气动马达（Pneumatic motor）或压缩空气发动机（Compressed air engine）是一种通过膨胀压缩空气进行机械加工的马达。气动马达通常通过线性或旋转运动将压缩空气能量转换成机械功。直线运动可以来自隔膜或活塞执行器，而旋转运动则由叶片式气动马达，活塞气动马达，空气涡轮或齿轮式马达提供。
在过去的两个世纪中，气动马达以多种形式存在，尺寸从手持马达到高达几百马力的发动机。有些类型依靠活塞和气缸;其他带有叶片（叶片马达）的开槽转子和其他使用涡轮机。许多压缩空气发动机通过加热进气或发动机本身来改善其性能。气动马达已在手持式工具行业中获得广泛成功，但也在各种工业应用中固定使用。正在不断尝试将其用途扩展到运输业。然而，气动马达必须克服低效率，才能被视为运输行业的可行选择。
分类
线性
为了从压缩空气实现线性运动，最常使用活塞系统。压缩空气被送入一个容纳活塞轴的气密室。同样在该腔室内部，弹簧围绕活塞的轴盘绕，以便在空气未被泵入腔室时保持腔室完全打开。当空气进入腔室时，活塞轴上的力开始克服施加在弹簧上的力。随着更多空气进入腔室，压力增加并且活塞开始沿腔室向下移动。当它达到其最大长度时，空气压力从腔室释放，并且弹簧通过关闭腔室以返回其初始位置来完成循环。
活塞马达是液压系统中最常用的。基本上，活塞马达与液压马达相同，除了它们用于将液压能转换成机械能。
活塞马达通常用于封闭在壳体中的两个，三个，四个，五个或六个气缸系列中。这允许活塞传递更多动力，因为几个马达在其循环的特定时间彼此同步。
这些气动马达是气动缸或杆。在后者中，杆的线性位移是通过压缩空气在活塞的一个面上的作用获得的，活塞的另一个面处于较低的压力，通常接近大气压。千斤顶允许您施加最大的力量
F =Δp×S
Δp是活塞两个面之间的最大压力差，S是其截面。
单作用缸仅具有一个腔室，并且活塞返回其初始位置由弹簧提供。双作用缸在活塞的两侧具有两个腔室，这两个腔室交替地供应压缩空气或排出。
这些汽缸使得可以获得高排量速度，这将获得进气门和排气门的正确尺寸以及压缩空气的供应。
线性位移可以通过机械装置转换为有限角度旋转。
旋转叶片马达
一种称为旋转叶片马达的气动马达利用空气产生轴的旋转运动。旋转元件是开槽转子，其安装在驱动轴上。转子的每个槽都配有一个自由滑动的矩形叶片。根据电机设计，叶片使用弹簧，凸轮动作或气压延伸到壳体壁。空气被泵送通过马达输入，马达输入推动叶片，从而产生中心轴的旋转运动。转速可在100至25,000转/分之间变化，这取决于若干因素，包括电机入口处的空气压力和外壳的直径。
这些电动机可以是简单的气缸，用于直接获得具有有限幅度的轴的旋转，或者是确保轴的连续旋转的装置，其可以代替电动机，特别是用于需要极大的操作灵活性的应用，尤其是高的低速或零时的扭矩。这些发动机可以是涡轮机或活塞。
叶片式气动马达的一个应用是启动大型工业柴油或天然气发动机。以压缩空气，氮气或天然气形式存储的能量进入密封的电动机室并对转子的叶片施加压力。这导致转子高速转动。因为发动机飞轮需要大量的扭矩来启动发动机，所以使用减速齿轮。减速齿轮在较低的能量输入下产生高扭矩水平。这些减速齿轮允许发动机飞轮在由气动马达或空气起动器的小齿轮啮合时产生足够的扭矩。
手术
气体膨胀发动机的操作对应于蒸汽发动机的操作，两者都属于活塞发动机。进气阀打开，将高压气体留在膨胀室（气缸）中。关闭进气阀后，气体膨胀至膨胀终点。通常，气体冷却，d。 H.它的温度自身下降。然后环境温度通常高于气体的温度，并且气体可以通过灯泡壁吸收一些热量，即热能，这略微增加了产量（=每个出口压力的机械能量×压力气体体积）。气体以所需的残余压力流过出口阀。发动机可以设计为单作用或双作用活塞发动机。在低功率范围内，还可提供旋转活塞。
由气体膨胀发动机输送的机械功由来自绝热膨胀事件中储存在气体中的焓。在等温弛豫中，释放的机械功在围绕吸收的有效能增加。
