อ่าน 6 นาที
รถยนต์อัดอากาศ
รถยนต์พลังงานอากาศอัดคือยานพาหนะที่ขับเคลื่อนด้วยถังแรงดันที่บรรจุอากาศอัดโดยอาศัยการปล่อยและการขยายตัวของอากาศภายในมอเตอร์ที่ดัดแปลงให้ใช้กับอากาศอัดรถยนต์อาจขับเคลื่อนด้วยอากาศเพ...
รถยนต์อัดอากาศ
รถยนต์พลังงานอากาศอัดคือยานพาหนะที่ขับเคลื่อนด้วยถังแรงดันที่บรรจุอากาศอัดโดยอาศัยการปล่อยและการขยายตัวของอากาศภายในมอเตอร์ที่ดัดแปลงให้ใช้กับอากาศอัดรถยนต์อาจขับเคลื่อนด้วยอากาศเพียงอย่างเดียว หรือผสมผสาน (เช่นในรถยนต์ไฮบริดไฟฟ้า) กับเชื้อเพลิงอื่นๆ เช่นน้ำมันเบนซินดีเซลหรือโรงไฟฟ้าที่มีระบบเบรกแบบสร้างพลังงานกลับคืน
รถยนต์ที่ใช้ระบบอัดอากาศทำงานโดยอาศัยกระบวนการทางเทอร์โมไดนามิกส์อากาศจะเย็นลงเมื่อขยายตัวและร้อนขึ้นเมื่อถูกอัด การสูญเสียพลังงานความร้อนในคอมเพรสเซอร์และถังเก็บอากาศจะลดค่าสัมประสิทธิ์ความจุของระบบ อัดอากาศ ลง
เทคโนโลยี
เครื่องยนต์สำหรับอากาศอัด

มีการอ้างสิทธิ์ที่น่าสงสัยหลายประการโดยมีข้อมูลที่ไม่เปิดเผย เครื่องยนต์ "di pietro" ได้รับการทดสอบบางส่วนด้วย โปรแกรม CADและการวิเคราะห์องค์ประกอบจำกัดผลลัพธ์ได้รับการเผยแพร่โดยJarosław Zwierzchowskiจากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยี Lodzในปี 2017 [ 1 ]มอเตอร์นี้เป็นมอเตอร์ใบพัดเพลาเยื้องศูนย์ที่ใช้แรงดันอากาศต่ำ
ถังอากาศอัดและความปลอดภัยจากการชน
ถังจะต้องได้รับการออกแบบตามมาตรฐานความปลอดภัยสำหรับภาชนะรับแรงดันISO 11439เป็นมาตรฐานที่คล้ายกันสำหรับถังก๊าซธรรมชาติอัด[ 2 ]
ถังเก็บอากาศที่ใช้ในรถยนต์อัดอากาศอาจเป็นแบบความดันต่ำ (9 atm) หรือความดันสูง (240+ atm) ดังนั้นจึงสามารถทำจากวัสดุผสมเช่นเทอร์โมพลาสติกและเทอร์โมพลาสติกเสริมใย[ 3 ] [ 4 ]ซึ่งอาจทำให้ถังมีราคาถูกลงได้ อาจผลิตโดยการขึ้นรูปด้วยการหมุนถังดังกล่าวอาจมีน้ำหนักเบากว่า แบตเตอรี่ ลิเธียมเหล็ก มาก และเบากว่าถังเหล็กถึง 70% ทนต่อสนิมจากอากาศ น้ำ และการควบแน่น มีอายุการใช้งานยาวนานขึ้นและต้องการการบำรุงรักษาน้อยลง
เพื่อลดน้ำหนักรถลงอีกสามารถใช้ถังความดัน เป็นส่วนประกอบโครงสร้างของ แชสซีได้ มีการพัฒนาถังความดันขั้นสูงที่ความดัน 700 บรรยากาศสำหรับรถยนต์ไฮโดรเจนการทดสอบการชน แสดงให้เห็นถึงความปลอดภัยที่ดี ถังเทอร์ โมพลาสติกเสริมใยไฟเบอร์จะแตกเฉพาะเมื่อเกิดการชนเท่านั้น ไม่แตกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อยหรือระเบิด[ 5 ]
