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Druckluft-Auto

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Ein Druckluft-Auto ist ein Auto, das einen durch Druckluft angetriebenen Motor verwendet. Das Auto kann allein mit dem Flugzeug angetrieben, oder (als in einem hybriden elektrischen Fahrzeug) mit Benzin, Diesel, Vinylalkohol oder einem elektrischen Werk mit dem verbessernden Bremsen verbunden werden.

Geschichte

Technologie

Motoren

Druckluft-Autos werden durch Motoren angetrieben, die durch Druckluft gesteuert sind, die in einer Zisterne am Hochdruck wie 30 MPa (4500 psi oder 300 Bar) versorgt wird. Anstatt Motorkolben mit einer entzündeten Kraftstoffluft-Mischung zu steuern, verwenden Druckluft-Autos die Vergrößerung von Druckluft auf eine ähnliche Weise zur Vergrößerung des Dampfs in einer Dampfmaschine.

Es hat Prototyp-Autos seit den 1920er Jahren gegeben, und Druckluft ist im Torpedo-Antrieb ebenso verwendet worden.

Lagerungszisternen

Im Gegensatz zu den Problemen von Wasserstoff des Schadens und der an Unfällen mit großen Auswirkungen beteiligten Gefahr ist Luft selbstständig nicht entzündbar. Es wurde auf Sieben Netz Darüber hinaus Morgen berichtet, dass selbstständig Kohlenstoff-Faser ist und sich unter genügend Betonung aufspalten kann, aber nicht schafft, wenn es so tut. Zisternen der Kohlenstoff-Faser halten sicher Luft an einem Druck irgendwo ungefähr 4500 psi, sie vergleichbar mit Stahlzisternen machend. Die Autos werden entworfen, um an einer Hochdruckpumpe voll gefüllt zu werden.

Energiedichte

Druckluft hat relativ niedrige Energiedichte. Die Luft an 30 MPa (4,500 psi) enthält ungefähr 50 Wh der Energie pro Liter. Zum Vergleich enthält eine leitungssaure Batterie 60-75 Wh/l. Eine Lithiumion-Batterie enthält ungefähr 250-620 Wh/l. Benzin enthält ungefähr 9411 Wh pro Liter.; jedoch kann ein typischer Benzinmotor mit 18-%-Leistungsfähigkeit nur die Entsprechung von 1694 Wh/l wieder erlangen. Die Energiedichte eines Druckluft-Systems kann mehr als verdoppelt werden, wenn die Luft vor der Vergrößerung geheizt wird.

Um Energiedichte zu vergrößern, können einige Systeme Benzin verwenden, das liquified oder konsolidiert sein kann. "CO2 bietet viel größere Verdichtbarkeit an als Luft, wenn es vom gasartigen bis superkritische Form wechselt."

Emissionen

Druckluft-Autos sind am Auslassventil ohne Emissionen. Da eine Druckluft-Autoenergiequelle gewöhnlich Elektrizität ist, hängt seine Gesamtumweltauswirkung ab, wie sauber die Quelle dieser Elektrizität ist. Verschiedene Gebiete können sehr verschiedene Quellen der Macht im Intervall von Macht-Quellen der hohen Emission wie Kohle zu Nullemissionsmacht-Quellen wie Wind haben. Ein gegebenes Gebiet kann auch seine Quellen der elektrischen Leistung mit der Zeit aktualisieren, dadurch sich verbessernd oder Gesamtemissionen schlechter machend.

Jedoch hat eine Studie gezeigt, dass sogar mit sehr optimistischen Annahmen die Luftlagerung der Energie weniger effizient ist als chemisch (Batterie) Lagerung.

