簡介
氣動汽車 是真正意義上的"氣車.它是以空氣做為動力的。看見天下悠悠飛騰的孔明燈,就知道我們的祖上早就在三國時代就利用空氣來作為動力了,小時候把一個大氣球栓在一個小玩具車上,把吹得鼓鼓的的氣球口一撒手,一股氣從氣球口"哧"的一下噴出後,把小玩
氣動汽車不論是孔明燈上的熱氣,還是氣球里吹出的冷氣,不管是我們吸入的是氧氣還是二氧化碳,那都是"氣".有的人利用孔明燈的原理髮明了熱冷交換式空氣動力發動機,還有人利用小氣球的原理髮明了壓縮空氣動力車,一下子把我們日暮途窮的能源危機找到了一個取之不盡用之不竭的理想發展空間,人們在地球日益變暖的驚恐中有了一點向善的環保意識了,大氣污染已經到了不能再任由人類胡作非為的時候了,所以空氣的開發和利用是不以人的意志為轉移的.勢在必行.那么我們能夠利用的空氣到底有多少,它的情況我們得心中有數才行.看一看這個說明就行了:
大氣層又叫大氣圈，地球就被這一層很厚的大氣層包圍著。大氣層的成分主要有氮氣，占78．1%；氧氣占20．9%；氫氣占0．93%；還有少量的二氧化碳、氦氣、氖氣、氪氣、氙氣和水蒸氣。大氣層的空氣密度隨高度而減小，越高空氣越稀薄。大氣層的厚度大約在1000千米以上，但沒有明顯的界限。整個大氣層隨高度不同表現出不同的特點，分為對流層、平流層、中間層、暖層和散逸層，再上面就是星際空間了。
對流層在大氣層的最低層，緊靠地球表面，其厚度大約為10至20千米。對流層的大氣受地球影響較大，雲、霧、雨等現象都發生在這一層內，水蒸氣也幾乎都在這一層記憶體在。這一層的氣溫隨高度的增加而降低，大約每升高1000米，溫度下降5～6℃。動、植物的生存，人類的絕大部分活動，也在這一層內。因為這一層的空氣對流很明顯，故稱對流層。對流層以上是平流層，大約距地球表面20至50千米。平流層的空氣比較穩定，大氣是平穩流動的，故稱為平流層。在平流層內水蒸氣和塵埃很少，並且在30千米以下是同溫層，其溫度在－55℃左右。平流層以上是中間層，大約距地球表面50至85千米，這裡的空氣已經很稀薄，突出的特徵是氣溫防高度增加而迅速降低，空氣的垂直對流強烈。中間層以上是暖層，大約距地球表面100至800千米。暖層最突出的特徵是當太陽光照射時，太陽光中的紫外線被該層中的氧原子大量吸收，因此溫度升高，故稱暖層。散逸層在暖層之上，為帶電粒子所組成。
除此之外，還有兩個特殊的層，即臭氧層和電離層。臭氧層距地面20至30千米，實際介於對流層和平流層之間。這一層主要是由於氧分子受太陽光的紫外線的光化作用造成的，使氧分子變成了臭氧。電離層很厚，大約距地球表面80千米以上。電離層是高空中的氣體，被太陽光的紫外線照射，電離成帶電荷的正離子和負離子及部分自由電子形成的。電離層對電磁波影響很大，我們可以利用電磁短波能被電離層反射回地面的特點，來實現電磁波的遠距離通訊。
在地球引力作用下，大量氣體聚集在地球周圍，形成數千公里的大氣層。氣體密度隨離地面高度的增加而變得愈來愈稀薄。探空火箭在3000公里高空仍發現有稀薄大氣，有人認為，大氣層的上界可能延伸到離地面6400公里左右。據科學家估算，大氣質量約6000萬億噸，差不多占地球總質量的百萬分之一，其中包括：氮78%、氧21%、氬0.93%、二氧化碳0.03%、氖0.0018%，此外還有水汽和塵埃等。
根據各層大氣的不同特點（如溫度、成分及電離程度等），從地面開始依次分為對流層、平流層、中間層、熱層（電離層）和外大氣層。
