Co to jest samochód na sprężone powietrze?

Ostatecznym alternatywnym źródłem paliwa w umysłach wielu ludzi byłoby po prostu powietrze, którym oddychamy. Byłoby niewiele szkodliwych emisji lub wcale, tanie i odnawialne źródło paliwa oraz stosunkowo prosty system dostarczania paliwa. Chociaż koncepcja samochodu na sprężone powietrze istnieje od lat 1920. XX wieku, ostatnie ulepszenia w zakresie przechowywania powietrza i technologii silników na sprężone powietrze sprawiły, że masowo produkowany samochód na sprężone powietrze jest bliższy realizacji. Nowoczesny samochód na sprężone powietrze wykorzystuje specjalny zawór rozprężny do rozprężania sprężonego powietrza wewnątrz dwucylindrowego silnika. Siła rozprężonego powietrza napędza tłok, który z kolei przyczynia się do obracania wału korbowego, podobnie jak w standardowym silniku spalinowym.

Wielu wynalazców i firm motoryzacyjnych przez lata próbowało stworzyć wydajny i mocny samochód na sprężone powietrze, ale niewielu zbliżyło się do wprowadzenia swoich prototypów do masowej produkcji. Ostatnio dwie firmy o nazwie Motor Development International (MDI) i Tata Motors ogłosiły plany wprowadzenia na rynek samochodów ze sprężonym powietrzem, chociaż niewielu ekspertów z branży miało okazję sprawdzić swoje prototypy lub zweryfikować wiele twierdzeń firm. Ponieważ samochód na sprężone powietrze wykorzystuje włókno węglowe i inne lekkie, ale mocne materiały do ​​budowy karoserii i zbiorników magazynowych, wielu ekspertów z branży obawia się, że pojazdy nie przetrwałyby rygorystycznych testów zderzeniowych.

Aby zmniejszyć masę, zbiorniki samochodowe na sprężone powietrze są często wykonane z włókien węglowych, technologii stosowanej również w amerykańskim wahadłowcu kosmicznym. Uważa się, że jest to pozytywna zmiana, ponieważ zbiornik z włókna węglowego nie powodowałby uszkodzenia odłamków podczas przypadkowego lub celowego przebicia. Te zbiorniki magazynowe są rutynowo napełniane sprężonym powietrzem do ciśnienia 4500+ psi (funtów na cal kwadratowy). W przeciwieństwie do akumulatorów elektrycznych, nieużywany zbiornik sprężonego powietrza nie traciłby dużo energii na skutek wycieku.

Jednym z głównych problemów technologicznych, przed którymi stoją twórcy samochodów na sprężone powietrze, jest charakter sprężonego powietrza. Gdy powietrze staje się pod większym ciśnieniem, generuje znaczną ilość ciepła. To ogrzane powietrze wpłynęłoby na ogólną sprawność silnika. Niektórzy producenci rozwiązują ten problem, instalując wymienniki ciepła podobne do tych, które można znaleźć w standardowych silnikach z turbodoładowaniem. Te wymienniki ciepła oddziaływałyby z ogrzanym powietrzem i odprowadzały nadmiar ciepła poprzez wentylację. Gdyby silnik na sprężone powietrze wymagał napędzanego elementu chłodzącego, nie byłby tak energooszczędny ani bezemisyjny, jak powinien.

Nawet jeśli problem ogrzanego powietrza można rozwiązać za pomocą wymienników ciepła, istnieje równy i przeciwny problem ze sprężonym powietrzem jako paliwem. Gdy sprężone powietrze przejdzie przez ekspander, może stać się bardzo zimne. Podzespoły silnika i smary mogą zamarznąć, powodując utratę wydajności i potencjalne uszkodzenia z zimna. Sprawny system ogrzewania musiałby zostać udoskonalony, aby zapobiec zamarzaniu rozprężonego powietrza. Z drugiej strony, część tego niezwykle zimnego powietrza może być wykorzystana jako klimatyzacja.

Samochód na sprężone powietrze, przynajmniej na tym etapie rozwoju, nie działałby całkowicie na samym sprężonym powietrzu. Ponieważ obecne modele mogą osiągać prędkość 40 mil na godzinę tylko na samym sprężonym powietrzu, standardowy silnik spalinowy lub silnik elektryczny byłby niezbędny, aby osiągnąć standardową prędkość autostradową. Zwolennicy samochodów na sprężone powietrze wskazują, że wielu kierowców zazwyczaj pokonuje krótkie dystanse w ruchu miejskim, aby wykonać większość swoich codziennych czynności. Przez większość czasu samochód pracowałby prawie całkowicie na sprężonym powietrzu, tylko od czasu do czasu potrzebna była pomoc silnika zasilanego gazem.

Tankowanie samochodu na sprężone powietrze może być tak proste, jak podłączenie pojazdu do standardowej sprężarki powietrza na kilka godzin, przy czym podstawowym kosztem jest energia elektryczna. Kiedy samochody wejdą do masowej produkcji, jeden z planów zakłada instalację specjalnych kompresorów powietrza o dużej mocy na wybranych stacjach serwisowych. Te jednostki sprężające powietrze mogłyby napełnić zbiornik w około trzy minuty, a także byłyby wyposażone w wymienniki ciepła zapobiegające przegrzaniu zbiorników podczas procesu tankowania.

Wprowadzenie obecnych linii samochodów ze sprężonym powietrzem najprawdopodobniej rozpoczęłoby się w mniejszych krajach na całym świecie, zwłaszcza tam, gdzie benzyna jest zbyt droga, a poziom zanieczyszczenia ze spalania paliw kopalnych jest niezwykle wysoki. Gdy pojazdy spełnią rygorystyczne normy przemysłu motoryzacyjnego USA i powstanie wystarczająca liczba stacji paliw, możliwe jest, że w ciągu mniej więcej dekady Amerykanie zobaczą na drogach samochód na sprężone powietrze.