Vorteile

Die Hauptvorteile einer Luft sind gerast Fahrzeug sind:

Das Auftanken kann zuhause mit einem Luftkompressor oder an Reparaturwerkstätten getan werden. Die Energie, die erforderlich ist, um Luft zusammenzupressen, wird an großen zentralisierten Werken erzeugt, es weniger kostspielig und wirksamer machend, um Kohlenstoff-Emissionen zu führen, als von individuellen Fahrzeugen.
Druckluft-Motoren reduzieren die Kosten der Fahrzeugproduktion, weil es kein Bedürfnis gibt, ein Kühlsystem, Zündkerzen, Anlassmotoren oder Auspufftöpfe zu bauen.
Die Rate der Selbstentladung ist sehr niedrig Batterien entgegengesetzt, die ihre Anklage langsam mit der Zeit entleeren. Deshalb kann das Fahrzeug unbenutzt seit längeren Zeitspannen verlassen werden als elektrische Autos.
Die Vergrößerung der Druckluft senkt seine Temperatur; das kann für den Gebrauch als Klimatisierung ausgenutzt werden.
Die Verminderung oder Beseitigung von gefährlichen Chemikalien wie Benzin oder Batteriesäuren/Metalle
Einige mechanische Konfigurationen können Energiewiederherstellung während des Bremsens durch das Zusammendrücken und die Speicherung von Luft erlauben.
Neue Ergebnisse vom Südwestforschungsinstitut zeigen an, dass Lufthybriden um bis zu 50 Prozent bessere Kraftstoffwirtschaft und die 80-Prozent-Verminderung von ausgestrahlten Toxinen im Vergleich zu herkömmlichen Motoren berücksichtigen würden. Schwedens Lund Universität berichtet auch, dass Busse eine Verbesserung in der Kraftstoffleistungsfähigkeit von bis zu 60 Prozent mit einem lufthybriden System sehen konnten, Aber das bezieht sich nur auf hybride Luftkonzepte (wegen der Erholung der Energie während des Bremsens), nicht zusammengepresste Luft-Only-Fahrzeuge.

Nachteile

Der Hauptnachteil ist der indirekte Gebrauch der Energie. Energie ist an Kompresse-Luft gewöhnt, die - der Reihe nach - die Energie zur Verfügung stellt, den Motor zu führen. Jede Konvertierung der Energie zwischen Formen läuft auf Verlust hinaus. Für herkömmliche Verbrennen-Autos wird die Energie verloren, wenn die chemische Energie in fossilen Brennstoffen zur mechanischen Energie umgewandelt wird, von der der grösste Teil geht, um als verlorene Hitze verschwendet zu werden. Für Druckluft-Autos wird Energie verloren, wenn chemische Energie zur elektrischen Energie umgewandelt wird, wenn elektrische Energie zu Druckluft, und dann umgewandelt wird, wenn die Druckluft in die mechanische Energie umgewandelt wird.

