零污染发动机 以空气为动力解决充气难题

除了电动车、氢动力车，压缩空气动力车也正成为新宠。想象一下这么一部车吧：引擎盖下空空如也，没有变速箱，没有传动杆，没有汽化器，连油箱都没有，但却能跟所有汽车一样跑得飞快。你信，还是不信？

以空气为动力让汽车跑起来？

这个想法听起来很可笑，但住在墨尔本的意大利人迪·皮耶特罗却花了十几年时间让它慢慢成为现实。这位曾在德国奔驰工作的机械工程师，一直想研发一种极其简约的发动机：除去一切复杂的部分，只要带动轮子转就行。

“传统的汽车发动机，只使用了汽油中蕴含能量的65%，还有许多变成热量完全浪费了。”尝试了各种各样的模型后，皮耶特罗在1999年找出了一个可行的方案：直接将活塞安装在一个单转缸式发动机上，用压缩空气来驱动它。压缩空气通过六个气室进入内缸。转轴在转动时，周围不停有空气起到缓冲作用，基本上可以接近零摩擦状态（只需要1PSI单位的压力就可以克服摩擦力）。而发动机是直接安装在轮子旁边的，因此传送过程中很少有能量损耗。

驱动引擎的压缩空气被储存在一个200升的储气筒里，用碳纤维制成，能够承受350bar的压力和850摄氏度的高温。一辆轻型小车以时速70公里行驶的话，所储的压缩空气足以让它跑上300公里。

当汽车运行时，它的发动机基本不发热。我们都知道，空气压缩时产生热，而膨胀时吸收热。因此，当压缩空气在里面释放时，它们不但不发热，还会像海绵一样源源不断地把周围的热量吸进去。这些膨胀冷却后的空气如果被排进车内，甚至可以起调节温度的作用。在气候温暖的地区，车身甚至连空调系统都可以省去。

零污染发动机

2000年9月，皮耶特罗在澳洲开了一家名为EngineAir的公司，专门生产这种发动机。尽管工厂已经生产出几种模型车，但公司并不打算朝汽车制造的方向发展，而是更愿意把这种发动机的专利卖给生产商，让他们自己去开发适合消费者的车型。

世界各地都有生产商来参观EngineAir工厂，还曾有中国买家向他发来意向书，想利用气动发动机来升级已有的汽车。但在皮耶特罗看来，EngineAir完全不是为传统车型设计的：它本身只有传统发动机的七分之一体积，重约13公斤，但却可以在零时速时直接带负荷启动，也可以正转和反转，连倒档都不需要。只要通过一个计时器，延长空气进入转缸的时长，就可以增大动力，反之亦然。同时，这个计时器还可以决定发动机到底有多响。“理论上来说，气动发动机可以在接近无声状态下运行，但多数客户反而希望自己的车有点响动，才好提醒别人有车过来了。”

无独有偶，法国公司MDI也设计出了相同理念的发动机，而且它的适应范围更广，又可以切换动力：在压缩空气用完的时候，这种发动机同样可以靠燃料运行。

抱着发明一款零污染发动机的念头，MDI老总Guy Negre从1991年开始研究气动发动机。如今的MDI气动发动机有纯压缩动力和双动力两种。前一种模式与澳洲EngineAir的类似：压缩空气注入活塞式发动机后，通过配备的活性气室和膨胀汽缸驱动轮子；而双动力模式则在储气筒和引擎之间加入了一个燃烧器，可以在低温下进行持续燃烧。

与澳洲同行不同，MDI在生产新车型上也很有热情。它研发出了一系列使用这种发动机的车型，首款迷你车AirPod已经于2010年在阿姆斯特丹机场、法国尼斯机场等地进行了试用。这款长得像外星甲虫的车外壳由玻璃纤维、聚酯树脂等复合材料制成，底部有三个轮子，底盘上是几根又粗又长的压缩空气贮存罐。每个后轮胎旁分别有一个小型的空气动力压缩引擎，通过汽车的操纵杆来控制。在城市街头行驶的时候，它的时速和普通汽车差不了多少，最高能达到80公里。而且，紧凑的车身在转向和泊车时都非常方便。

尽管标准版的AirPod非常迷你（长2.06m，宽1.6m，重220kg），但它仍能容纳三个成人、一个孩子。而且，充一次气能在城市里跑140-200公里，一百公里花费约2美元，这些使得它非常适合在市内作为短途代步工具。

AirPod的设计和发展得到了印度Tata汽车公司的赞助，后者从2007年开始为MDI公司产品在印度的推广提供协助。从欧洲到墨西哥，从南非到日本，MDI的车型已经卖出三十多个专利了。而且车的售价还不高，标准版AirPod只要六千多美元。“即使大家都说保护环境重要，也很少有人会为了这个多付钱，所以我们要提供的是一种不但对环境友好，而且对钱包也友好的产品。”Guy Negre说。

充气难题

曾有一档名为《超越明天》的澳洲电视节目，将皮耶特罗的发动机与MDI产品作对比。用前者改装的车型和后者的类似车型作比较。为了向双动力兼容性妥协，MDI发动机保留了大部分传统发动机的配件，因此在重量上没有太大优势。另外，它在行驶过程中发出的引擎声比较高。相比之下，EnginAir发动机则非常安静，接近无声。

因此，两者的优势是不同的：EnginAir绝对的安静运作非常适合渔民。墨尔本当地的农场主也对用这种发动机改装的农用车很感兴趣；而MDI的车型多样，运用范围广。双动力兼容的设计，可以让它更快地在城市普及。可爱的外形对于某些消费者来说也是个吸引点，更别说其相对低廉的价格了。

但是，我们似乎没有提到一个重要的问题：这种压缩空气从哪里来？如果生产压缩空气的总能耗和有效性还比不上直接给发动机烧汽油，那这种发明就是个大笑话。对此，皮耶特罗的回答是：“我们并不一定要靠燃料来压缩空气，压气设备可以靠清洁能源来运作，比如太阳能、风能和水力。我们在能量密集，或是用电低峰期的时候生产压缩空气，将能源以压缩空气的形式储藏起来，再传送到汽车上。至少，这样我们就大大减少了碳排放，也减少了对于石油的依赖。”