/ 11
Tồi tệ nhất Tốt nhất
Việc các phương tiện chạy bằng khí nén có thể trở thành phương tiện thay thế hoàn toàn cho các phương tiện chạy bằng xăng và dầu diesel vẫn còn bị nghi ngờ. Tuy nhiên, động cơ chạy bằng khí nén lại có tiềm năng vô điều kiện, ô tô chạy bằng khí nén sử dụng bơm - máy nén điện để nén không khí đến áp suất cao (300 - 350 Atm) và tích tụ vào bình. Sử dụng nó để di chuyển piston, giống như một động cơ đốt trong, công việc được hoàn thành và xe chạy bằng năng lượng sạch.
1. Tính mới của công nghệ
Trong khi ô tô chạy bằng không khí có vẻ như là một sự phát triển mang tính đổi mới và thậm chí mang tính tương lai, thì sức mạnh không khí đã được sử dụng để lái ô tô từ cuối thế kỷ 19 và đầu thế kỷ 20. Tuy nhiên, điểm khởi đầu trong lịch sử phát triển của động cơ không khí nên được coi là thế kỷ XVII và sự phát triển của Denis Papin cho Viện Hàn lâm Khoa học Anh. Như vậy, nguyên lý hoạt động của động cơ không khí đã được phát hiện cách đây hơn ba trăm năm, và điều kỳ lạ hơn nữa là công nghệ này đã không được sử dụng trong ngành công nghiệp ô tô quá lâu.
2. Sự phát triển của ô tô chạy bằng khí nén
Ban đầu, động cơ khí nén được sử dụng ở phương tiện giao thông công cộng. Năm 1872, Louis Mekarski chế tạo chiếc xe điện khí nén đầu tiên. Sau đó, vào năm 1898, Hoadley và Knight đã cải tiến thiết kế, kéo dài chu kỳ hoạt động của động cơ. Trong số những người sáng lập ra động cơ khí nén, cái tên Charles Porter cũng thường được nhắc đến.
3. Năm tháng lãng quên
Xem xét lịch sử lâu dài của động cơ không khí, có vẻ đáng ngạc nhiên là công nghệ này chưa được phát triển đầy đủ trong thế kỷ XX. Vào những năm 30, đầu máy xe lửa với động cơ hybrid khí nén đã được thiết kế, nhưng xu hướng chủ đạo trong ngành công nghiệp ô tô là lắp đặt động cơ đốt trong. Một số nhà sử học gợi ý về sự tồn tại của "vận động hành lang dầu mỏ": theo ý kiến của họ, các công ty hùng mạnh quan tâm đến việc phát triển thị trường các sản phẩm dầu mỏ đã nỗ lực hết sức có thể để đảm bảo rằng nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực chế tạo và cải tiến động cơ không khí chưa bao giờ được công bố.
4. Ưu điểm của động cơ khí nén
Có thể dễ dàng nhận thấy nhiều ưu điểm về đặc tính của động cơ không khí so với động cơ đốt trong. Trước hết, đó là sự rẻ tiền và sự an toàn rõ ràng của không khí như một nguồn năng lượng. Hơn nữa, thiết kế của động cơ và toàn bộ chiếc xe được đơn giản hóa: nó không có bugi đánh lửa, bình xăng và hệ thống làm mát động cơ; loại bỏ nguy cơ rò rỉ sạc pin, cũng như ô nhiễm môi trường từ khí thải ô tô. Cuối cùng, cung cấp sản xuất hàng loạt, giá thành của động cơ khí nén có thể sẽ thấp hơn giá thành của động cơ xăng.
Tuy nhiên, có một điều đáng lo ngại: theo các thí nghiệm, động cơ khí nén hoạt động ồn hơn động cơ khí nén. động cơ xăng. Nhưng đây không phải là nhược điểm chính của chúng: thật không may, xét về hiệu suất, chúng cũng tụt hậu so với động cơ đốt trong.