Wenn sich Luft im Motor ausbreitet, wird es drastisch (das Gesetz von Charles) kühl und muss zur Umgebungstemperatur mit einem Hitzeex-Wechsler geheizt werden. Die Heizung ist notwendig, um einen bedeutenden Bruchteil der theoretischen Energieproduktion zu erhalten. Der Hitzeex-Wechsler kann problematisch sein: Während es eine ähnliche Aufgabe für einen Zwischenkühler für einen inneren Verbrennungsmotor durchführt, ist der Temperaturunterschied zwischen der eingehenden Luft und dem Arbeitsbenzin kleiner. In der Heizung von der versorgten Luft wird das Gerät sehr kalt und kann in kühlen, feuchten Klimas vereisen.
Das führt auch zur Notwendigkeit von völlig wasserentziehenden die Druckluft. Wenn eine Feuchtigkeit in der Druckluft existiert, wird der Motor wegen der inneren Eisschicht anhalten. Das Entfernen der Feuchtigkeit verlangt völlig sogar zusätzliche Energie, die nicht wiederverwendet werden kann und verloren wird.
Umgekehrt, wenn Luft zusammengepresst wird, um die Zisterne zu füllen, heizt es an. Wenn die versorgte Luft nicht abgekühlt wird, weil die Zisterne, dann gefüllt wird, wenn die Luft später, seine Druck-Abnahmen und verfügbare Energieabnahmen abkühlt. Die Zisterne kann einen inneren Hitzeex-Wechsler verlangen, um die Luft schnell und effizient abzukühlen, während er stürmt, seitdem ohne das kann es entweder viel Zeit in Anspruch nehmen, um die Zisterne zu füllen, oder weniger Energie wird versorgt.
Das Tanken des Druckluft-Behälters das Verwenden eines Hauses oder niedriges Ende herkömmlicher Luftkompressor kann nicht weniger als 4 Stunden nehmen, obwohl die Spezialausrüstung an Reparaturwerkstätten die Zisternen in nur 3 Minuten füllen kann. Um 14.3 kWh @300 Bar in 300-Liter-Reservoiren (90 m3 von Luft 1 Bar) zu versorgen, verlangt ungefähr 30 kWh der Kompressor-Energie (mit einem einstufigen adiabatischen Kompressor) oder etwa 21 kWh mit einer Industriestandardmehrstufeneinheit. Das bedeutet, dass eine Kompressor-Macht von 360 Kilowatt erforderlich ist, um die Reservoire in 5 Minuten von einer einzelnen Bühne-Einheit, oder 250 Kilowatt für ein Mehrstufen-zu füllen. Jedoch ist das Zwischenabkühlen und isothermische Kompression viel effizienter und praktischer als adiabatische Kompression, wenn genug große Hitzeex-Wechsler geeignet werden. Die Wirksamkeit von bis zu 65 % kann erreicht werden, jedoch ist das niedriger als die Leistungsfähigkeit der Ampere-Sekunde mit sauren Leitungsbatterien.
Die gesamte Leistungsfähigkeit eines Fahrzeugs mit der Druckluft-Energielagerung, mit den obengenannten auftankenden Zahlen, ist ungefähr 5-7 %. Zum Vergleich, gut zur Radleistungsfähigkeit eines herkömmlichen Innenverbrennungsdrivetrain ist ungefähr 14 %,
Frühe Tests haben die beschränkte Lagerungskapazität der Zisternen demonstriert; der einzige veröffentlichte Test eines Fahrzeugs, das auf Druckluft allein läuft, wurde auf eine Reihe 7.22 km beschränkt.
Eine 2005-Studie hat demonstriert, dass Autos, die auf Lithiumion-Batterien laufen, sowohl Druckluft als auch mit denselben Geschwindigkeiten mehr als dreifache Kraftstoffzellfahrzeuge überbieten. MDI hat 2007 behauptet, dass ein Luftauto im Stande sein wird, 140 km im städtischen Fahren zu reisen, und eine Reihe 80 km mit einer Spitzengeschwindigkeit auf Autobahnen zu haben, wenn es auf Druckluft allein funktionieren wird, aber erst Mitte 2011 hat MDI jeden Beweis zu dieser Wirkung noch immer nicht erzeugt.
Eine 2009-Universität des Forschungsbriefs von Berkeley hat gefunden, dass "Sogar unter hoch optimistischen Annahmen das Druckluft-Auto bedeutsam weniger effizient ist als eine Batterie elektrisches Fahrzeug und mehr Treibhausgas-Emissionen erzeugt als ein herkömmliches gasangetriebenes Auto mit einer intensiven Kohlenmacht-Mischung." Jedoch haben sie auch vorgeschlagen, "eine Hybride des pneumatischen Verbrennens ist technologisch ausführbar, billig und konnte sich schließlich mit hybriden elektrischen Fahrzeugen bewerben."

Unfall-Sicherheit

Sicherheitsansprüche auf leichte Gewicht-Fahrzeugluftzisternen in strengen Kollisionen sind nicht nachgeprüft worden.

Nordamerikanische Unfall-Prüfung ist noch nicht geführt worden, und Skeptiker stellen die Fähigkeit eines ultraleichten mit Bindemitteln gesammelten Fahrzeugs infrage, um annehmbare Unfall-Sicherheitsergebnisse zu erzeugen. Shiva Vencat, Vizepräsident von MDI und CEO von Nullverschmutzungsmotoren, behauptet, dass das Fahrzeug Unfall-Prüfung passieren und amerikanischen Sicherheitsstandards entsprechen würde. Er besteht darauf, dass die Millionen von in AirCar investierten Dollars vergebens nicht sein würden. Bis heute hat es einen Leichtgewichtler, 100 - plus das mpg Auto nie gegeben, das nordamerikanische Unfall-Prüfung passiert hat. Technologische Fortschritte können bald das möglich machen, aber AirCar muss sich noch sich bewähren, und Kollisionssicherheitsfragen bleiben.