ถังไฮโดรเจนต้องการ 'ความแข็งแรงสูง' เพื่อป้องกันการแตก และ 'ความแข็งแงสูง' เพื่อความทนทาน ความแข็งแรงต้านทานแรงภายนอก ความแข็งแงรักษารูปทรง ถังเชื้อเพลิงไฮโดรเจนที่ทำจากคาร์บอนไฟเบอร์มีน้ำหนักเบาเหมือนพลาสติก แต่มีความแข็งแรงมากกว่าเหล็กถึง 6 เท่า และมีความแข็งแงมากกว่าถึง 4 เท่า “เมื่อกระสุนเจาะถังไฮโดรเจน มันจะไม่ระเบิด แต่ไฮโดรเจนจะรั่วไหลออกมาทางรูกระสุน ในการทดสอบการชนมาตรฐาน ไม่พบไฮโดรเจนแม้แต่น้อย เพราะไม่มีการรั่วไหลออกมา” [ 5 ]
การผลิตและการจัดเก็บอากาศอัด
อากาศอัดยังสามารถผลิตได้โดยการต่อคอมเพรสเซอร์อากาศหรือปั๊มไฮดรอลิกเข้ากับกังหันลม[ 6 ] [ 7 ] หรือโดยการใช้กังหัน น้ำพลังน้ำจากแม่น้ำ น้ำขึ้นน้ำลง หรือคลื่นทั้งหมดนี้แปลงพลังงานกลเป็นพลังงานลมโดยตรง การกำจัดไฟฟ้าออกจากวงจรทำให้ประสิทธิภาพโดยรวมสูงขึ้น นอกจากนี้ยังสามารถใช้พลังงานแสงอาทิตย์ความร้อนร่วมกับตัวรวมแสงอาทิตย์ แบบพาราโบลาหรือ เลนส์เฟรสเนล เพื่อขับเคลื่อนเครื่องยนต์สเตอร์ลิง ความร้อน ได้ ซึ่งสามารถขับเคลื่อนคอมเพรสเซอร์หรือปั๊มได้ เครื่องยนต์สเตอร์ลิงพลังงานแสงอาทิตย์มีประสิทธิภาพมากกว่าเครื่องยนต์ไอน้ำพลังงานแสงอาทิตย์หรือโฟโตโวลตาอิก
การปล่อยมลพิษ
รถยนต์ที่ใช้พลังงานจากอากาศอัดนั้นปราศจากมลพิษ และไม่จำเป็นต้องเชื่อมต่อกับระบบไฟฟ้ากังหันลมหรือแหล่งพลังงานหมุนเวียน อื่นๆ สามารถขับเคลื่อน คอมเพรสเซอร์อากาศหรือปั๊มไฮดรอลิก ได้โดยตรง รถยนต์ที่ใช้พลังงานจากอากาศอัดไม่พึ่งพาสถานีบริการน้ำมันหรือระบบไฟฟ้าแม้ว่าโครงสร้างพื้นฐานส่วนกลางอาจไม่จำเป็น แต่ก็เป็นทางเลือกหนึ่ง ถังเก็บอากาศสามารถขนส่งโดยตรง หรือใช้ท่อส่งก็ได้ โดยปกติแล้วอากาศอัดจะถูกกรองเพื่อป้องกันเครื่องจักรคอมเพรสเซอร์ ดังนั้นอากาศที่ปล่อยออกมาจึงมีฝุ่นละอองน้อยมาก อาจมีสารหล่อลื่นบางส่วนถูกปล่อยออกมาจากบางระบบ แต่การพัฒนาในอนาคตอาจช่วยลดปริมาณนี้ได้ด้วยคอมเพรสเซอร์และอินเตอร์คูลเลอร์แบบไร้น้ำมัน
การใช้ทรัพยากร
ถังแรงดัน และชิ้นส่วนนิวแมติกที่ทำจากวัสดุ ผสมอาจทำให้รถยนต์ที่ใช้พลังงานลมอัดกลายเป็นอุตสาหกรรมหมุนเวียนได้วัสดุที่ใช้จะต้องเป็นวัสดุชีวภาพหรือ วัสดุ รีไซเคิลเนื่องจากไม่ใช้พลังงานไฟฟ้า จึงไม่จำเป็นต้องใช้โลหะ เช่น ทองแดง เหล็กในแม่เหล็ก เป็นต้น