5. Tương lai của ô tô chạy bằng khí nén
Kỷ nguyên mới cho ô tô chạy bằng khí nén bắt đầu vào năm 2008, khi cựu kỹ sư Công thức 1 Guy Negre giới thiệu sáng tạo của ông có tên CityCat - một chiếc ô tô chạy bằng không khí có thể đạt tốc độ lên tới 110 km/h và quãng đường di chuyển mà không cần sạc lại là 200 km. Phải mất hơn 10 năm mới chuyển chế độ khởi động của bộ truyền động khí nén sang chế độ làm việc. Được thành lập bởi một nhóm những người có cùng chí hướng, công ty được biết đến với cái tên Motor Development International. Dự án ban đầu của cô không phải là một chiếc ô tô chạy bằng khí nén theo đúng nghĩa của từ này. Động cơ đầu tiên của Guy Negre có thể chạy không chỉ bằng khí nén mà còn bằng khí tự nhiên, xăng và dầu diesel. Trong động cơ MDI, các quá trình nén, đánh lửa của hỗn hợp dễ cháy cũng như quá trình truyền lực diễn ra trong hai xi lanh có thể tích khác nhau, được nối với nhau bằng một buồng hình cầu.
Chúng tôi đã thử nghiệm nhà máy điện trên chiếc hatchback Citroen AX. TRÊN tốc độ thấp(lên đến 60 km/h), khi mức tiêu thụ điện năng không vượt quá 7 kW, ô tô chỉ có thể di chuyển bằng năng lượng khí nén, nhưng ở tốc độ trên mốc này, nhà máy điện sẽ tự động chuyển sang sử dụng xăng. Trong trường hợp này, công suất động cơ tăng lên 70 Mã lực. Mức tiêu thụ nhiên liệu lỏng trong điều kiện đường cao tốc chỉ 3 lít/100 km - một kết quả mà bất kỳ chiếc xe hybrid nào cũng phải ghen tị.
Tuy nhiên, đội ngũ MDI không dừng lại ở kết quả đạt được, tiếp tục nghiên cứu cải tiến động cơ khí nén, cụ thể là tạo ra một phương tiện chạy bằng khí nén hoàn chỉnh mà không cần bổ sung khí hoặc nhiên liệu lỏng. Đầu tiên là nguyên mẫu Taxi Zero Pollution. Chiếc xe này "vì lý do nào đó" đã không thu hút được sự quan tâm của các nước phát triển, vốn vào thời điểm đó phụ thuộc nhiều vào ngành dầu mỏ. Nhưng Mexico bắt đầu quan tâm đến sự phát triển này và vào năm 1997 đã ký một thỏa thuận về việc thay thế dần đội xe taxi của Thành phố Mexico (một trong những siêu đô thị ô nhiễm nhất thế giới) bằng vận tải “hàng không”.
Dự án tiếp theo là chiếc Airpod tương tự với thân bằng sợi thủy tinh hình bán nguyệt và bình khí nén nặng 80 kg, nguồn cung cấp đầy đủ đủ cho quãng đường 150-200 km. Tuy nhiên, dự án OneCat, một phiên bản hiện đại hơn của chiếc taxi Zero Pollution của Mexico, đã trở thành một phương tiện khí nén nối tiếp hoàn chỉnh. Bình carbon nhẹ và an toàn với áp suất 300 bar có thể chứa tới 300 lít khí nén.
Nguyên lý hoạt động của động cơ MDI như sau: không khí được hút vào một xi lanh nhỏ, tại đây nó được nén bởi piston dưới áp suất 18-20 bar và được làm nóng; không khí nóng đi vào một buồng hình cầu, tại đây nó trộn với không khí lạnh từ các xi lanh, ngay lập tức nở ra và nóng lên, làm tăng áp suất lên piston của xi lanh lớn, truyền lực đến trục khuỷu.
Các nhà sản xuất ô tô sử dụng phương pháp nào để thu hút sự chú ý của người tiêu dùng. Người mua bị mê hoặc bởi thiết kế thời trang tương lai, các biện pháp an toàn chưa từng có, việc sử dụng động cơ thân thiện với môi trường hơn, v.v., v.v.
Cá nhân tôi không mấy xúc động trước những thú vui mới nhất của nhiều xưởng thiết kế khác nhau - hơn nữa: đối với tôi, một chiếc ô tô đã và sẽ vẫn là một mảnh kim loại và nhựa vô tri, và tất cả những nỗ lực của các nhà tiếp thị nhằm cho tôi biết mức độ cao của nó. bầu trời, lòng tự trọng của tôi sẽ bay lên trời sau khi mua “của chúng tôi mẫu mới nhất"không gì khác hơn là một cú sốc không khí. Vâng, ít nhất là đối với cá nhân tôi.