接近地球表面的一層大氣層，空氣的移動是以上升氣流和下降氣流為主的對流運動，叫做“對流層”。它的厚度不一， 其厚度在地球兩極上空為8公里，在赤道上空為17公里，是大氣中最稠密的一層。大氣中的水氣幾乎都集中於此，是展示風雲變幻的“大舞台”：颳風、下雨、降雪等天氣現象都是發生在對流層內。
對流層上面，直到高于海平面50公里這一層，氣流主要表現為水平方向運動，對流現象減弱，這一大氣層叫做“平流層”，又稱“同溫層”。這裡基本上沒有水氣，晴朗無雲，很少發生天氣變化，適於飛機航行。在20～30公里高處，氧分子在紫外線作用下，形成臭氧層，像一道屏障保護著地球上的生物免受太陽高能粒子的襲擊。
平流層以上，到離地球表面85公里，叫做“中間層”，又稱“散逸層”。中間層以上，到離地球表面500公里，叫做“熱層”。在這兩層內，經常會出現許多有趣的天文現象，如極光、流星等。人類還藉助於熱層，實現短波無線電通信，使遠隔重洋的人們相互溝通信息，因為熱層的大氣因受太陽輻射，溫度較高，氣體分子或原子大量電離，複合機率又少，形成電離層，能導電，反射無線電短波。
熱層頂以上是外大氣層，延伸至距地球表面1000公里處。這裡的溫度很高，可達數千度；大氣已極其稀薄，其密度為海平面處的一億億分之一。
兩缸空氣壓縮發動機
也許不用兩年，您就會看到第一輛氣動汽車在您的小鎮上“招搖過市”。而它很可能就是位於法國Brignoles的Zero Pollution Motors公司正在開發的e.Volution汽車。近幾年來，e.Volutions汽車已經引起了廣泛的關注。墨西哥政府已經簽署了一筆購買4萬輛e.Volutions汽車的交易訂單，用以替代污染嚴重的墨西哥城內的汽油和柴油計程車。
e.Volution的製造商宣稱該車是低污染或零污染。不過，目前關於這種氣動汽車對環境的影響仍有爭議。製造商認為，汽車是藉助空氣動力來行駛的，因此對環境沒有危害；而批評家則認為，氣動汽車只不過是將空氣污染從尾氣排放環節轉移到了發電廠等其他環節。的確，這類汽車需要依靠電力壓縮儲氣罐中的空氣，而電力的供應又需要消耗礦物燃料。
e.Volution汽車使用一個雙缸壓縮空氣發動機來驅動。這種發動機的基本理念非常獨特：既可以只使用壓縮空氣驅動，也可以當作內燃發動機使用。壓縮空氣存儲在碳纖維材料或玻璃纖維材料的儲氣罐中，罐內壓力約為30兆帕（MPa）。罐內空氣通過空氣噴射器進入發動機的一個狹小氣室，促使空氣膨脹。膨脹後的空氣會向下推動活塞，從而轉動曲軸為汽車提供動力。Zero Pollution Motors還在開發既可以使用傳統燃料又可以使用空氣動力驅動的混合動力發動機。這兩種動力能源的轉換通過電子設備來控制。如果汽車的運行速度低於60公里/小時，它就會使用空氣動力行駛。如果高於此速度，則會依靠汽油、柴油或天然氣提供動力。
儲氣罐安裝在汽車底部，可以容納約300公升的空氣。這些壓縮空氣能夠支撐e.Volution汽車行駛200公里，最高時速度可達96.5公里。當儲氣罐中的空氣快要耗盡時，只要就近停靠氣泵站，對e.Volution汽車加氣之後便可繼續行駛。如果使用民用電充氣，充滿壓縮氣罐大約需要4個小時。但若有高壓氣泵，3分鐘即可充滿。
這輛汽車的發動機確實需要使用機油，但用量微乎其微，每行駛5萬公里僅需要0.8升機油。該汽車將配備自動變速器、後輪驅動和齒條齒輪轉向裝置，軸距為2.89米。車重約為700公斤，長約3.81米，寬1.71米，高1.74米。
