Samochód na powietrze

darmowaenergia.eko.org.pl tramwaj

Jak się okazuje, pomysł zasilania silnika tłokowego zwykłym powietrzem z butli nie jest wcale nowy. Rozwiązanie takie wieścił już wielki wizjoner Juliusz Verne, według którego w Paryżu XXI w. miałby istnieć system transportu oparty właśnie na takim „paliwie”. Jego przewidywania spełniły się zresztą dużo szybciej niż sam przypuszczał, ponieważ około roku 1870., właśnie we Francji (w Nantes i Paryżu) zaczęły regularnie kursować tramwaje z napędem powietrznym, skonstruowane, nota bene, przez polskiego inżyniera, Ludwika Mękarskiego. Jego osiągnięcia znalazły naśladownictwo za Atlantykiem - w Nowym Jorku Robert Hardy zbudował kolejne tramwaje oparte na założeniach Polaka, a firma HK Port Company budowała lokomotywy pneumatyczne, z powodzeniem używane w kopalniach o dużym zagrożeniu wybuchu metanu (nie wytwarzały ciepła ani nie powodowały iskrzenia). Wraz z rozwojem i udoskonaleniem silników elektrycznych i spalinowych, dalsze prace jednak zarzucono i rozwiązanie trafiło na półkę, gdzie leżało od lat 30. ubiegłego wieku aż do dziś.

greencar.com mini Cat

greencar.com Negre i jego silnik

Kiedy Guy Negre, były inżynier Formuły 1, postanowił rozwinąć zapomnianą ideę i przedstawił światu samochody wyposażone w nową generację silnika na sprężone powietrze atmosferyczne, uznano jego pomysły za ciekawe, ale pozbawione przyszłości wytwory ekscentrycznego umysłu. Okazuje się tymczasem, że firma MDI, na zlecenie której Francuz opracował swoje projekty, może wkrótce zacząć zbijać poważny kapitał na sprzedaży licencji do produkcji „oddychającej” jednostki napędowej.

Wyjaśnijmy jednak najpierw zasadę jej działania. Zbudowany przez Negre’a silnik ma dwa cylindry, jednak inaczej niż w konwencjonalnych motorach spalinowych, każdy z nich ma inną wielkość tłoka i odmienną konstrukcję korbowodu. Ten ostatni jest w dużym tłoku podzielony na dwie części, połączone swoistym „zawiasem” i wykonujące w cyklu swojej pracy ruch wychylny. Ma to na celu zatrzymanie tłoka w najwyższej pozycji przez czas potrzebny na wykonanie przez wał korbowy obrotu o 70°, dla lepszego sprężenia wtłaczanego powietrza. Poza tym powietrze z poprzedniego cyklu nie zostaje całkowicie usunięte, prowadząc do ogrzania nowej dawki i zwiększenia efektywności pracy. Tłok w małym cylindrze pracuje w sposób tradycyjny, zapewniając napęd w okresie bezczynności większego „kolegi”, poruszającego się szybciej w górę niż w dół. Praktyczne działanie tego systemu ilustrują załączone schematy i animacje. Ponieważ jedyne ciepło emitowane przez silnik pochodzi z tarcia, możliwe było użycie do jego budowy prawie wyłącznie aluminium.

greencar.com schemat silnika

Prototypy MDI nie oszałamiają osiągami - rozpędzają się do ok. 110 km/h, a ich zasięg wynosi 200 km, w warunkach jazdy po płaskiej drodze. Weźmy jednak pod uwagę, że to dopiero pierwsze próby, a silniki można rozbudowywać, tworząc wersje 4-, a nawet 6-cylindrowe. Pewnym ograniczeniem może być na razie pojemność zbiorników ze sprężonym powietrzem.

Masa własna to tylko 750 kg, czyli tyle, ile ważył mały samochód w latach 80., a dodajmy, że powietrzne samochody mogą zabierać nawet 6 osób. Tak dobry wynik osiągnięto m. in. dzięki butlom. Zostały umieszczone wzdłużnie pod podłogą, a wykonano je z kompozytów dla zmniejszenia wagi całego auta. „Paliwo” przechowuje się pod ciśnieniem 300 barów, a więc 1,5 raza tyle, co w przypadku CNG. Napełnienie następuje w kilka minut przy użyciu specjalnej pompy wysokociśnieniowej, można też skorzystać z domowego lub pokładowego kompresora, co jednak zajmuje do czterech godzin. Co najciekawsze, tym pokładowym kompresorem jest sam silnik - napędzany przez motor elektryczny pracuje w odwrotnym kierunku, spełniając rolę sprężarki.

greencar.com Tata Nano

Zainteresowanie tą ciekawą technologią wykazała np. indyjska firma Tata, która w oczach wyrasta na coraz bardziej liczącego się gracza przy motoryzacyjnym stole, o czym świadczy chociażby niedawny zakup od Forda marek Jaguar i Land Rover. Wprawdzie Tata również stanowi dziś obiekt kpin, a to za sprawą swojego supertaniego mikrosamochodu o nazwie Nano, ale ambicje ma bardzo poważne. Nano, które ma kosztować ekwiwalent 2500$ i być najtańszym nowym samochodem świata, bierze na celownik najpopularniejszy środek transportu w Indiach - motocykle i skutery, oferując 4 koła, tyleż miejsc i dach nad głową. Producent wydaje się skuszony wizją połączenia tych zalet z możliwościami, jakie daje silnik pneumatyczny. Niewykluczone także, że Hindusi, zamiast montować silniki MDI we własnej konstrukcji autach, wykorzystają kompletne modele autorów projektu i wypuszczą je na rynek pod własną marką.

greencar.com szkic samochodu ZPM

Ciekawskim okiem na nowatorskie przedsięwzięcie patrzą także Amerykanie. Firma ZPM (Zero Pollution Motors) również postanowiła wykupić prawa do produkcji patentów MDI i stawia sobie wymagający cel - do roku 2010. wprowadzić do sprzedaży gotowe samochody w cenie 18000$. Jeden zaś z gigantów tamtejszego przemysłu, Ford, z udziałem naukowców UCLA (University of California, Los Angeles) pracuje nad tzw. „powietrzną hybrydą”, czyli autem, które wykorzystuje silnik zwalniającego samochodu jako pompę sprężającą. Odzyskana energia jest następnie pochłaniana podczas ponownego wprawiania auta w ruch poprzez siłowniki elektrohydrauliczne.

Wygląda na to, że przyszłość niesie ze sobą ogromną różnorodność w dziedzinie rodzajów napędu pojazdów. Już teraz obserwujemy jednoczesny rozwój technologii opartych na LPG, sprężonym i ciekłym gazie ziemnym, biometanie, bioetanolu, wodorze, elektryczności, a teraz nawet na sprężonym powietrzu. Niewykluczone, że rozwiązanie najwydajniejsze wyprze z czasem pozostałe, jednak cieszy inwencja inżynierów, zdająca się nie mieć końca i nie znająca ograniczeń. Obyśmy tylko zdążyli zastąpić tradycyjny silnik benzynowy, nim stopią się lodowce.