Một chủ đề khiến tôi lo lắng hơn với tư cách là chủ sở hữu ô tô là vấn đề hiệu quả và khả năng sống sót. Nhiên liệu tốn kém tới ba kopecks, và bên cạnh đó, trong sự rộng lớn của những “vĩ đại và hùng mạnh” có quá nhiều tín đồ của Vasily Alibabaevich từ “Quý ông may mắn”. Các nhà sản xuất ô tô đã cố gắng chuyển sang sử dụng nhiên liệu thay thế trong một thời gian dài. Ở Mỹ, ô tô điện đã chiếm một vị thế khá mạnh, nhưng không phải ai cũng đủ khả năng mua một chiếc ô tô như vậy - nó rất đắt. Bây giờ, nếu những chiếc xe hạng bình dân được sản xuất bằng điện...
Nhà sản xuất PSA Peugeot Citroen của Pháp đã đặt ra cho mình một mục tiêu thú vị, họ đã khởi xướng một chương trình thú vị nhằm giảm mức tiêu thụ nhiên liệu. Nhóm các nhà sản xuất ô tô này đang phát triển một mẫu xe hybrid nhà máy điện chỉ có thể tiêu tốn hai lít nhiên liệu trên một trăm km. Các kỹ sư của công ty đã có điều gì đó để thể hiện - những phát triển ngày nay cho phép tiết kiệm tới 45% nhiên liệu so với động cơ đốt trong thông thường: ngay cả khi chưa đạt được chỉ số hai lít trên một trăm, họ hứa sẽ chinh phục cột mốc này vào năm 2020 .
Những tuyên bố khá táo bạo và thú vị, nhưng sẽ thú vị hơn nếu xem xét kỹ hơn về cách lắp đặt lai và không kém phần kinh tế này. Hệ thống này được gọi là Hybrid Air và đúng như tên gọi của nó, ngoài nhiên liệu truyền thống, nó còn sử dụng năng lượng của không khí, khí nén.
Khái niệm Hybrid Air không quá phức tạp và là sự kết hợp của ba động cơ xi lanhđộng cơ đốt trong và thủy lực - bơm. Là bình chứa nhiên liệu thay thế, hai xi-lanh được lắp ở phần trung tâm của ô tô và dưới không gian cốp xe: xi-lanh lớn hơn dành cho áp lực thấp; và cái nhỏ hơn dành cho người cao. Ô tô sẽ tăng tốc bằng động cơ đốt trong, sau khi đạt tốc độ 70 km/h, mô tơ thủy lực sẽ đi vào hoạt động. Thông qua động cơ thủy lực và bộ truyền động hành tinh khéo léo này, năng lượng của khí nén sẽ được chuyển thành chuyển động quay bánh xe Ngoài ra, chiếc xe như vậy còn có hệ thống thu hồi năng lượng - trong quá trình phanh, động cơ thủy lực đóng vai trò như một máy bơm và bơm không khí vào xi lanh áp suất thấp - tức là năng lượng mong muốn sẽ không bị lãng phí.
Như các kỹ sư của công ty cho biết, một chiếc ô tô được lắp đặt hybrid Air, ngay cả khi có khối lượng lớn hơn 100 kg so với động cơ truyền thống, sẽ có chỉ số tiết kiệm nhiên liệu ít nhất là 45%, và điều này bất chấp thực tế là sự phức tạp trong lĩnh vực này việc chế tạo động cơ còn lâu mới hoàn thành.
Dự kiến, hệ thống hybrid sẽ là hệ thống đầu tiên được sử dụng trên xe hatchback Citroen C3 và Peugeot 208, đồng thời có thể lái trên "máy bay" vào năm 2016, và các nhà quản lý Pháp coi Nga và Trung Quốc là thị trường bán hàng chính cho những chiếc xe có hybrid Air Hybrid.
Chiếc ô tô sản xuất đầu tiên trên thế giới có động cơ khí nén được ra mắt Công ty Ấn Độ Tata, nổi tiếng khắp thế giới về sản xuất giá rẻ Phương tiện giao thông cho người nghèo.
Xe Tata OneCAT nặng 350 kg và có thể di chuyển quãng đường 130 km chỉ với một nguồn cung cấp khí nén ở áp suất 300 atm, tăng tốc lên tới 100 km/h. Nhưng những chỉ số như vậy chỉ có thể thực hiện được với những chiếc xe tăng được đổ đầy tối đa. Mật độ không khí trong chúng càng thấp thì tốc độ tối đa càng thấp.