2000年10月，e.Volution汽車在南非約翰內斯堡舉行的非洲2000年汽車博覽會上首次公開亮相。Zero Pollution公司聲稱，該汽車將於2002年推向南非市場，但沒有提到是否要在其他國家和地區銷售。
低溫熱力發動機
華盛頓大學的研究人員開發了另一種氣動汽車，該車的設計利用了蒸汽機的原理，只是不需要發生燃燒。他們設計的LN2000氣動原型車使用液氮作為推進劑。之所以決定採用液氮，是因為氮氣在大氣中含量豐富（氮氣約占地球大氣總量的78%），而且容易獲取。LN2000發動機由5大部件組成：
一個91升的不鏽鋼儲氣罐。
一個可將液氮輸送到節能器的氣泵。
一個利用尾氣餘熱對液氮進行預熱的節能器。
一個將液氮加熱至沸點產生高壓氮氣的熱交換器。
一個可將氮氣能量轉換為可用動力的膨脹器。
在零下196攝氏度條件下儲存的液氮由熱交換器加熱蒸發。熱交換器是LN2000低溫發動機的核心部件，該發動機以其液氮存儲溫度極低而得名。利用汽車周圍的空氣將液氮加熱至沸點。一旦液氮達到沸點，液氮將變成氮氣，這個過程與在蒸汽機中將水加熱至沸點形成水蒸氣一樣。
熱交換器中形成的氮氣，其體積會膨脹至液態時的700倍。之後，這些高壓氣體將被輸送到膨脹器內，推動發動機的活塞，將其貯存的能量轉換為機械能。汽車排放的尾氣中只包含氮氣，而氮氣又是大氣的主要成分，因此幾乎不會造成污染。不過，這種汽車也並不像想像的那樣毫無污染。雖然汽車本身沒有排放污染物，但污染可能會轉移到其他環節。與e.Volution汽車一樣，LN2000也需要依靠電力來壓縮氣體。而使用電力就意味著在其他某些環節會產生一定的污染。
發動機尾氣的餘熱有一部分會通過發動機循環輸送回節能器。節能器在液氮進入熱交換器之前對液氮進行預熱，從而提高加熱效率。汽車後部有兩個風扇，可將外部空氣吸入熱交換器，加速向液氮傳遞熱量。
華盛頓大學的研究人員對一輛1984年產的Grumman-Olson Kubvan郵車進行了改裝，設計出了一輛氣動汽車的簡易原型車。這輛車上安裝了一個五缸星形發動機。該發動機利用液氮燃料可產生11.2千瓦的動力。這輛車還配置了一個五擋手動變速器。在儲氣罐加滿液氮的情況下，此車目前只能行駛大約3.2公里，最高時速也只有35.4公里。不過，使用液氮驅動的汽車重量更輕，因此研究人員認為，如果配備227公升容量的儲氣罐，LN2000的續航距離可能達到320公里左右。
如果油價仍像過去兩年那樣不斷攀升，可能不久以後，很多駕車者就會轉而購買利用替代燃料驅動的汽車。雖然氣動汽車在動力和性能方面仍舊不如汽油車，但其行駛成本更低，對環境的污染較小，因此有望成為未來公路運輸的佼佼者。
工作過程
氣動汽車動力系統主要由車裁高壓儲氣罐組、高壓減壓閥、流量調節閥、氣動發動機和串連這些部件的管道等組成，車載高壓銷氣罐組中的高壓空氣流出氣罐後通過節流閥減壓致設定的壓力，作為發動機的進氣。隨後的流量調節閥用於控制進入氣動發動機氣缸的氣體流量，以此調節發動機的轉速，適應不同上況的要求。在氣缸中膨脹做功的氣體的壓力並不能最終降低到大氣壓力，而是以一定的殘餘壓力在工作循環結束時通過排氣門排放至環境中。
氣動汽車動力系統的幾乎所有能量來源於車載氣罐組中高壓氣體的壓力能，還有部分能量來源於高壓氣體經過熱交換器時從環境中吸收的熱量。氣體從氣罐山來後所經過的各個環節均存在不同的能量損失情況，主要有流過管路和接頭等處時壁面摩擦引起的能量損失；高壓減壓閥減壓過程中氣體狀態不可逆變化過程引起的能量損失。氣體在發動機內的膨脹做功過程，存在泄漏、尾氣帶壓排放等情況。是不可逆過程，也將引起能量損失。