另一种将压缩气体中包含的焓重新形成旋转运动的方法，它提供了叶片马达。
从19世纪末开始，建造了气体膨胀发动机，这些发动机由压力缸中的二氧化碳运行。例如，这些所谓的“碳素发动机”是通过空中梯子移动而奥托利林塔尔试验它们作为其飞机的驱动器。
气体膨胀发动机可用作压力调节器。大型气体膨胀发动机（> 5 kW）的应用领域是从天然气管道中提取天然气时的能量回收。
最常见的用途是由驱动手持工具的压缩空气驱动的小型气体膨胀发动机。同样相对常见的是使用作为泵工作的自由活塞式机器。
原则上，气动马达也可以用作车辆驱动源，但是在过去的压力罐中熵如此之小并且整体效率太低以至于使用不经济。对于鱼雷，气动马达已经使用了很长时间。
空气马达曾用于地下采矿。在狭窄隧道中的地下苛刻，潮湿多尘的气候中，导线和集电器很难实现。特别是在煤炭开采中，发生可燃甲烷的排放。甲烷和/或煤尘与空气形成爆炸性混合物，必须防止它们在电路中发生火花。
从20世纪90年代到2002年左右，有一些项目和公告，应该有一个生产就绪的车辆，包括空气驱动，Aircar或气动汽车。这些公告由一家总部位于卢森堡的法国公司续签，宣布计划从2009年开始生产OneCat。该公告尚未实施。
应用
气动马达的广泛应用是手持工具，冲击扳手，脉冲工具，螺丝刀，螺母扳手，钻头，磨床，砂光机等。气动马达也可在各种工业应用中固定使用。虽然气动工具的整体能效低且需要使用压缩空气源，但与电动工具相比有几个优点。它们提供更大的功率密度（更小的气动马达可以提供与更大的电动机相同的功率），不需要辅助速度控制器（增加其紧凑性），产生更少的热量，并且可以在更易挥发的气氛中使用因为他们不需要电力而且不会产生火花。它们可以在没有损坏的情况下以全扭矩加载。
从历史上看，许多人都试图将气动马达应用于运输行业。 Zero Neg Motors的首席执行官兼创始人Guy Negre自20世纪80年代末以来一直是这一领域的先驱。最近，Engineair还开发了一种用于汽车的旋转电机。 Engineair将电机立即放置在车轮旁边，不使用中间部件来传递运动，这意味着几乎所有电机的能量都用于旋转车轮。
交通史
气动马达于19世纪中叶首次应用于运输领域。虽然人们对第一辆记录的压缩空气飞行器知之甚少，但据说1840年7月9日法国Chaillot的一条试验跑道上，法国人Andraud和Tessie of Motay驾驶一辆由气动马达驱动的汽车。据报道测试已经成功，该对未探索进一步扩展设计。
气动马达在运输中的首次成功应用是用于机车的Mekarski系统空气发动机。 Mekarski的创新型发动机克服了冷却功能，在使用前通过在小型锅炉中加热空气来伴随空气膨胀。南特电车公司位于法国南特，是第一个使用Mekarski发动机为其机车车队提供动力的电车。电车轨道于1879年12月13日开始运行，并于今天继续运行，尽管气动电车于1917年由更高效和现代化的电车取代。
美国的查尔斯·霍奇斯（Charles Hodges）也在机车行业中找到了气动马达的成功。 1911年，他设计了一种气动机车，并将该专利卖给了H.K.匹兹堡的波特公司用于煤矿。由于气动马达不使用燃烧，因此它们在煤炭工业中是更安全的选择。
许多公司声称正在开发压缩空气车，但实际上没有一个可以购买甚至是独立测试。
工具
冲击扳手，脉冲工具，扳手，螺丝刀，钻头，磨床，模具磨床，砂光机，牙钻和其他气动工具使用各种气动马达。这些包括叶片式电动机，涡轮机和活塞电动机。
鱼雷
最成功的早期形式的自行式鱼雷使用高压压缩空气，尽管这被内部或外部内燃机，蒸汽机或电动机取代。
铁路
压缩空气发动机用于有轨电车和分流器，并最终在采矿机车中找到了成功的利基，尽管最终它们被地下电动火车所取代。多年来，设计的复杂性增加，导致三级膨胀发动机在每个级之间具有空气 – 空气再热器。有关更多信息，请参阅Fireless机车和Mekarski系统。
飞行