4 xi-lanh, làm bằng sợi carbon với vỏ Kevlar, mỗi xi-lanh dài 2 mét và đường kính 1/4 mét, nằm dưới đáy, chứa 400 lít khí nén dưới áp suất 300 bar.
Mọi thứ bên trong rất đơn giản:
Nhưng điều này cũng dễ hiểu vì chiếc xe được định vị chủ yếu để sử dụng trên taxi. Nhân tiện, ý tưởng này không phải là không có sự quan tâm - không giống như xe điện có pin được xử lý có vấn đề và hiệu suất thấp của chu trình sạc-xả (từ 50% đến 70% tùy thuộc vào mức dòng điện tích và xả), nén không khí, lưu trữ nó ở dạng xi lanh và việc sử dụng sau đó khá tiết kiệm và thân thiện với môi trường.
Nếu bạn tiếp nhiên liệu xe tata OneCAT bằng đường hàng không tại trạm máy nén sẽ mất từ ba đến bốn phút. “Bơm” bằng máy nén mini tích hợp trong máy, cấp nguồn từ ổ cắm, kéo dài từ ba đến bốn giờ. “Nhiên liệu không khí” tương đối rẻ: nếu bạn chuyển nó thành xăng tương đương, thì ô tô sẽ tiêu thụ khoảng một lít trên 100 km.
Trong xe khí nén thường không có hộp số - xét cho cùng, động cơ khí nén tạo ra mô-men xoắn cực đại ngay lập tức - ngay cả khi đứng im. Động cơ không khí cũng hầu như không cần bảo trì, quãng đường tiêu chuẩn giữa hai lần kiểm tra kỹ thuật không dưới 100 nghìn km. Và thực tế là nó không cần dầu - một lít “dầu bôi trơn” là đủ cho động cơ đi được 50 nghìn km (đối với xe thường bạn sẽ cần khoảng 30 lít dầu).
Bí mật của chiếc ô tô mới là động cơ 4 xi-lanh, dung tích 700 mét khối và nặng chỉ 35 kg, hoạt động theo nguyên tắc trộn khí nén với không khí trong khí quyển bên ngoài. Cái này đơn vị năng lượng nhắc nhở động cơ thường xuyênđốt trong, nhưng xi lanh của nó có đường kính khác nhau - hai xi lanh nhỏ, dẫn động và hai xi lanh lớn, đang hoạt động. Khi động cơ đang chạy không khí bên ngoàiđược hút vào các xi lanh nhỏ, được nén ở đó bằng piston và nung nóng. Sau đó nó được đẩy vào hai xi lanh làm việc và trộn ở đó với khí nén lạnh từ bể chứa. Kết quả là, hỗn hợp không khí nở ra và làm cho các pít-tông làm việc chuyển động, và chúng trục khuỷuđộng cơ.
Vì động cơ không xảy ra quá trình đốt cháy nên “khí thải” của nó sẽ chỉ thải ra không khí sạch.
Các nhà phát triển động cơ không khí từ MDI đã tính toán tổng hiệu suất năng lượng trong chuỗi phương tiện lọc dầu cho ba loại truyền động - xăng, điện và không khí. Và hóa ra hiệu suất của bộ truyền động không khí là 20%, cao hơn hai lần so với hiệu suất của bộ truyền động tiêu chuẩn. động cơ xăng và hiệu suất của động cơ điện gấp rưỡi. Ngoài ra, khí nén có thể được lưu trữ trực tiếp để sử dụng trong tương lai bằng cách sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo không ổn định, chẳng hạn như máy phát điện gió - khi đó hiệu quả còn cao hơn.
Khi nhiệt độ giảm xuống -20C, năng lượng dự trữ của bộ truyền động khí nén giảm 10% mà không gây bất kỳ tác hại nào khác đến hoạt động của nó, trong khi năng lượng dự trữ của pin điện sẽ giảm khoảng 2 lần.
Nhân tiện, không khí thoát ra trong động cơ không khí có nhiệt độ thấp và có thể dùng để làm mát nội thất ô tô trong mùa nắng nóng, tức là bạn được sử dụng điều hòa gần như miễn phí mà không tốn thêm năng lượng. Nhưng than ôi, máy sưởi sẽ phải được chế tạo tự động. Nhưng nó tốt hơn nhiều so với một chiếc ô tô điện vốn phải lãng phí năng lượng cho cả sưởi ấm và làm mát.
