会减少残存气中的能程中，气体减压作功刚吸热充分，并认为这‘过程量。
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。

积为３００到人气压时所能做的全部膨胀功为
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。

气动汽车的发展被人为的压制。高气压，气瓶末国产，使用者不放心。汽车重量分布几个车轮。何不让车轮重力做功产生压缩气体回哺自身再做功。也可算是动为回收。以后用户认可，厂为逐浙上高压罐。可利用半夜半价电生产空气，自天加注。最大能源利用。修理工一枚望与君探讨！