问任何人未来的汽车会是什么样子,您可能会听到诸如“ Itll fly!”的回复。或“将由电动机驱动”。蒸汽动力?没有机会。
在触摸屏信息娱乐系统时代,无需驾驶员和能持续300英里或更长时间使用的电池就可以进行远程驾驶的汽车,几乎没有像蒸汽机这样的过时技术。对?
也许不是,因为实际上有一些具有技术倾向的人认为,汽车工业的未来可能不在于拥有杰森斯式的气垫车,而在于完全不同的方向:由蒸汽驱动的发动机。
有趣的是,第一批蒸汽动力汽车的历史可以追溯到17世纪,1672年,法兰德斯的耶稣会士命名为Ferdinand Verbiest研制出了第一辆蒸汽动力汽车。
Verbiest居住在中国帝国宫廷时,提出了一种小型蒸汽动力汽车的设计,尽管没有证据表明他曾经制造过这种汽车,但第一个有据可查的蒸汽车是1769年由Nicolas-Joseph Cugnot制造的。
蒸汽机的历史尽管速度缓慢,笨拙并且容易发生错误,实际上蒸汽很快就用完了,但这足以证明蒸汽动力是可行的,并且蒸汽机很快就赶上了。
一段时间以来,蒸汽机占据了上风,首先是在火车和重型拖拉机上,然后是汽车。实际上,在20世纪之交,美国一半以上的汽车都由蒸汽机提供动力,一种名为史丹利火箭队(Stanley Rocket)的蒸汽车在1906年创下了新的陆地速度记录,时速达到每小时127英里。
与由内燃机驱动的汽车相比,该汽车在发动机内部本身燃烧燃料以提供爆炸,从而使电动机的运动部件转动,而蒸汽动力则通过外部燃烧产生作用。燃料来源(通常为木材或煤炭)在发动机外部燃烧,产生蒸汽以推动发动机部件。
尽管与蒸汽发动机相比,内燃机在物理上更紧凑,同时燃油效率也更高,但是与早期的内燃机汽车相比,蒸汽动力具有一系列优势。
首先,当内燃机问世时,工程师已经拥有大约100年的蒸汽经验。尽管汽油动力汽车的车主正在努力尝试将发动机手动摇动起来,但到1900年,蒸汽车已经基本实现了自动化。
由于蒸汽提供的压力恒定,这与内燃机的活塞冲程不同,因此蒸汽驱动的汽车不需要离合器,没有变速箱,并且总体上非常容易驾驶。您只需要几分钟就可以使锅炉加热。
不幸的是,在短短的几年内,亨利·福特几乎单枪匹马地杀死了这辆蒸汽车。尽管在20世纪初期,蒸汽机在技术上优于旧的内燃机,但它们无法满足福特批量生产汽车的低成本。
蒸汽车制造商试图改变策略并将其汽车作为奢侈品销售,但事实上,到1918年,福特T型车的价格要比当时最流行的蒸汽车Stanley Steamer便宜六倍。电动起步电动机在1912年首次亮相后,蒸汽动力汽车几乎消失了。
从那时起,蒸汽动力汽车几乎濒临灭绝,仅存在于博物馆和少数爱好者的收藏中。静默地,研究和开发以及蒸汽动力仍在继续,有些人仍然认为蒸汽发动机优于其燃烧化石燃料的后继产品。
首先,内燃机会产生很多污染,并且往往比较吵。相反,蒸汽机相对清洁,非常安静,并且与内燃机不同,它几乎可以使用产生热量的任何燃料来运行。
比电动车更环保?凭借其设计,蒸汽发动机可像电动机一样立即提供最大的扭矩和加速度,尤其是对于那些有大量停车和起动的城市驾驶来说,纯净燃烧的蒸汽动力将具有极大的优势。
早在1920年代,蒸汽车就需要庞大而笨重的锅炉来承受为汽车提供动力所需的热量和压力,这意味着即使最小的蒸汽车也至少要重达几吨。但是,现代材料意味着蒸汽动力汽车的重量可以和普通轿车一样轻。
借助先进的冷凝器和现代的闪蒸锅炉,有可能构建出效率高,重量轻且可行的蒸汽车,其预热时间只需数秒而不是数分钟。这就引出了一个问题:由于现代对燃油效率和清洁能源的关注,为什么现在没有人制造蒸汽动力汽车?
许多人错误地认为,蒸汽需要大量的锅炉和发动机才能运行,或者蒸汽车是炸弹,由于使它们运转所需的高压,它们正等着发生。然而,其中大多数要么完全是虚假的,要么被现代技术,电子学和冶金学的进步所否定。
为了使现代世界的蒸汽动力达到最新水平,人们进行了一些尝试,一支英国团队在2009年创下了148英里/小时的新蒸汽动力陆地速度记录。最近,佛罗里达州公司Cyclone Power Technologies声称其开发的蒸汽机的效率是内燃机的两倍,但仍远未达到商用车的水平。
很大程度上,商业制造商还没有接触蒸汽动力,而是专注于完善现有的内燃机技术,并在电动和混合动力汽车方面取得了新的发展。在1990年代的一段时期内,一家大众汽车公司的附属公司声称已经建造了一种可行的蒸汽机,但是那是大型制造商生产蒸汽动力的最接近的工厂,此后几乎没人听到。
鉴于电动和混合动力汽车的日益普及,其现在已不仅仅是蒸汽动力必须与之竞争的传统内燃机。然而,尽管混合动力/电动汽车是朝着正确方向迈出的一步,但它们将仍然严重依赖化石燃料,直到广泛使用清洁能源为止。
混合动力车特别使用小型汽油(或有时是柴油)内燃机和电动机的组合。与传统的燃烧动力汽车相比,它们使用的燃料更少,但是他们仍然需要它。尽管它们也产生较少的排放物,但正如我们已经指出的那样,仍然有一些电动汽车倾向于将碳排放物从尾管转移到发电厂。
正如飓风团队指出的那样,排放对于蒸汽机的关注要小得多,尽管绝不会完全消失。尽管如此,根据该公司的网站,其蒸汽机的燃烧时间比大多数其他发动机长,因此会焚化更多的有害颗粒,从而减少了废气排放。
尽管废气取决于所用燃料的类型,但是与现有的几乎总是变脏的化石燃料相比,可持续来源的燃料对环境的影响可能要小得多。
蒸汽动力的未来最后,也许可以用两个词来概括为什么汽车制造商不再使用蒸汽动力的最大原因:大油。只要存在燃烧发动机的汽车,全球石油工业就一直在汽车工业上占有一席之地,因为知道它的存在对于允许驾驶员自行运输至关重要。
但是,根据彭博新能源财经(BNEF)分析师的数据,低污染汽车的普及和对环境友好的日益关注最终可能会削弱石油行业与驾驶之间的联系。
随着技术和竞争时代的到来,新的和创新的解决方案已不再是像乙醇这样的生物燃料,而是使内燃机进入了排放限值的新世界。
市场阻力仍然是一个问题,但是随着越来越多的电动,混合动力和其他替代燃料汽车投放市场,也许在不久的将来,蒸汽动力汽车将不再显得如此奇怪。如果制造商能够找到一种以不到内燃机的价格大规模开发蒸汽机的方法,那么汽车制造商肯定会迅速壮大。
它可能比内燃机早了约200年,但是随着世界终于开始认真考虑个人运输的未来可行性,也许蒸汽动力的扑朔迷离的滑行风度将再次获得第二次机会。排名第一。