100 MPG 竞赛

在过去的几十年里，“未来汽车”的承诺一直未能实现，而它本应解决的问题却愈演愈烈。每加仑汽油的平均价格比 20 世纪 80 年代初以来的任何时候都高。中东似乎比以往任何时候都更加动荡。甚至连气候怀疑论者也开始承认，我们排放到大气中的碳可能会带来灾难性的后果。面对这种情况，汽车制造商做出了回应，推出了平均每加仑行驶 21 英里的汽车，比 T 型车每加仑行驶里程差了大约 4 英里。

然而，希望的到来比你听说的氢经济更快。几家小公司正在开发新的发动机技术和先进的汽车设计，承诺用一加仑汽油行驶 100 英里。这些提议从简单的减轻重量、改善空气动力学到令人难以置信的（一家公司想从喷气发动机中借用一些技巧）。

X Prize 基金会（该组织曾发起一场价值 1000 万美元的可重复使用私人太空船竞赛，从而推动了太空旅游业）宣布，未来几个月将举行一场竞赛，评选出第一辆每加仑行驶里程超过 100 英里并销售数量尚未确定的汽车，届时竞赛将进一步升温。截至发稿时，奖金数额尚未最终确定，但 X Prize 官员正在讨论将奖金定在 2500 万美元左右，作为适当的奖励。他们希望该奖项能促使人们彻底重新考虑汽车的外观和功能。“我们需要一种模式转变，”汽车 X Prize 执行董事马克·古德斯坦 (Mark Goodstein) 说。“我们需要改变人们对汽车的看法。”

我们咨询了汽车业内人士，他们认为以下三项技术可以提高汽车燃油经济性的标准，并且很有可能获得X Prize的巨额奖金。

更小、更好、更便宜

到目前为止，实现超高里程数的最明显方法是大幅降低重量和风阻，而这两者都是公路里程数的主要障碍。这是学生工程竞赛中常见的策略，在这些竞赛中，水滴形微型汽车装在自行车车轮上，每加仑燃油通常可以行驶数百英里。但这些汽车都是昂贵的原型车。挑战在于制造一辆轻便、高度符合空气动力学、可靠、耐撞且最重要的是批量生产成本低廉的汽车。

史蒂夫·法姆布罗可能已经找到了解决办法。他在加利福尼亚州卡尔斯巴德的车库里设计了 Aptera，这是一款三轮子弹形双座汽车，可以最大限度地减少阻力，重量只有 850 磅（丰田普锐斯重 2,890 磅）。他使用碳纤维复合材料框架来减轻体积，这是一种受赛车启发的解决方案，应该有助于吸收撞击力。

Fambro 的公司 Accelerated Composites 吸引了几位风险投资家的注意，他希望在不到两年的时间内将 Aptera 推向市场。“我所做的一切都着眼于可制造性，”他说。通过使用新颖的复合材料构造技术，包括廉价的模具和自动化制造工艺，Fambro 表示他可以将每辆车的成本控制在 20,000 美元以下。当与燃烧柴油的混合动力发动机结合使用时，Aptera 的油耗可以突破 300 英里/加仑。

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无电池混合动力车

混合动力传动系统是高里程运动的巨大成功案例。像普锐斯这样的汽车，其行驶里程是行业平均水平的两倍，部分原因是通过回收制动过程中以热量形式损失的能量，将能量储存在电池中，并在以后重新使用。然而，当今最高效的混合动力汽车只能回收 30% 的能量以供再利用。

美国环境保护署先进技术部正在开发的一个根本性解决方案是彻底摆脱笨重的电池。美国环境保护署已经制造了一款改进的混合动力汽车，它使用液压系统而不是电池来储存制动能量。当你踩下刹车时，车轮会驱动一个泵，该泵会压缩氮气，氮气既便宜又无毒。当你再次加速时，压缩气体会反向驱动泵，为汽车提供动力（见下图）。

液压混合动力系统计划于本月在两辆 UPS 卡车上开始测试，明年还将进行另一次测试，该系统有望将至少 70% 的制动能量返回到车轮，这将使燃油经济性提高 60% 至 70%，排放量减少 40%。也许这就是为什么先进技术部门主管、液压混合动力系统开发人员之一查尔斯·格雷 (Charles Gray) 无法抑制对其潜力的兴奋之情。他宣称：“这将是汽车历史上最大的革命。比装配线更大。”

当然，这还有待观察，但液压混合动力车也比传统混合动力车更小、更便宜。“我手上可以握着一台 500 马力的液压泵马达，而我又不是个大块头，”格雷说。由于该技术将消除对变速器（发动机只是给液压系统加压，而液压马达为车轮提供动力）和其他几个部件的需求，因此它可以安装在一辆小型车上，几乎不需要额外成本。福特、美国陆军和其他公司正在研究这项技术，但 UPS 是迄今为止唯一一个忠实的客户，因为它的车队经常受到走走停停的困扰。

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**喷气发动机的灵感
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另一个可能参与 100 英里/加仑竞争的厂商是 StarRotor，它最初是德克萨斯农工大学的空调。化学工程教授 Mark Holtzapple 和他的同事 Andrew Rabroker 试图制造更好的空调压缩机，这时他们想到了 StarRotor 发动机的基本架构。一旦他们将其与汽车发动机联系起来，“我们很快就忘记了空调”，Rabroker 说。此后，他们成立了一家公司（也称为 StarRotor）来商业化这项技术。

StarRotor 使用与喷气发动机相同的热力学过程来回收一些通常会因排气而损失的热量，而活塞发动机的设计不允许这样做。排气热量会在燃料加入之前加热进入发动机的空气（见下图）。这种热空气可产生更强劲的燃烧，这意味着 StarRotor 可以从给定数量的燃料中提取比传统发动机更多的能量。

根据压缩机原型的数据，Rabroker 认为 StarRotor 可以将燃料中 45% 到 65% 的化学能转化为机械能，而与发动机的运行速度或功率无关。相比之下，典型的汽油发动机在全油门时峰值效率约为 30%，在典型驾驶条件下运行效率要低得多。“翻倍是轻而易举的事，”Rabroker 谈到 StarRotor 的潜力时说。“我认为我们最终可以将燃油里程数提高三倍。”

然而，无论增加两倍还是三倍，重要的是创新者正在开发解决我们石油困境的方案——这些方案可能会在第一辆氢动力汽车下线之前产生巨大的影响。

当比利贝克不撰写有关汽车行业的文章时，他正在写一本有关杂耍亚文化的书。

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