运输类飞机，例如商用客机，使用压缩空气启动器来启动主发动机。空气由飞机辅助动力装置的负载压缩机或地面设备供应。
水火箭使用压缩空气为其水射流提供动力并产生推力，它们被用作玩具。
玩具品牌Air Hogs也使用压缩空气为玩具飞机（以及其他一些玩具车）中的活塞发动机提供动力。
汽车
目前有兴趣开发飞行器。已经提出了几种用于这些的发动机，尽管没有一种能够证明个人运输所需的性能和长寿命。
航天万源
Energine公司是一家韩国公司，声称可以在混合动力压缩空气和电动发动机上运行完全组装的汽车。压缩空气发动机用于启动交流发电机，从而扩展了汽车的自主运行能力。首席执行官因欺诈性地宣传虚假声称的气动马达而被捕。
EngineAir
澳大利亚公司EngineAir正在生产一种由压缩空气驱动的旋转发动机，称为The Di Pietro电机。 Di Pietro电机概念基于旋转活塞。与现有的旋转发动机不同，Di Pietro电动机使用简单的圆柱形旋转活塞（轴驱动器），其在圆柱形定子内部以很小的摩擦力滚动。
它可用于船，汽车，载重车和其他车辆。只需1 psi（≈6,8kPa）的压力即可克服摩擦。该引擎还于2004年3月24日在澳大利亚ABC的新发明家计划中展出。
K’Airmobiles
K’Airmobiles车辆的目的是通过一小组研究人员在2006 – 2007年在法国开发的项目进行商业化。但是，该项目未能收集必要的资金。
人们应该注意到，与此同时，该团队已经认识到由于其较差的能量容量和由于气体膨胀导致的热损失，在物理上不可能使用机载存储的压缩空气。
目前，使用正在申请专利的’K’Air Generator’，转换为压缩气体发动机，该项目将于2010年启动，这得益于北美投资者团队，但目的是为了开发绿色环保产品。能源动力系统。
MDI
在最初的Nègre空气发动机中，一个活塞压缩来自大气的空气，与储存的压缩空气混合（随着膨胀，它将急剧冷却）。该混合物驱动第二活塞，提供实际的发动机功率。 MDI的发动机以恒定的扭矩工作，并且改变车轮扭矩的唯一方法是使用恒定变化的滑轮变速器，从而失去一些效率。当车辆停止时，MDI的发动机必须打开并工作，失去能量。在2001 – 2004年，MDI改用了类似于Regusci专利（见下文）中描述的设计，该专利可追溯到1990年。
据报道，2008年印度汽车制造商塔塔（Tata）正在考虑将MDI压缩空气发动机作为其低价纳米汽车的一种选择。 Tata在2009年宣布压缩空气汽车由于其低范围和低发动机温度问题而难以开发。
Quasiturbine
Pneumatic Quasiturbine发动机是一种压缩空气无活塞旋转发动机，采用菱形转子，其侧面铰接在顶点。
Quasiturbine已经展示了使用储存压缩空气的气动发动机
它还可以利用可利用的外部热量（例如太阳能）进行能量放大。
Quasiturbine从低至0.1 atm（1.47psi）的压力旋转。
由于Quasiturbine是纯粹的膨胀发动机，而Wankel和大多数其他旋转发动机不是，它非常适合作为压缩流体发动机，空气发动机或气动马达。
Regusci
Armando Regusci的空气发动机版本将传动系统直接连接到车轮，并具有从零到最大的可变扭矩，从而提高了效率。 Regusci的专利发布于1990年。
Team Psycho-Active
Psycho-Active正在开发一种多燃料/空气混合动力底盘，旨在作为一系列汽车的基础。声称的性能是50马力/升。他们使用的压缩空气马达称为DBRE或Ducted Blade Rotary Engine。
已停产的空气发动机设计
康格电机
Milton M. Conger于1881年获得专利并据称建造了一个使用柔性管道压缩空气或蒸汽的电机，该管道将在车轮的切向轴承的后部形成楔形或倾斜的壁或基台，并推动它根据推进介质的压力或多或少的速度。