绿色发动机--新世纪的呼唤

    在人类即将跨入21世纪的时候，世界范围的环保呼声越来越高，针对环境和能源形势的日趋恶化，汽车作为污染环境和消耗能源的大户，备受人们的关注，开发环境污染小且具有一定发展前景的“绿色汽车发动机”，已成为世界各汽车公司竞争相开发的热点。由于各国资源分布、科技实力不同，因而，开发“绿色汽车发动机”也型式各异。下面是各汽车公司推出的一些“绿色汽车发动机”

    1、醇类发动机

    60年代，为了内燃机的排气净化，一些国家就对低污染的醇类发动机发生了兴趣。醇类燃料主要是指甲醇 、乙醇，它们都有具有使用、贮存和运输简便的特点。甲醇的来源十分丰富，可从煤炭、天然气中制取，而乙醇可从甘蔗、淀粉植物、野生植物中制取。所以一些农业发达的国家特别重视开发乙醇燃料。

    醇类燃料也存在一些缺点；如冷起动、气阻和对塑料件和橡胶件的溶胀和腐蚀等。另据来自美国能源部阿尔贡国家实验室科学家的研究结果证明，虽然乙醇作为一种汽车代用燃料减少了HC和CO的排放，但同时也增加了其它污染物质的排放。美国微软公司国新墨西哥州阿尔布开克市的一次野外研究结果证明，使用乙醇燃料的发动机导致车辆尾气乙醛和称之为硝酸过氧化酰(PAN)有毒物质售量的增加，乙醛在大气中的活动性远高于乙醇。它们与城市上空大气中的其它特质发生反应而产生PAN。这种有毒的PAN一旦产生，如果条件(尤其是温度)合适，能够在空气中持续许多天，不仅对植物有毒。而且对人的眼睛也具有强烈的刺激性。这种有毒的PAN能通过空气传播。阿尔贡国家实验室的拉学家认为尽管这些污染物质没有被普遍地控制，但在解决代用燃料对空气质量的影响中，它们对人类健康和环境的潜在影响应该引起足够的重视。尽管醇类燃料存在上述缺点，但其本身所具备的优点，也许会成为未来的“绿色燃料”之一。

    2、天燃气发动机

    以天然气作燃料的发动机已有50多年的历史了。可以说人类开发天然气发动机的技术是相当成熟的。天然气是天然资源，产自油气田和气田。在地球上的贮量很大。天然气发动机最大的优点是排污染低：CO排入量是汽油机的1/15，HC排放量是汽油机的1/5，SO₂排放量是汽油机的1/10，CO₂的排放量是汽油机的4/5，另外，天然气发动机不会造成成润滑油稀释，可延长发动机寿命，同是还可降低汽车噪声等。

    目前世界上不少国家都有使用天然气汽车，为了鼓励使用天然气汽车，一些国家还改燃天燃气的汽车实行补贴，可以相信，当加油站全部改为加气站时，真正意义的“绿色汽车”时代就会到来。

    3、氢气发动机

    氢气可从电解水、煤的氧气化、天然气中大量制取。由于水是取之不尽的。所以它被认为是未来能源结构中重要的组成部分。氢是一种最清洁的燃料，燃料物主要是水，其次是在空气燃料中形成微量的NO_X，对空气没有什么污染，因此，发达国家对氢燃料十分重视。

    以氢气为燃料的汽车发动机的研究院经历了一个曲折前功尽弃进的过程，研究工作从30年代就已开始，但进展不大。70年代的石油危机给各国重新敲响了警钟，氢气再次被人们所关注。目前，世界一些知名的大汽车公司都有研制出了自己的氢气发动机。

    然而，要推广应用氢气燃料发动机还要解决一系列技术问题：1)需用要找到氢气在汽车上安全有效和贮运方法；2)要找到大量生产廉价氢气的方法；3)要解决氢气燃料的供给系统。但是，从长远和发展的观点来看，氢气发动机最有前途。

    4、水燃料发动机

    以水作燃料的发动机不是什么神话，它的工作原理是在发动机燃料管内装一铝制转子，并将铝线一端插入水中，另一端引向转子。当在铝线和转子间馈以电流后，铝线在水中放电，使水分解成氢气和氧气，随后，气体进入燃烧室，气体燃料后产生驱动力。英国正在试用这种以水作燃料的发动机。

    5、净化污染空气的发动机

    日本本田公司宣称已研制出一种神奇的、在行驶中能净化污染空气的发动机。这种代号为Z-LEV的发动机，能吸进含烟雾的空气排入出洁净的尾气，它的排放物是世界上最严格的美国加州标准的1/10。装有这种2.3L4缸发动机的汽车在高烟雾地区行驶，排出的尾气中烟雾含量要比周围空气中的还要低，它每英里排放CO为0.17克。氮氧化物为0.02克。Z-LEV发动机使用一种催化剂，当发动机处于低温时，这种发动机还配有计算机控制的燃烧定时系统，以利于提高燃油效率。

    10年前还难以想象的这种零排放汽油发动机计划在2年内投产，可以想象随着环保标准的日益晋升格，这种零排放发动机前景一定看好。

    6、液态空气发动机

    利用空气发动汽车似乎是一个令人难以置的设想，然而近日美国微软公司国华盛顿大学的研究人员已经研究开发出一套空气马达的技术用来推动汽车。空气马达的技术用来推动汽车。空气马达汽车的原理并不复杂，它是将空气中的氮气分离，然后经过160℃的低温进行液化，液体氮便成为空气马达的燃料。空气发动机汽车装有一类似汽车水箱散热网的热能交换器，当液体氮气经过热能交换时，便会因遇热而迅速变为气体，容积在瞬间膨胀达700倍。氮气在膨胀时，便可以将空气马达内的活塞推动，原理犹如汽油燃料时产生的爆炸作用，研究人员认为，空气发动机汽车比电动汽车更具有环保意认。原因是制造电池物质尚有毒性，而且充电电对电厂的需用求也会提高。相反，氮气取自大气层，不含毒性，而且其生产成本比提炼汽油便宜。

    7、稻壳锯末发动机

    日本stivling发动机公司近日宣布开发成功一种使用农业和林业废料如稻壳或锯末作燃料的新型发动机。这种发动机的汽缸内的空气在反复加热和冷却的循环中推动活塞，其牵引力为5马力，发电机功率为3千瓦，由于利用废料燃料，故运行费用极低，并不会污染大气。

    外燃发动机由燃烧器和发动机组成。用通常不被利用的资源如稻壳、锯末和修剪下的树枝作燃料；空气在燃烧器内被加热到约650℃，此高温空气送入发动机后膨胀，使汽缸内活塞运动。而当冷却系统使空气收缩，使空气在曲柄箱内冷却到约60℃时，空气收缩，使气缸活塞回到起始位置。在发动机内设置的热交换器将冷却的空气重新加热，使发动机连续运行。由于这种发动机不产生废气，并可有效利用农业废料，故有洁净和燃料费用低等特点，预期将来会获得广泛的应用。