ข้อดี
สามารถแปลงพลังงานกลเป็นพลังงานลมหรือพลังงานไฮดรอลิกได้เพียงครั้งเดียว[ 7 ]ดังนั้น อากาศอัดจึงมีประสิทธิภาพพลังงาน สูง เมื่อใช้พลังงานหมุนเวียน เชิงกล เช่น กังหันลมหรือพลังงานน้ำ การแปลง พลังงานความร้อนเป็น พลังงาน กลเป็นไปได้ แต่มีประสิทธิภาพน้อยกว่าเนื่องจากความไม่ eficiente ของการแปลงของคาร์โนต์ การเก็บความร้อนจากแหล่งพลังงานแสงอาทิตย์หมุนเวียนก็เป็นไปได้เช่นกันโดยใช้วัสดุเปลี่ยนสถานะ เช่นเกลือ หลอมเหลว
ประสิทธิภาพการใช้พลังงานของรถต้นแบบไอโซเทอร์มอลปี 2020 อยู่ที่ 59.4% ของรถยนต์ลิเธียมไอออน[ 8 ] [ 9 ]
เทคโนโลยีอากาศอัดสามารถปรับตัวเข้ากับพลังงานหมุนเวียนและอาจรวมถึงเศรษฐกิจหมุนเวียนได้หากสามารถใช้วัสดุชีวภาพ หรือวัสดุรีไซเคิลได้ ดังนั้นจึงมีความยั่งยืนมากกว่า รถยนต์ไฟฟ้า ตัวอย่างเช่น มีการใช้โลหะน้อยลง หรือสารเคมีใน แบตเตอรี่ที่เป็นพิษน้อยลงการผลิตและการควบคุมระบบไฟฟ้าแบบรวมศูนย์อาจมีความจำเป็นน้อยลง
ประสิทธิภาพยังได้รับความช่วยเหลือจากน้ำหนักที่เบาของภาชนะรับแรงดันคอม โพสิต เมื่อเทียบกับถังเหล็กหรือแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน [ 4 ] น้ำหนักอาจลดลงได้อีกหากถังรองรับตัวถังรถยนต์ เครื่องยนต์ลมยังมีน้ำหนักน้อยกว่าเครื่องยนต์ไฟฟ้าอีกด้วย
การเติมเชื้อเพลิงสามารถทำได้ในหลายพื้นที่โดยใช้เพียงพลังงานลมพลังงานแสงอาทิตย์หรือพลังงานน้ำเพื่อขับเคลื่อนเครื่องอัดอากาศปั๊มไฮดรอลิกหรือเครื่องยนต์สเตอร์ลิง
พลังงานลมมีประสิทธิภาพร่วมกัน เนื่องจากเหมาะอย่างยิ่งกับระบบเมคาทรอนิกส์ ในรถยนต์ ระบบรถยนต์หลายระบบสามารถขับเคลื่อนได้ด้วยมอเตอร์ลมขนาดเล็ก ตัวอย่างเช่นระบบกันสะเทือนลมแบบแอคทีฟ ระบบบังคับเลี้ยวลม หรือโช้คอัพลม[ 10 ] การขยายตัวของอากาศอัดทำให้เกิดอุณหภูมิที่เย็น และสามารถให้ การปรับอากาศหรือควบคุมสภาพอากาศ ได้โดยตรง
ระบบการกู้คืนพลังงาน ที่มี ระบบกันสะเทือนแบบสร้างพลังงานกลับคืนและระบบเบรกแบบสร้างพลังงานกลับคืนจะผลิตอากาศอัดแรงดันต่ำ ซึ่งสามารถเก็บไว้ในถังแรงดันได้
เครื่องยนต์ไร้ลูกสูบที่ใช้ลมอัดนั้นเงียบมาก[ 11 ]
ไม่มีความเสี่ยงต่อการเกิดไฟไหม้หลังเกิดอุบัติเหตุ ซึ่งแตกต่างจากระบบที่ใช้เชื้อเพลิงในการเผาไหม้หรือแบตเตอรี่กำลังสูง
