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作者:徐業良(2006-06-10);推薦:徐業良(2006-06-10)
附註:本文發表於汽車購買指南雜誌,2006年七月號,史丹福專欄。

環保汽車新選擇-氣壓驅動車

看到這個標題,史丹福專欄的忠實讀友們可能會覺得似曾相識。的確,2005年四月號的史丹福專欄曾經寫了一篇「新的汽車環保選擇-油壓傳動車」,油壓傳動車的主要概念,是車上的內燃機引擎動力並不直接用來驅動車輪,而是用來建立並且維持液壓油的高壓,將能量輸入、儲存在高壓的液壓油中,高壓的液壓油推動一個渦輪,產生旋轉動力,才用來驅動車輪。油壓傳動車的優點,是讓讓內燃機引擎保持以定速運轉對油槽中的液壓油加壓,停停走走的路況就完全交由油壓系統來負責,避免內燃機引擎在起步、低轉速時沒有效率極高污染的運轉。

這篇油壓驅動車的文章後來還得到不錯的迴響,一連接到好幾封讀者email討論這個油壓驅動汽車的概念,還在網路上幾個汽車知識討論版看到讀友們引用、討論史丹福專欄這篇文章,顯然讀友們對汽油引擎、柴油引擎、電動車這些汽車主流動力源之外,其他不同的汽車能源概念頗感興趣。

這個月史丹福專欄想跟大家聊一聊另一個非常有趣的汽車能源概念,真正的“氣”車,氣壓驅動的車子。氣壓驅動車其實也不是最新的研究了,一位法國發明家Guy Negre先生研究氣壓驅動引擎已經十幾年,法國公司“Moteur Developpment International”(名字沒拼錯,是法文,簡寫為MDI)最近幾年才開始將研究成果正式發表,頗受各方重視。如果氣壓驅動車真的能夠量產上市,將會是最乾淨的汽車能源,很有機會成為二十一世紀人類最重要的發明之一。

氣壓驅動車的基本概念其實還挺簡單的。內燃機引擎進氣-壓縮-燃燒-排氣四個衝程,主要是在燃燒行程產生高壓氣體推動活塞向下移動,從而轉動曲柄軸,驅動汽車前進。您知道,關鍵就在「產生高壓氣體推動活塞向下移動」。內燃機引擎中高壓氣體是燃燒汽油產生的,如果高壓氣體並非燃燒汽油產生,而是事先就加壓好儲存在高壓的空氣槽(air tank)裡,在活塞向下移動的行程中把高壓氣體引入汽缸,不就也可以推動活塞、轉動曲柄軸,驅動汽車前進了嗎?

MDI公司在2000年左右發表的“e.Volution”,應該是最早使用這項氣壓驅動技術的原型車。氣壓驅動車的引擎基本的構造也是內燃機引擎的活塞-汽缸-曲柄組成,e.Volution這部車採用一個很簡單的二汽缸、二衝程引擎(氣壓驅動只需要動力和排氣兩個衝程),大約300個大氣壓的高壓空氣儲存在玻璃纖維製的空氣槽裡。當駕駛人踩下油門時(或者該說是“氣門”),高壓空氣從一個噴嘴噴入引擎汽缸,膨脹後推動活塞、轉動曲柄軸。

這個概念蠻酷的對不對?空氣是取之不盡用之不竭的,汽車用高壓空氣當作動力源,人們不再需要為石油戰爭,不再有油輪污染事件,不會產生任何二氧化碳廢氣,沒有空氣污染或地球暖化…

空氣驅動車的概念還有好幾個伴隨而來很酷的特性。高壓空氣在引擎汽缸中膨脹,推動活塞對外界作功,這時空氣對外輸出能量,溫度也會降低,因此空氣離開引擎時溫度是攝氏015度,正好可以當作車室內的冷氣。所以空氣驅動車不需要額外的冷氣壓縮機,更不需要會破壞臭氧層的CFC冷媒,而且這樣的冷氣機不需要從引擎吸收能量,所以汽車冷氣打開時也不會降低引擎性能。