Nhân tiện, xi lanh bằng sợi thủy tinh khá an toàn - nếu bị hư hỏng, chúng không phát nổ, chỉ xuất hiện các vết nứt trên đó để không khí thoát ra ngoài.
Những chiếc xe này không có thùng nhiên liệu, không có pin, không có Tấm năng lượng mặt trời. Những chiếc xe này không cần hydro, nhiên liệu diesel hoặc xăng. Độ tin cậy? Hầu như không có gì để phá vỡ ở đây. Nhưng ngày nay ai tin vào giải pháp lý tưởng?
Phương tiện khí nén đầu tiên của Úc được đưa vào sử dụng thương mại thực tế gần đây đã bắt đầu hoạt động tại Melbourne.
Thiết bị này được chế tạo bởi kỹ sư Angelo Di Pietro của công ty Engineair Australia.
Vấn đề chính mà nhà phát minh nghĩ đến là giảm trọng lượng của động cơ trong khi vẫn duy trì công suất cao và sử dụng hoàn toàn năng lượng khí nén.
Không có xi lanh hay piston, không có rôto hình tam giác, như động cơ Wankel, hay bánh tuabin có cánh.
Thay vào đó, một vòng quay trong vỏ động cơ. Từ bên trong, nó tựa vào hai con lăn lắp lệch tâm trên trục.
Động cơ của Di Pietro người Úc gốc Ý trong một phần (ảnh từ trang gizmo.com.au).
6 khối có thể thay đổi riêng biệt trong máy mở rộng này được cắt ra bằng các cánh hoa hình bán nguyệt có thể di chuyển được lắp vào các phần của thân máy.
Ngoài ra còn có hệ thống phân phối không khí giữa các buồng. Đó gần như là tất cả.
Nhân tiện, động cơ của Di Pietro tạo ra mô-men xoắn cực đại ngay lập tức - ngay cả khi đứng yên và quay với tốc độ khá tốt, do đó, hộp số đặc biệt có khả năng thay đổi tỉ số truyền anh ấy không cần nó.
Đây là cách bạn có thể sắp xếp việc lái xe ô tô bằng hệ thống Di Pietro. Hai động cơ không khí quay, một động cơ cho mỗi bánh xe. Và không có đường truyền (minh họa từ gizmo.com.au).
Chà, sự đơn giản trong thiết kế, kích thước nhỏ và trọng lượng thấp là một điểm cộng nữa cho toàn bộ ý tưởng.
Kết quả là gì? Ví dụ, đây là một chiếc ô tô khí nén của Engineair, đang được thử nghiệm trong nhà kho của một trong những cửa hàng tạp hóa ở thủ đô nước Úc.
Khả năng chịu tải của xe đẩy này là 500 kg. Thể tích bình khí là 105 lít. Quãng đường đi được trên một trạm xăng là 16 km. Trong trường hợp này, việc tiếp nhiên liệu sẽ mất vài phút. Trong khi việc sạc một chiếc ô tô điện tương tự từ mạng sẽ mất hàng giờ.
Mối liên hệ kỳ lạ giữa piston và trục khuỷu trong động cơ không khí của Pháp cho phép piston dừng điểm chết trong khi vẫn duy trì chuyển động quay đều của trục ra của động cơ (minh họa từ mdi.lu).
Thật hợp lý khi tưởng tượng cách cài đặt như vậy thêm sức mạnh có thể được gắn trên một nhỏ xe chở khách, chủ yếu di chuyển trong nội thành.
Cần phải đề cập ở đây lợi thế quan trọng phương tiện khí nén đặt trước xe điện, cũng được cho là đóng vai trò là phương tiện giao thông đầy hứa hẹn trong một thành phố quan tâm đến không khí sạch.
Pin, ngay cả pin axit chì đơn giản, đắt hơn pin xi lanh và gây ô nhiễm môi trường sau khi tài nguyên cạn kiệt. Pin rất nặng và động cơ điện cũng vậy. Điều này làm tăng mức tiêu thụ năng lượng của máy.
