內(nèi)燃機(jī)在交通運(yùn)輸領(lǐng)域的應(yīng)用前景

內(nèi)燃機(jī)作為一類發(fā)展已逾百年的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)，在當(dāng)前石油資源日漸枯竭、環(huán)境污染日益嚴(yán)重的嚴(yán)峻局勢(shì)下，是否還有其用武之地？面對(duì)各類日新月異的新能源技術(shù)的挑戰(zhàn)，內(nèi)燃機(jī)在其應(yīng)用行業(yè)領(lǐng)域的前景又是怎樣的？

1 內(nèi)燃機(jī)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

內(nèi)燃機(jī)采用的化石燃料為含能體能源，便于攜帶及分配，并且燃料自身具備較高的能量密度，因此可為移動(dòng)設(shè)備提供動(dòng)力來(lái)源，不像水力機(jī)械及風(fēng)力機(jī)械僅能布設(shè)在固定位置用于發(fā)電等用途。同時(shí)相比于能量密度較低的純電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，內(nèi)燃機(jī)在遠(yuǎn)離供能系統(tǒng)的荒郊野外以及水路運(yùn)輸中具備顯著的優(yōu)勢(shì)。

內(nèi)燃機(jī)在經(jīng)濟(jì)性層面上比燃?xì)廨啓C(jī)與汽輪機(jī)等熱力渦輪機(jī)械更為優(yōu)越。因此除了航空運(yùn)輸領(lǐng)域，內(nèi)燃機(jī)在公路、水路、鐵路等交通運(yùn)輸領(lǐng)域以及農(nóng)業(yè)機(jī)械、工程機(jī)械、移動(dòng)電站等方面均有著廣泛的應(yīng)用。

2 內(nèi)燃機(jī)在公路運(yùn)輸領(lǐng)域的應(yīng)用前景

隨著石油資源的不斷消耗，新能源汽車逐漸走入了大眾的視野。新能源汽車通?？煞譃閮深?，一類為采用替代燃料的內(nèi)燃機(jī)汽車，另一類則為各種形式的電動(dòng)汽車。通常汽油機(jī)可使用甲醇、乙醇等燃料，而柴油機(jī)可采用生物柴油或二甲醚等。電動(dòng)汽車通常可分為純電動(dòng)汽車、燃料電池汽車、混合動(dòng)力汽車。前兩類電動(dòng)汽車在能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中并無(wú)污染排放物產(chǎn)生，更利于環(huán)保，關(guān)注度也更高。

但目前電動(dòng)汽車普遍存在的問(wèn)題是，蓄電池及燃料電池的能量密度較低，行駛里程及最高速度有限，相應(yīng)的充電設(shè)施尚未得以普及，同時(shí)整車成本也較高。在此期間，全部或部分采用內(nèi)燃機(jī)提供動(dòng)力來(lái)源的傳統(tǒng)汽車及混合動(dòng)力汽車可作為有效過(guò)渡方式，在未來(lái)的相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)，車用內(nèi)燃機(jī)不會(huì)被完全淘汰。

3內(nèi)燃機(jī)在水路運(yùn)輸領(lǐng)域的應(yīng)用前景

船舶在遠(yuǎn)離陸地的河流或海洋中行駛，無(wú)法像陸用載具可及時(shí)得到水、燃油、潤(rùn)滑油等相應(yīng)消耗品的補(bǔ)給，在設(shè)備出故障時(shí)又只能依靠船員的現(xiàn)有技術(shù)水平以及隨船攜帶的工具設(shè)備來(lái)進(jìn)行維護(hù)修理。柴油等液體燃料不但便于攜帶及補(bǔ)充，同時(shí)船用柴油機(jī)技術(shù)也相對(duì)成熟，經(jīng)濟(jì)性也較好。

隨著相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，目前關(guān)于民用船舶的推進(jìn)動(dòng)力來(lái)源也涉及到燃料電池、蓄電池以及核動(dòng)力等新型動(dòng)力裝置。如上文所述，燃料電池及蓄電池目前在動(dòng)力性仍有進(jìn)一步提升的空間，同時(shí)其技術(shù)成熟度也不如傳統(tǒng)柴油機(jī)。

核動(dòng)力盡管功率密度較高，但目前就防核輻射、核燃料的裝卸及后處理、以及民眾長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)核能持有的恐慌心理均有待于解決改善，核動(dòng)力船舶要投入實(shí)際使用仍有較長(zhǎng)的一段路要走。

因此，對(duì)于各類民用商船而言，當(dāng)前采用柴油機(jī)等傳統(tǒng)熱力發(fā)動(dòng)機(jī)作為推進(jìn)主機(jī)是最為實(shí)際、有效的方式。

4內(nèi)燃機(jī)在鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域的應(yīng)用前景

在鐵道運(yùn)輸領(lǐng)域，依照機(jī)車動(dòng)力類型可分為熱力機(jī)車與電力機(jī)車，以柴油機(jī)作為動(dòng)力來(lái)源的內(nèi)燃機(jī)車是我國(guó)目前依然在使用的一類熱力機(jī)車。內(nèi)燃機(jī)車作為一類自給式機(jī)車，受自然災(zāi)害及戰(zhàn)爭(zhēng)破壞等不可抗力因素的影響較小，可用于戰(zhàn)后或?yàn)?zāi)害后的救援，同時(shí)也可用于非電氣化鐵路的牽引以及調(diào)車任務(wù)。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)以西南交通大學(xué)為代表的科研院所研發(fā)出了新式的自給式機(jī)車——燃料電池機(jī)車，該車型可謂是該領(lǐng)域最新的研究方向。但新款的燃料電池機(jī)車不可避免具有動(dòng)力性等方面的顯著劣勢(shì)，目前無(wú)法承擔(dān)主力牽引任務(wù)。因此，內(nèi)燃機(jī)車目前尚無(wú)法被取代，機(jī)車柴油機(jī)仍有較好的應(yīng)用前景。

5 結(jié)論

不可否認(rèn)，內(nèi)燃機(jī)目前仍是載運(yùn)工具動(dòng)力來(lái)源的重要選擇之一。在公路運(yùn)輸領(lǐng)域，內(nèi)燃機(jī)汽車會(huì)逐漸讓位于電動(dòng)汽車或燃料電池汽車，同時(shí)隨著混合動(dòng)力汽車的應(yīng)用，該進(jìn)程并且會(huì)長(zhǎng)期處于過(guò)渡階段。而在鐵路運(yùn)輸、水路運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域中，內(nèi)燃機(jī)有著較高的不可替代性，在未來(lái)較長(zhǎng)的一段時(shí)期內(nèi)依然會(huì)作為首選動(dòng)力裝置。