เครื่องยนต์ที่ใช้แรงดันอากาศช่วยลดต้นทุนการผลิตรถยนต์ เนื่องจากไม่จำเป็นต้องสร้างระบบระบายความร้อน หัวเทียน มอเตอร์สตาร์ท หรือท่อไอเสีย
อัตราการคายประจุเองนั้นต่ำมากเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ ยานพาหนะที่ใช้เชื้อเพลิงและระบบอัดอากาศอาจจอดทิ้งไว้โดยไม่ได้ใช้งานได้นานกว่ารถยนต์ไฟฟ้า
พวกมันช่วยลดหรือกำจัดสารเคมีอันตราย เช่น น้ำมันเบนซิน กรดแบตเตอรี่ และโลหะที่เกี่ยวข้อง เช่น ตะกั่ว
รถยนต์ที่ใช้ระบบอัดอากาศมีความปลอดภัยกว่าในหลายสถานการณ์:
- บรรยากาศการทำงานที่อาจก่อให้เกิดการระเบิดได้
- พื้นที่ไฟป่า
- บริเวณใกล้เคียงสนามแม่เหล็กแรงสูง
- เขตปลอดเสียงรบกวนทางวิทยุ
ข้อเสีย
อากาศอัด มี ความหนาแน่นพลังงานต่ำกว่าไนโตรเจนเหลวหรือไฮโดรเจนเหลว
ในขณะที่แบตเตอรี่สามารถรักษาระดับแรงดันไฟฟ้าไว้ได้ในระดับหนึ่งตลอดการใช้งาน และถังเชื้อเพลิงเคมีให้กำลังไฟฟ้าเท่ากันตั้งแต่ลิตรแรกจนถึงลิตรสุดท้าย แต่ความดันในถังอากาศอัดจะลดลงเมื่ออากาศถูกดึงออกไป มีวิธีการทางกล (เช่นระบบส่งกำลังแบบแปรผันต่อเนื่องหรือมอเตอร์เสริม) ที่สามารถลดผลกระทบนี้ได้ แต่ก็ทำให้มีค่าใช้จ่ายเพิ่มขึ้น
นักพัฒนาและผู้ผลิต
บริษัทต่างๆ กำลังลงทุนในการวิจัย พัฒนา และใช้งานรถยนต์อัดอากาศ รถยนต์ MDI Air Car เปิดตัวสู่สาธารณะในแอฟริกาใต้ในปี 2545 [ 12 ]มีการคาดการณ์ว่าจะเริ่มผลิต "ภายในหกเดือน" ในเดือนมกราคม 2547 [ 13 ]ณ ปี 2565 ยังไม่มีการผลิต
เอ็มดีไอ
MDIได้เสนอยานพาหนะหลากหลายประเภท ได้แก่AIRPod , OneFlowAir, CityFlowAir, MiniFlowAir และ MultiFlowAir [ 14 ]หนึ่งในนวัตกรรมหลักของบริษัทนี้คือการนำ "ห้องแอคทีฟ" มาใช้ ซึ่งเป็นช่องที่ให้ความร้อนแก่อากาศ (โดยใช้เชื้อเพลิง) เพื่อเพิ่มพลังงานเป็นสองเท่า[ 15 ] 'นวัตกรรม' นี้ถูกนำมาใช้ครั้งแรกในตอร์ปิโดในปี พ.ศ. 2447
บริษัท ทาทา มอเตอร์ส
ณ เดือนมกราคม พ.ศ. 2552 Tata Motorsของอินเดียได้วางแผนที่จะเปิดตัวรถยนต์ที่มีเครื่องยนต์ MDI อัดอากาศในปี พ.ศ. 2554 [ 16 ] [ 17 ]ในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2552 รองประธานฝ่ายระบบวิศวกรรมของ Tata ยืนยันว่าระยะทางที่จำกัดและอุณหภูมิเครื่องยนต์ต่ำทำให้เกิดปัญหา
