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靠空气行驶的汽车
追求环保可能意味着付出昂贵的代价,任何驾驶丰田普锐斯的司机都会领略到这一点。丰田普锐斯是一种款由汽油发动机和电动机组合的混合型动力汽车——在城市里低速行驶时,由电动机提供动力,一旦需要,借助汽油发动机可以提速。尽管这款车是美国市场上销售的最节省燃料的汽车,但它的售价在2.2万美元以上,高价位把在燃料上节省的开支化为乌有原因之一是这款车装有昂贵的电池,另一是其制动系统进行了全新的改进。
也许会有更为经济、更简便方法来制造混合动力车:譬如,利用空气以取代电力作为动力的汽车。
利用压缩空气为汽车提供动力有一个明显的缺点:压缩空气能量密度低,无法储存太多的能量,尽管在低速行驶时可能没有问题;而混合动力汽车中的电池其主要功用是储存能量(刹车时能量可以得到补偿)。提出空气混合动力汽车的理念旨在把能量储存由电能改为空气,尽管这种车主要靠汽油驱动,然而当需要之时可以利用空气来提高汽油发动机的动力。在制动系统的设计上也不需大费周折,每辆汽车原本都有一台可以代用的空压机(位于发动机内部),制造一辆空气混合动力汽车的花费因此相对较少。
当空气混合动力汽车实施制动时,在发动机燃料供应被切断的同时,压缩的空气被推进气缸中(驱动汽车的活塞将帮助汽车提速);在加速时,压缩的空气又可以把更多的空气推进燃烧室。由于有更多的氧气,燃料因此得到充分的燃烧,因而可以增加额外的动力。
瑞士联邦理工学院苏黎世分校的利诺•古泽拉(Lino Guzzella)研制了一台空气混合动力发动机的样机。“跟普通的汽油发动机相比,这种办法可以减少32%的燃料消耗”,他说。相当于电动混合动力汽车的80%,成本较低。他认为,当今的汽车发动机太大,原因是便于加速,以后的发展趋势是较小的发动机外加涡轮增压器。
涡轮增压器的工作原理是,利用排出的气体驱动空压机,迫使更多的气体进入发动机。但麻烦在于,提供出额外的动力在时间上存在几秒钟的滞后;而空气混合动力发动机可以瞬间释放额外动力,可以使较小的发动机表现出与大发动机相同的驱动性能,而且燃料的消耗更加合理。
麻省理工学院的约翰•海伍德(John Heywood)认为,空气混合动力汽车最适合在城市中驾驶。原因在于,容纳压缩空气的气缸需要通过不断的制动才能保持饱和,在高速公路上行驶时使用制动相对较少。然而,对于某种类型的空气混合动力汽车来说,不存在上述问题。
伦敦布鲁内尔大学的赵华(Hua Zhao)设计出的空气混合动力样车,不是往燃烧室里注入压缩空气,而是直接用气缸为发动机提供压缩空气。他说:模拟显示,采用他的设计不仅可以减少燃料的消耗,还可以防止制动器因制动过多而变得过热。目前,赵博士正在寻找商业合作伙伴。
(选自《世界科学》2009年第9期)
下列理解,不符合原文意思的一项是 ( )
A.空气混合动力汽车是以空气为燃料的汽车,即直接用汽缸为发动机提供压缩空气。 |
B.压缩空气能量密度低,无法储存太多的能量,这是空气混合动力汽车的一个明显的特点。 |
C.空气混合动力汽车主要利用空气作为发动机的动力,可以较少能量的消耗,成本低。 |
D.每辆汽车的发动机内部都有一台空压机,可以用它来作为压缩空气的汽缸。 |
下列理解和分析,不符合原文意思的一项是 ( )
A.利诺•古泽拉(Lino Guzzella)认为汽车的发展趋势是在较小的发动机上加上涡轮增压器,但提供额外的动力在时间上存在着几秒钟的滞后。 |
B.赵华(Hua Zhao)认为空气混合动力汽车不仅可以减少燃料的消耗,还可以防止制动器因制动过多而变得过热的问题。 |
C.约翰•海伍德(John Heywood)认为,空气混合动力汽车需要不断的制动才能使容纳空气的汽缸保持饱和,因此,这种汽车适合在城市里驾驶。 |
D.由于丰田普锐斯这款车装有昂贵的电池,因此它的售价在2.2万美元以上。 |
依据原文内容,下列推断不正确的一项是 ( )
A.如果混合型动力汽车不用电动机而利用压缩空气作为动力,可能会提高燃烧效率,从而更加经济适用。 |
B.目前,经济复苏的曙光已经初现,而推动经济复苏的强劲动力来自创新科技,正在实验室开发的空气混合动力样车正是这样一种创新科技产品。 |
C.如果以空气取代电力为动力的混合型动力汽车问世,将在世界科技史上产生划时代的影响。 |
D.追求环保就必须付出昂贵的代价,丰田普锐斯是如此,即将推入市场的混合型动力汽车也是如此。 |