Trykluftkøretøjer er drevet af luftmotorer , der bruger luft, såsom trykluft lagret i cylindre. Sådan et drev kaldes pneumatisk . I stedet for at blande brændstof med luft og brænde det i motoren og derefter overføre energi til stemplerne fra varme ekspanderende gasser, overføres energi til stemplerne fra trykluft i trykluftkøretøjer.
Drivsystemer til trykluftkøretøjer kan også være en del af hybridsystemer , det vil sige systemer, der også omfatter elektriske batterier og brændstoftanke til at genoplade dem.
Typiske trykluftmotorer (luftmotorer) bruger et eller flere stempler . Pneumatiske motorer er grundlæggende meget ens i design til hydrauliske motorer . I nogle tilfælde er det tilrådeligt at opvarme luften eller motoren for at øge effekten. Dette gælder især i betragtning af, at luften, der udvider sig i luftmotorerne, afkøles.
Trykluftbeholdere skal være konstrueret i overensstemmelse med sikkerhedsstandarder for trykbeholdere. Et eksempel på en sådan standard er ISO 11439 [1] .
Cylindre kan fremstilles af følgende materialer:
Plastbaserede materialer er lettere end metal, men generelt er de dyrere. Metalcylindre kan modstå et stort antal læsse- og aflæsningscyklusser, men de skal periodisk kontrolleres for korrosion.
En af virksomhederne bruger cylindre designet til et tryk på 30 MPa [2] .
Cylindre på de beskrevne køretøjer skal fyldes på særlige tankstationer med det nødvendige udstyr. Omkostningerne ved at køre sådanne luftkøretøjer bør, som det normalt forventes, være omkring € 0,75 pr. 100 km, med fuld genopfyldning af cylindrene ved "ballonstationen" - omkring US $[ finish ] 3.
Trykluft har en lav energitæthed. Ved et tryk på 300 bar kan energitætheden nå op på omkring 0,1 MJ / liter (under hensyntagen til muligheden for at opvarme luften), hvilket kan sammenlignes med kapaciteten af elektrokemiske blybatterier . Men efterhånden som batterierne aflades, falder spændingen ved deres udgange relativt lidt; i køretøjer, der kører på kemisk brændstof, leveres en konstant effekt fra den første til den sidste liter af dette brændstof. Samtidig falder trykket ved cylindrenes udløb i takt med, at der forbruges luft. Gassen i en dykkercylinder kan komprimeres op til 1000 bar (100 MPa), men nu er sådanne cylindere dyre og har et lille volumen.
En bil af normal størrelse og form forbruger omkring 0,6-1,0 MJ pr. 1 km spor på drivakslen [3] , selvom forbedringen af formen kan føre til et fald i dette antal.
Ligesom andre ikke -forbrændingsteknologier kan brugen af trykluftkøretøjer slippe af med vejemissioner gennem udstødningsrør og flytte dem til centraliserede kraftværker , hvilket letter processen med bortskaffelse af disse emissioner. Imidlertid skal der tilsættes smøremidler til trykluften i sådanne køretøjer for at reducere friktionskræfter og reducere slid på pneumatisk udstyr. Disse smøremidler kan også efterfølgende forurene miljøet.
Trykluftkøretøjer kan på mange måder sammenlignes med batteridrevne køretøjer , men har følgende potentielle fordele :
Forskellige termodynamiske processer finder sted i trykluftkøretøjer , såsom afkøling under ekspansion og opvarmning under luftkompression. Da det er umuligt at bruge ideelle teoretiske processer i praksis, vil energitab nødvendigvis forekomme, og forbedring kan følge vejen til deres reduktion. En af retningerne kan være brugen af store varmevekslere, som gør det muligt på den ene side at opvarme luftmotoren mere effektivt og på den anden side at køle kabinen. Samtidig kan den varme, der opnås ved at komprimere luft, bruges til at opvarme flydende (vand) systemer og bruges senere.
En producent annoncerede udviklingen af en luftmotor med 90 % effektivitet [8] .
I begyndelsen af 1800-tallet var brugen af trykluft som drivkraft for forskellige systemer meget udbredt og begyndte først at forsvinde med fremskridtene i masseforbruget af elektricitet [10] . Før dette var det pneumatiske drev indbygget i forskellige enheder - fra pneumatiske dørklokker, pneumatiske post , pneumatiske våben og op til den pneumatiske jernbane foreslået i 1827 .
I 1861 byggede S.I. Baranovsky et lokomotiv på et pneumatisk drev på Alexander - fabrikken i St. Lokomotivet blev brugt på Nikolaev-jernbanen indtil sommeren 1862 .
Trykluft er blevet brugt siden det 19. århundrede til at drive lokomotiver i mineindustrien . Derudover blev trykluft i nogle byer, såsom Paris , brugt til at køre sporvogne, drevet af et centralt bydækkende pneumatisk distributionsnetværk. Tidligere blev trykluft brugt i torpedomotorer for at drive dem fremad.
Under opførelsen af St. Gotthard-jernbanen mellem 1872 og 1882 blev der brugt pneumatiske lokomotiver ved konstruktionen af Gotthard-jernbanetunnelen .
I 1903 byggede det London -baserede Liquefied Air Company ( engelsk: Liquid Air Company ) køretøjer med komprimeret og flydende luft. De største problemer i disse køretøjer, såvel som i trykluftkøretøjer generelt, var (er) utilstrækkeligt drejningsmoment på luftmotorer og de høje omkostninger ved trykluft [12]
For nylig[ hvornår? ] Adskillige virksomheder er begyndt at udvikle trykluftkøretøjer , selvom ingen er blevet frigivet til offentligheden eller uafhængigt testet.
I 1997 indgik den mexicanske regering en aftale med det europæiske selskab MDI , som præsenterede en prototype af Taxi Zero Pollution s, om gradvist at erstatte Mexico City taxaflåde (en af de mest forurenede megabyer i verden) med "luft"-transport . [13]
Tre studerende er maskiningeniører fra San Jose State University ; Daniel Mekis, Dennis Schaaf og Andrew Mirovich har designet og bygget en cykel , der kører på trykluft. Den samlede pris for prototypen var omkring $1.000. Tophastigheden blev registreret i maj 2009 og var 23 mph. (37 km/t) [14]
Trykluftmotorcyklen blev lavet af Edwin Yi Yuan. Modellen er baseret på Suzuki GP100, hvor Angelo Di Pietro brugte trykluftteknologi [15] . Også en model fra den australske designer Dean Benstead baseret på Yamaha WR250R [16]
Som en del af tv-programmet Planet of the Mechanics forvandlede Jem Stansfield og Dick Strawbridge en almindelig scooter til en trykluftsknallert . [17] [18] .
Adskillige virksomheder beskæftiger sig med forskning og produktion af prototyper af sådanne køretøjer med planer om at lancere dem på markedet i 2016.
Motor Development Internationalfremstiller MultiCATs køretøjer, der kan bruges som busser eller lastbiler .
| Alternativt brændstof køretøjer | |
|---|---|
| brændselscelle |
|
| Muskuløst drev |
|
| solenergi |
|
| Luftmotor | |
| Elektrisk batteri og motor | |
| biobrændstof motor | |
| Brint |
|
| Andet | |
| Multibrændstof |
|
| Dokumentarfilm |
|
| se også |
|