Tata Motors ประกาศในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2555 [ 18 ]ว่าพวกเขาได้ประเมินการออกแบบผ่านเฟส 1 ซึ่งเป็น "การพิสูจน์แนวคิดทางเทคนิค" และกำลังดำเนินการผลิตเต็มรูปแบบสำหรับตลาดอินเดีย Tata ย้ายไปเฟส 2 "การพัฒนาเครื่องยนต์อัดอากาศอย่างละเอียดให้เสร็จสมบูรณ์เพื่อการใช้งานเฉพาะในยานพาหนะและแบบอยู่กับที่" [ 19 ]
ในเดือนกุมภาพันธ์ 2017 ดร. ทิม เลเวอร์ตัน ประธานและหัวหน้าฝ่ายวิศวกรรมขั้นสูงและผลิตภัณฑ์ของทาทา เปิดเผยว่าโครงการนี้ "กำลังเริ่มต้นการผลิตเชิงอุตสาหกรรม" โดยรถยนต์คันแรกจะพร้อมใช้งานภายในปี 2020 [ 20 ] รายงานอื่นๆ ระบุว่าทาทากำลังฟื้นฟูแผนสำหรับรุ่นTata Nano ที่ใช้ระบบอัดอากาศ [ 21 ] ซึ่งก่อนหน้านี้เคยอยู่ระหว่างการพิจารณาใน ฐานะส่วนหนึ่งของความร่วมมือกับ MDI [ 22 ]
บริษัท เอ็นจิเนียร์แอร์ จำกัด
Engineair เป็นบริษัทสัญชาติออสเตรเลีย บริษัทนี้ผลิตต้นแบบยานพาหนะขนาดเล็กโดยใช้เครื่องยนต์อากาศแบบหมุนที่ออกแบบโดยAngelo Di Pietroบริษัทกำลังมองหาพันธมิตรทางการค้าเพื่อนำเครื่องยนต์ของตนไปใช้[ 23 ]
เปอโยต์/ซิโตรเอ็น
Peugeot และ Citroën ประกาศว่าพวกเขามีความตั้งใจที่จะสร้างรถยนต์ที่ใช้ลมอัดเป็นแหล่งพลังงาน อย่างไรก็ตาม รถยนต์คันนี้ใช้ระบบไฮบริด โดยเครื่องยนต์เบนซินจะขับเคลื่อนรถให้วิ่งได้มากกว่า 70 กม./ชม. หรือจนกว่าถังลมอัดจะหมด[ 24 ] [ 25 ]
ในเดือนมกราคม พ.ศ. 2558 มีข่าวที่น่าผิดหวังจากฝรั่งเศส: PSA Peugeot Citroën ได้เลื่อนการพัฒนาระบบขับเคลื่อน Hybrid Air ที่ดูมีแนวโน้มดีออกไปอย่างไม่มีกำหนด เห็นได้ชัดว่าเป็นเพราะบริษัทไม่สามารถหาพันธมิตรในการพัฒนาที่เต็มใจแบ่งปันค่าใช้จ่ายมหาศาลในการออกแบบระบบได้ ค่าใช้จ่ายในการพัฒนานั้นคาดว่าจะสูงถึง 500 ล้านยูโร ปริมาณการผลิตจะต้องมากกว่า 500,000 คันต่อปีจึงจะสามารถชดเชยค่าใช้จ่ายเหล่านี้ได้[ 26 ]หัวหน้าโครงการได้ออกจาก Peugeot ในปี พ.ศ. 2557 [ 27 ]
เอพียูคิว
APUQ (Association de Promotion des Usages de la Quasiturbine) ได้สร้าง APUQ Air Car ซึ่งเป็นรถยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วย Quasiturbine [ 28 ]
เอฟริน
ในปี 2020 ดร. Reza Alizade Evrin จากมหาวิทยาลัย Ontario Techได้พัฒนารถยนต์อัดอากาศแบบไอโซเทอร์มอล[ 8 ] [ 9 ]ต้นแบบนี้ใช้ ถังอากาศ แรงดันต่ำและการนำอากาศเสียกลับมาใช้ใหม่เพื่อขับเคลื่อนระบบแลกเปลี่ยนความร้อน พาราฟิน ประสิทธิภาพการใช้พลังงานสูงถึง 74% ซึ่งสูงถึง 90% ของประสิทธิภาพของรถยนต์ไฟฟ้าลิเธียมไอออน