Đúng vậy, khi không khí được nén trong máy nén của trạm “tiếp nhiên liệu bằng khí nén”, nó sẽ nóng lên và lượng nhiệt này làm nóng bầu không khí một cách vô ích. Đây là một điểm trừ về mặt chi phí chung và mức tiêu thụ năng lượng (cùng loại nhiên liệu hóa thạch) để tiếp nhiên liệu cho những chiếc xe như vậy.
Tuy nhiên, trong nhiều tình huống (đối với các trung tâm đô thị), tốt hơn hết bạn nên chấp nhận điều này, đổi lại nhận được một chiếc ô tô không phát thải với mức giá hợp lý.
Taxi CityCAT khí nén và MiniCAT của Motor Development International (ảnh từ mdi.lu).
Vì vậy, Di Pietro có lý do để tin rằng mình sẽ là người có thể đưa những chiếc ô tô chạy trên không vào một “quỹ đạo lớn”.
Chúng ta hãy nhớ rằng ý tưởng sử dụng khí nén làm chất mang năng lượng trên ô tô đã rất cũ.
Một bằng sáng chế như vậy đã được cấp ở Anh vào năm 1799. Và, như A.V. Moravsky tường thuật trong cuốn sách “Lịch sử ô tô,” vào cuối thế kỷ 19, với việc tạo ra các xi lanh đáng tin cậy được thiết kế cho áp suất cao, những phương tiện như vậy đã phần nào trở nên phổ biến ở Châu Âu và Hoa Kỳ - dưới dạng phương tiện vận tải công nghệ trong nhà máy và thậm chí là xe tải trong thành phố.
Tuy nhiên, cường độ năng lượng của khí nén, ngay cả khi áp suất tăng lên 300 atm, vẫn ở mức thấp. Xăng có vẻ mang lại nhiều lợi nhuận hơn, nhưng hồi đó hầu như không ai nghĩ đến ô nhiễm không khí.
Phải mất hơn một trăm năm, một thế hệ nhà phát minh mới mới có thể đưa các phương tiện chạy bằng khí nén trở lại đường phố.
Kỹ sư người Úc không phải là người đầu tiên tham gia làn sóng “trên không” mới này. Giả sử chúng ta đã nói về Guy Negre người Pháp.
Công ty của ông - Motor Development International, tham gia phát triển và quảng bá động cơ không khí Negre nguyên bản và những chiếc ô tô dựa trên nó - vẫn tràn đầy hy vọng tươi sáng, nhưng vẫn chưa có thông tin gì về việc sản xuất hàng loạt, mặc dù nhiều nguyên mẫu đã được chế tạo.
Chúng tôi lưu ý rằng thiết kế động cơ của nó (và trên thực tế, nó là động cơ piston) liên tục có những thay đổi. Đặc biệt, cần lưu ý cơ chế kết nối thú vị giữa piston và trục khuỷu, cho phép piston tạm thời dừng lại ở điểm chết và sau đó tăng tốc đi xuống - với chuyển động quay đều của trục đầu ra.
Bộ nguồn của máy CAT (minh họa từ mdi.lu).
Sự “ngập ngừng” này là cần thiết để có thời gian nạp vào xi lanh nhiều không khí hơn và sau đó sử dụng đầy đủ hơn phần mở rộng của nó.
Nhân tiện, một ý tưởng hợp lý khác đã được người Pháp đề xuất.
Ô tô của Negre có thể được tiếp nhiên liệu không chỉ trực tiếp từ trạm máy nén mà còn từ ổ cắm - giống như ô tô điện.
Trong trường hợp này, máy phát điện gắn trên động cơ khí nén sẽ biến thành động cơ điện và bản thân động cơ khí nén sẽ biến thành máy nén.
Động cơ: Công ty Tata của Ấn Độ, nổi tiếng khắp thế giới về sản xuất xe giá rẻ, đã cho ra mắt chiếc ô tô sản xuất hàng loạt đầu tiên trên thế giới có động cơ chạy bằng khí nén.
Công ty Tata của Ấn Độ, nổi tiếng khắp thế giới về sản xuất xe giá rẻ, vừa cho ra mắt chiếc ô tô sản xuất hàng loạt đầu tiên trên thế giới có động cơ chạy bằng khí nén.
Tata OneCAT nặng 350 kg và có thể di chuyển quãng đường 130 km với một nguồn cung cấp không khí nén tới 300 atm, tăng tốc lên tới 100 km mỗi giờ.