Der Schlüssel zum Erzielen einer annehmbaren Reihe mit einem Luftauto reduziert die Macht, die erforderlich ist, das Auto zu steuern, so weit praktisch ist. Das stößt das Design zur Minderung des Gewichts.

Gemäß einem Bericht von der Nationalen Autobahn-Verkehrssicherheitsregierung der amerikanischen Regierung, unter 10 verschiedenen Klassen von Personenfahrzeugen, "haben sehr kleine Autos" die höchste Schicksalsschlag-Rate pro gesteuerte Meile. Zum Beispiel würde eine Person, die 12,000 Meilen pro Jahr seit 55 Jahren steuert, eine 1-%-Chance haben, an einem tödlichen Unfall beteiligt zu werden. Das ist zweimal die Schicksalsschlag-Rate der sichersten Fahrzeugklasse, ein "großes Auto". Gemäß den Daten in diesem Bericht wird die Zahl von tödlichen Unfällen pro Meile nur mit dem Fahrzeuggewicht schwach aufeinander bezogen, einen Korrelationskoeffizienten gerade (-0.45) habend. Eine stärkere Korrelation wird mit der Fahrzeuggröße innerhalb seiner Klasse gesehen; zum Beispiel haben "große" Autos, Pritschenwagen und SUVs, niedrigere Schicksalsschlag-Raten als "kleine" Autos, Pritschenwagen und SUVs. Das ist in 7 der 10 Klassen, mit Ausnahme von der Mitte Größe-Fahrzeuge der Fall, wo Minikombis und Mitte Größe-Autos unter den sichersten Klassen sind, während Mitte Größe SUVs das zweite tödlichste nach sehr kleinen Autos ist. Wenn auch schwerere Fahrzeuge manchmal statistisch sicherer sind, ist es nicht notwendigerweise das Extragewicht, das sie veranlasst, sicherer zu sein. Die NHTSA melden Staaten: "Schwerere Fahrzeuge haben einen besseren Job historisch getan, der ihre Bewohner in Unfällen beschützt. Ihre längeren Motorhauben und Extraraum in der Bewohner-Abteilung stellen eine Gelegenheit für eine mehr allmähliche Verlangsamung des Fahrzeugs, und des Bewohners innerhalb des Fahrzeugs zur Verfügung... Während es denkbar ist, dass leichte Fahrzeuge mit ähnlich langen Motorhauben und milden Verlangsamungspulsen gebaut werden konnten, würde es wahrscheinlich Hauptänderungen in Materialien und Design und/oder Einnahme-Gewicht aus ihren Motoren, Zusätzen, usw." verlangen

Luftautos können niedrig rollende Widerstand-Reifen verwenden, die normalerweise weniger Griff anbieten als normale Reifen. Außerdem kann das Gewicht (und Preis) Sicherheitssysteme wie Luftsäcke, ABS und ESC Hersteller davon abhalten, ihrer einzuschließen.

Entwickler und Hersteller

Verschiedene Gesellschaften investieren in die Forschung, Entwicklung und Aufstellung von Druckluft-Autos. Überoptimistische Berichte der drohenden Produktion gehen bis mindestens Mai 1999 zurück. Zum Beispiel hat das MDI Luftauto sein öffentliches Debüt in Südafrika 2002 gemacht und wurde vorausgesagt, um "innerhalb von sechs Monaten" im Januar 2004 serienmäßig hergestellt zu werden. Bezüglich des Januars 2009 ist das Luftauto nie in Produktion in Südafrika eingetreten.

Die meisten Autos unter der Entwicklung verlassen sich auch auf das Verwenden ähnlicher Technologie zu Fahrzeugen der niedrigen Energie, um die Reihe und Leistung ihrer Autos zu vergrößern.

APUQ

APUQ (Association de Promotion des Usages de la Quasiturbine) hat das APUQ Luftauto, ein durch eine Quasiturbine angetriebenes Auto gemacht.