空氣驅動車另外一個很酷的特性是,空氣驅動車使用一個「冷」引擎,在運轉過程中並沒有高溫產生,引擎冷卻、潤滑的條件都容易得多,e.Volution原型車只需要0.8公升引擎機油就夠了,引擎機油甚至可以直接用家中炒菜用的植物油,而且50,000公里才需要換一次。空氣驅動車引擎運轉狀況並不嚴苛,所以製造條件上也比內燃機汽車引擎簡單。

很酷的概念對不對?不過您當然不會輕易被唬爛過去,您一定很關心空氣驅動車的性能如何?加滿氣之後航程有多少?加氣容不容易呢?

2000年發表的這部原型車e.Volution時速96公里,搭載了一個容量300公升的高壓空氣槽,加滿之後可以跑200公里。2004年發表的新款的空氣驅動車Mini C.A.T.搭載第二代四汽缸引擎,時速提升到110公里,加氣一次可以跑300公里。這樣的數字也許比不上一般汽油引擎車,但和現在許多電動車相比,還是相當不錯的。和電動車一樣,氣壓驅動車也有各種混和能源設計,在市區以外行駛可以改為汽油引擎驅動,提高車子的性能及續航力。

氣壓驅動車有兩種可能的加氣方式,一種是回家DIY,把車子直接插上家裡的插頭,車子裡有一個內建的空氣壓縮機,大約需要四個小時就可以把車子充飽氣,當然您也需要花一些電費。要快速充氣的話可以在加氣站用高壓加氣幫浦直接加氣,大約需要2-3分鐘,所需價格估計大約是汽油價格的十分之一。這個加氣條件相對於電動車來說也是十分優異的。

最最嚴苛的環保人士還是會批評,空氣其實只是動力「媒介」,氣壓驅動車真正使用的能源還是電,只是把原來汽車上產生的污染,移轉到發電廠發電產生的污染而已。就這一點來說,發電廠是集中式的污染源,管控發電廠污染的效率和所需成本,要遠比管控滿街跑的汽車污染(分散式污染源)要好得多。另一方面,傳統汽油引擎車所需燃料從原油提煉成汽油,再加到汽車油箱,和這個冗長過程所需的能量相比,氣壓驅動車加氣所需要的能量真的少得多了。

氣壓驅動車目標市場在市區用車,2000年發表的e.Volution原型車只有700公斤重,第二代的Mini C.A.T.還更輕巧一些,幾乎像是一部功能性好得多的機車。讀著這些資料,不由得有許多想像,市區裡不要有這麼多汽車機車,下班時間不必吸進任何廢氣…

比較令人納悶的是,這麼好康的汽車動力新概念,看起來也沒有特別的技術瓶頸,從2000年原型車發表到現在,為什麼氣壓驅動車始終還沒有量產?

e.Volution原型車發表時,墨西哥政府曾經表現高度興趣,希望訂購40,000e.Volution,來取代高度空氣污染的墨西哥市內大量的汽油和柴油引擎計程車,這項計畫似乎沒有實現。曾有報導指出2002年氣壓驅動車將在南非約翰尼斯堡作全球首賣,2004年一月也曾有個新聞說氣壓驅動車半年內即將上市,但好像也沒聽到後續。

2004年發表第二代的氣壓驅動車Mini C.A.T.時,MDI也積極在全球各地授權生產,根據MDI網站上的資料,氣壓驅動車已經在全球三十七個國家授權,包括大部分西歐國家,前面提到的墨西哥、南非,以及澳洲、紐西蘭、印度、和部分中南美洲國家。在網路上找到最新的報導,是在2005年底時MDI宣布2006年將正式量產氣壓驅動車,但目前後續的消息還是搜尋不到,網路上看到零零星星的討論,似乎是MDI本身經營和資金有些問題…

不管如何,我還蠻期待看到這部車,各位讀友們覺得呢?