มีระยะการขับขี่ 140 กม. (86 ไมล์) ประสิทธิภาพและระยะทางอาจเพิ่มขึ้นได้ด้วยการปรับปรุงในทางปฏิบัติหลายประการ ตัวอย่างเช่น การรวมถังเก็บเข้ากับตัวถังรถ ถังแรงดันสูงขึ้น เครื่องยนต์โรตารี่แบบใหม่ และเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น นอกจากนี้ น้ำหนักและต้นทุนของถังและชิ้นส่วนนิวแมติกอาจลดลงได้โดยการใช้เทอร์โมพลาสติกที่รีไซเคิลได้และผลิต จากวัสดุชีวภาพ
ดูเพิ่มเติม
- เครื่องยนต์อากาศ
- สถานีชาร์จ
- การเก็บพลังงานอากาศอัด
- แบตเตอรี่อัดอากาศ
- ยานพาหนะที่ใช้ระบบอัดอากาศ
- การเปลี่ยนเครื่องยนต์
- ปลั๊กอินไฮบริด
- ระบบนิวแมติกส์
ลิงก์ภายนอก
- แฟร์ลีย์, ปีเตอร์ (พฤศจิกายน 2009). "การลดลมในรถยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยอากาศ" . IEEE Spectrum . เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 2018-05-05 . สืบค้นเมื่อ2009-11-23 .
- "กลุ่ม Scuderi จะนำเสนอผลการศึกษาเบื้องต้นเกี่ยวกับระบบไฮบริดอากาศ และความคืบหน้าการทดสอบต้นแบบเครื่องยนต์ Scuderi ในงานแสดงรถยนต์วอชิงตัน" Green Car Congress BioAge Group 16 มกราคม 2010
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ รถยนต์อัดอากาศ
รถยนต์พลังงานอากาศอัดคือยานพาหนะที่ขับเคลื่อนด้วยถังแรงดันที่บรรจุอากาศอัดโดยอาศัยการปล่อยและการขยายตัวของอากาศภายในมอเตอร์ที่ดัดแปลงให้ใช้กับอากาศอัดรถยนต์อาจขับเคลื่อนด้วยอากาศเพ...
เครื่องยนต์สำหรับอากาศอัด
มีการอ้างสิทธิ์ที่น่าสงสัยหลายประการโดยมีข้อมูลที่ไม่เปิดเผย เครื่องยนต์ "di pietro" ได้รับการทดสอบบางส่วนด้วย โปรแกรม CAD และ การวิเคราะห์องค์ประกอบจำกัด ผลลัพธ์ได้รับการเผยแพร่โดย Jarosław Zwierzchowski จาก มหาวิทยาลัยเทคโนโลยี Lodz ในปี 2017 [ 1 ]...
ถังอากาศอัดและความปลอดภัยจากการชน
ถังจะต้องได้รับการออกแบบตามมาตรฐานความปลอดภัยสำหรับภาชนะ รับแรงดัน ISO 11439 เป็นมาตรฐานที่คล้ายกันสำหรับถังก๊าซธรรมชาติอัด [ 2 ]
การผลิตและการจัดเก็บอากาศอัด
อากาศอัดยังสามารถผลิตได้โดยการต่อ คอมเพรสเซอร์อากาศ หรือ ปั๊มไฮดรอลิก เข้ากับกังหันลม [ 6 ] [ 7 ] หรือโดยการใช้กังหัน น้ำพลังน้ำ จากแม่น้ำ น้ำขึ้นน้ำลง หรือคลื่นทั้งหมดนี้แปลงพลังงานกลเป็นพลังงานลมโดยตรง การกำจัดไฟฟ้าออกจากวงจรทำให้ประสิทธิภาพโดยรวมสูงขึ้น...