MDI

MDI hat eine Reihe von Fahrzeugen vorgeschlagen, die aus AirPod, OneFlowAir, CityFlowAir, MiniFlowAir und MultiFlowAir zusammengesetzt sind. Eine der Hauptneuerungen dieser Gesellschaft ist seine Durchführung seines "aktiven Raums", der eine Abteilung ist, die die Luft heizt (durch den Gebrauch eines Brennstoffs), um die Energieproduktion zu verdoppeln. Diese 'Neuerung' wurde zuerst in Torpedos 1904 verwendet.

Motoren von Tata

Motoren von Tata Indiens hatten geplant, ein Auto mit einem MDI Druckluft-Motor 2011 zu starten. Im Dezember 2009 hat der Vizepräsident von Tata von Techniksystemen bestätigt, dass die beschränkte Reihe und niedrigen Motortemperaturen Probleme verursachten.

Inzwischen sind irgendwelche zusammenhängenden Artikel oder Verbindungen zu MDI von der Website von Motoren von Tata, einschließlich im Archiv gelöscht worden.

Air Car Factories SA

Air Car Factories SA hat vor, einen Druckluft-Motor zu entwickeln und zu bauen. Diese spanische basierte Gesellschaft wurde durch gegründet

Miguel Celades. Zurzeit gibt es einen bitteren Streit zwischen Motor Development International, einem anderen Unternehmen genannt Luis, der Druckluft-Fahrzeuge und Herrn Celades entwickelt hat, der einmal mit diesem Unternehmen vereinigt wurde.

Energine

Energine Corporation war eine südkoreanische Gesellschaft, die behauptet hat, völlig gesammelte Autos zu liefern, die auf einer hybriden Druckluft und elektrischem Motor laufen. Diese Autos werden pneumatisch-hybride elektrische Fahrzeuge genauer genannt. Ingenieure von dieser Gesellschaft haben gemacht, von Daewoo Matiz, einem Prototyp einer hybriden elektrischen Motor-/Druckluft Motor-(Pne-PHEV, pneumatische Einfügefunktionshybride elektrisches Fahrzeug) anfangend. Der Druckluft-Motor wird verwendet, um einen Wechselstromgenerator zu aktivieren, der die autonome Betriebskapazität des Autos erweitert.

Der CEO von Energine wurde wie verlautet wegen angehalten

Schwindel.

Ein ähnliches Konzept mit einem pneumatischen Akkumulator in einem größtenteils hydraulischen System ist von amerikanischen Regierungsforschungslabors und Industrie entwickelt worden. Es verwendet Druckluft nur für die Wiederherstellung, Energie zu bremsen, und 2007 wurde für bestimmte schwere Fahrzeuganwendungen eingeführt, die Lastwagen ablehnen.

K'Airmobiles

Fahrzeuge von K'Airmobiles waren beabsichtigt, um aus einem Projekt kommerzialisiert zu werden, das in Frankreich in 2006-2007 von einer kleinen Gruppe von Forschern entwickelt ist. Jedoch ist das Projekt nicht im Stande gewesen, das notwendige Kapital zu sammeln.

Leute sollten bemerken, dass, mittlerweile, die Mannschaft die physische Unmöglichkeit anerkannt hat, an Bord versorgte Druckluft wegen seiner schlechten Energiekapazität und der Thermalverluste zu verwenden, die sich aus der Vergrößerung des Benzins ergeben.

An diesen Tagen, mit dem Patent während des K'Air 'Flüssigkeitsgenerators' umgewandelt zur Arbeit als ein Komprimiert-Gasmotor sollte das Projekt 2010, dank einer nordamerikanischen Gruppe von Kapitalanlegern, aber zum Zweck gestartet werden, zuerst ein grünes Energiemacht-System zu entwickeln.

Engineair

Engineair ist eine australische Gesellschaft, die kleine Industriefahrzeuge mit einem Luftmotor seines eigenen Designs verfertigt.

Honda

2010 hat Honda das Honda Luftkonzeptauto am LA AUTO SHOW präsentiert.

Siehe auch

Luftmotor
Aufladung der Station
Druckluft-Energielagerung
Druckluft-Batterie
Druckluft-Fahrzeuge
Motortausch
Magnetisches Luftauto
Einfügefunktionshybride
Pneumatik

Siehe auch:

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