Như các nhà phát triển lưu ý, chỉ có thể đạt được các chỉ số như vậy khi các thùng chứa được đổ đầy đến mức tối đa, mật độ không khí giảm sẽ dẫn đến giảm tốc độ tối đa.
Để lấp đầy bốn xi-lanh bằng sợi carbon nằm dưới đáy xe, mỗi xi-lanh dài 2 mét và đường kính 1/4 mét, cần 400 lít khí nén dưới áp suất 300 bar. Hơn nữa, bạn có thể tiếp nhiên liệu cho Tata OneCAT cả tại trạm máy nén (quá trình này sẽ mất 3-4 phút) và từ cửa hàng gia đình. Trong trường hợp sau, việc “bơm” bằng máy nén mini tích hợp trong máy sẽ kéo dài từ ba đến bốn giờ.
Nhân tiện, xi lanh bằng sợi carbon không phát nổ khi bị hư hỏng mà chỉ nứt ra, giải phóng không khí.
Không giống như xe điện, pin gặp vấn đề về tái chế và hiệu suất chu trình sạc-xả thấp (từ 50% đến 70% tùy thuộc vào mức độ sạc và dòng xả), máy nén khí khá tiết kiệm và thân thiện với môi trường.
“Nhiên liệu không khí” tương đối rẻ, nếu bạn quy đổi nó thành xăng tương đương thì xe tiêu thụ khoảng một lít trên 100 km.
Máy bay thường không có hộp số vì động cơ không khí tạo ra mô-men xoắn cực đại ngay lập tức - ngay cả khi đứng yên. Ngoài ra, động cơ không khí thực tế không yêu cầu bảo dưỡng phòng ngừa: quãng đường tiêu chuẩn giữa hai lần kiểm tra kỹ thuật là 100 nghìn km, và dầu - một lít dầu là đủ cho 50 nghìn km (đối với ô tô thông thường sẽ cần khoảng 30 lít dầu).
Tata OneCAT có động cơ 4 xi-lanh, dung tích 700cc và chỉ nặng 35 kg. Nó hoạt động dựa trên nguyên tắc trộn khí nén với không khí bên ngoài, khí quyển. Bộ nguồn này giống như một động cơ đốt trong thông thường, nhưng các xi-lanh của nó có đường kính khác nhau - hai xi-lanh nhỏ, dẫn động và hai xi-lanh lớn, đang hoạt động. Khi động cơ hoạt động, không khí bên ngoài được hút vào các xi lanh nhỏ, được nén bởi các pít-tông ở đó và làm nóng, sau đó được đẩy vào hai xi-lanh làm việc, tại đây nó được trộn với khí nén lạnh từ bình chứa. Kết quả là, hỗn hợp không khí nở ra và làm chuyển động các piston làm việc, từ đó khởi động trục khuỷu động cơ.
Vì động cơ như vậy không xảy ra quá trình đốt cháy nên khí thải ra chỉ là không khí sạch và cạn kiệt.
Sau khi tính toán tổng hiệu suất năng lượng trong chuỗi “nhà máy lọc dầu - ô tô” cho ba loại truyền động - xăng, điện và không khí, các nhà phát triển nhận thấy rằng hiệu suất của truyền động không khí là 20%, cao hơn hai lần so với hiệu suất của động cơ xăng tiêu chuẩn và gấp rưỡi - Hiệu suất truyền động điện. Ngoài ra, khí nén có thể được lưu trữ để sử dụng trong tương lai bằng cách sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo không ổn định, chẳng hạn như máy phát điện gió - khi đó có thể đạt được hiệu suất cao hơn nữa.
Như các nhà phát triển lưu ý, khi nhiệt độ giảm xuống -20C, mức dự trữ năng lượng của bộ truyền động khí nén giảm 10% mà không có bất kỳ tác động có hại nào khác đến hoạt động của nó, trong khi mức dự trữ năng lượng của pin điện giảm khoảng 2 lần.
Ngoài ra, khí thải từ mô tơ không khí có nhiệt độ thấp, có thể dùng để làm mát nội thất xe trong những ngày nắng nóng. Chủ sở hữu Tata OneCAT sẽ chỉ phải tốn năng lượng để sưởi ấm xe trong mùa lạnh.
Tata OneCAT, được đặc trưng bởi sự đơn giản trong thiết kế, được phát triển chủ yếu để sử dụng cho taxi. được phát hành
