飞机引擎热效率高达40%-60%,为何不用在汽车上?

2017-03-28 | 浏览:15.5万 | 评论:12

在追寻未来新能源汽车之路上,除了排放问题外,不外乎就是寻找一种最有效率的能源转换方式。纯电动车虽然没有排放,但在充电和放电过程中效率都有损失,如果再加上热电厂发电和电网损失的效率,实际上并不会比普通汽油车高多少,同时持续续航的能力也是一大弊端。

为什么不使用高效率的飞机引擎?

对于汽车来说,目前最好的四冲程内燃机热效率只有30%多一点,转子发动机也高不了多少,但飞机引擎的燃气轮机轻易就能突破40%,先进技术下最高已经达到60%,几乎是汽车发动机的两倍。

高效率下必然存在致命的缺点,燃气轮机只要启动,它一旦点燃就处于相对高油耗的状态,所以用它直接驱动车辆是不现实的,这也是一直无法普及汽车上的关键因素。

燃气轮机这东西实在太费油了,相比之下消失的转子发动机其实都是小巫见大巫,即使是在军用车辆上也不敢轻易使用,美国的M1是首次采用燃气轮机作为主动力的主战坦克,装备的AGT-1500燃气轮机能输出1500匹马力,而另一辆敢采用燃气轮机作为动力的,就是俄罗斯T80主战坦克,不过皆饱受高油耗之苦。

到底飞机燃气轮机引擎是什么?

直至二次世界大战结束前,世界上最先进的飞机还是采用活塞式内燃机,就像今天我们的汽车一样,那时飞机引擎最先进的技术是涡轮增压,这是我们现在民用车中流行的技术。而燃气轮机技术,直接就是来自于对喷气式引擎的改进。

燃气轮机由压气机、燃烧室和燃气涡轮等组成,它实质上是与飞机用涡轮喷气引擎原理相似,而且燃气轮机的真正发展也是在上世纪30年代末,喷气式飞机引擎开始发展以后。


喷气式引擎同样由压气机、燃烧室组成,通过几级压气机(就是你坐飞机时看到引擎前面那些旋转叶片)把空气压缩到超高压,然后喷入燃油点燃,燃气就会以超音速从后部喷出,制造出巨大的推力。

喷气式引擎发展成熟后,人们在燃烧室后面加上一个机械转换装置,利用超高速的燃气推到涡轮旋转,再把它转化来轴传动输出。应用在直升机上,我们管它叫涡轮轴引擎,而几乎相同的原理应用在地面上,我们管它叫燃气轮机,虽然它们的材料和结构强度并不一样。

燃气轮机对于汽车是否无用武之地?

混合动力似乎可以让这种飞机专属技术有用武之地,如果燃气轮机并不是用于直接驱动车辆,而是用于对电池充电,那就有机会让它一直处于理想的工作状态。

在2010年巴黎车展上,为了庆祝捷豹75年而推出的C-X75概念车。C-X75的最伟大之处就是采用了燃汽轮机+电动机的组合,用上两台微型燃气轮机发电,提供车辆驱动和电池充电之用,于是拥有了超过300公里/小时的极速和900公里的续航里程。

这是第一次有车厂做这么大胆的尝度,它对汽车工业的意义,等于一下子把我们从航空工业的螺旋桨时代带进喷气式时代。

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