30.1.2013 Budeme jazdiť na vzduch? Niektorí už jazdia.

Po správach, že Európska únia nám plánuje vnútiť výstavbu 8 miliónov nabíjacích staníc máme pocit, že cigaretová lobby sa zmenila na elektrickú. Pritom stále nie je jasné, či cesta vedie práve týmto, elektrickým smerom. Sú aj iné alternatívy, minimálne hodné zváženia.

Napríklad nový údajne revolučný slovenský adiabatický motor. Nielen on by ale mohol mať perspektívu v budúcnosti. Čo tak pohon na vzduch? Blbosť, poviete si. Napriek tomu nejde vôbec o tak scestný nápad, a mali sme ho stále pred očami. Spaľovací motor je teoreticky možné prerobiť na vzduch (i keď to zrejme cesta nie je). Poďme sa ale pozrieť na jeden zaujímavý alternatívny pohon.

Pohon na stlačený vzduch sa používa už roky napríklad na pohon náradia v servisoch. Už dávno (takmer 100 rokov) existujú dokonca aj lokomotívy na stlačený vzduch (napríklad na vozenie baníkov alebo na prevoz uhlia). Okrem iného takýto pohon znižuje riziko explózie na báze horenia. Objavili sa aj automobilové štúdie, napríklad Honda Air z roku 2010.

Priame emisie takto poháňaných vozidiel sú nulové. Kde vznikajú emisie je pri vytváraní energie potrebnej na vytvorenie tlaku v nádrži. Tam kde prevažujú uhoľné elektrárne sú teda takéto vozidlá menej ekologické ako pri jadrových. Na natlakovanie môžu byť použité aj obnoviteľné zdroje, kedy môže byť celý proces od výroby energie na pohon až po pohon prakticky bez emisií. Teoreticky...

 Konverzia spaľovacieho motora

Prerobenie klasického spaľovacieho motora na vzduch je relatívne jednoduché. Vyberiete sviečku, zapojíte bombu so vzduchom, prepojíte niekoľko trubiek a teoreticky máte primitívny vzduchový pohon. Dokonca existuje aj patent na prerobenie spaľovacieho V8 motora. Tým pádom zostane čiastočne zachovaná aj cenná zvuková kulisa.

Približne pred 5 rokmi sa ale objavili prvé zmienky o dvoch nádejných a perspektívne prakticky použiteľných technológiách od MDI a EngineAir. Odvtedy vývoj pokračoval...

EngineAir

Za touto austrálskou firmou stojí Angelo Di Pietro. Rodený talian kedysi pracujúci na vývoji rotačných motorov (wankel) pre Mercedes-Benz.

Na prelome tisícročí prišiel s vlastnou obdobou rotačného motora poháňaného vzduchom. Na jeho roztočenie (prekonanie trenia) stačí tlak 6,9 kPa. Motor je menší ako drvivá väčšina spaľovacích motorov a má extrémne nízke vlastné trenie. Maximálny krútiaci moment je u takéhoto motora dostupný podľa Di Pietra už od 0 otáčok. Motor dosahuje údajne efektivitu až 94,5 %. Rovnako je možné podľa tvorcu veľmi dobre regulovať krútiaci moment a výkon motora.

Doteraz sa Di Pietrov motor ocitol v niekoľkých vozidlách, vrátane malého auta. Jedným z najzaujímavejších je motorka O2 Pursuit, ktorá vďaka prestavbe na tento motor dokáže jazdiť rýchlosťou až 140 km/h.

Výhodou oproti nižšie uvedenému motoru je, že spotrebuje 10 krát menej energie a je 7 krát menší. Bohužiaľ zatiaľ nemá podporu veľkej automobilky. To sa ale môže zmeniť (vysvetlenie vo videu pod článkom).

Ich motor tiež využíva piesty. Je ale poháňaný vzduchom pod tlakom a dokáže vytvárať 4 až 75 konských síl. Na veľké vzdialenosti bol vytvorený aj hybridný systém so spaľovaním.

Jedným z veľkých problémov boli nádrže so vzduchom s tlakom 30 MPa (pre porovnanie v pneumatike auta máte približne 220 kPa čo je vyše 136 krát viac). Pri použití klasickej kovovej nádrže by mohlo pri poškodení dôjsť k roztrhnutiu na malé nebezpečné (a hlavne ostré a lietajúce) kúsky. Nádrže u vozov MDI sú vytvorené z uhlíkových vlákien a dokážu odolať aj streľbe zo zbraní s malým kalibrom. Pri poškodení vzduch jednoducho unikne, bez extrémnych deštruktívnych následkov ako pri kovovej bombe.

"Natankovať" nádrž je možné buď vďaka systému priemyselného kompresoru a natlakovaných nádrží približne za 3 minúty. Druhou možnosťou je vytvorenie tlaku doma, kompresorom k autu. Takéto plnenie trvá približne 4 hodiny malo by vás vyjsť menej ako 2 eurá. Získate tak dojazd asi 200 kilometrov. Maximálna rýchlosť takéhoto vzduchového vozidla je približne 110 km/h. Pri kombinácií s hybridným spaľovacím motorom má vozidlo dojazd až 1000 km.

Peugeot, Citroen a vzduchový hybrid

Najnovšie nás len pred pár dňami z čista jasna prekvapil koncern PSA, ktorý veľmi hmlisto predstavil svoju hybridnú vzduchovú technológiu. Či pôjde o Di Pietrov alebo iný spomínaný motor sa nám zistiť nepodarilo. Určite sme zvedaví na výsledok. Ide zatiaľ o prvého výrobcu automobilov, ktorý sa pokúsi priniesť takúto inováciu do reálnej produkcie klasických áut. Či ide len o chytanie sa slamky, uvidíme neskôr.

Záver

Čo teda vieme o pohone na vzduch? Ako všetko, má svoje výhody aj nevýhody.

Výhody:

- nulové emisie samotného pohonu
- relatívne jednoduché prispôsobenie čerpacích staníc
- tankovanie možné aj doma
- nízka hmotnosť motora
- vysoká efektivita
- zníženie nákladov na výrobu
- energia sa nestráca státím (resp. oveľa menej) ako napríklad u batérií
- expanzia stlačeného vzduchu znižuje teplotu a môže byť použitá ako klimatizácia
- absencia nebezpečných tekutín a látok
- možnosť regenerácie energie pri brzdení

Nevýhody:

- kúrenie musí byť riešené separátne
- je nutné vyriešiť výmenu tepla (zahrievanie) pri expanzií plynu
- vzduch musí byť suchý, inak začne vlhkosť v motore mrznúť
- pri plnení nádrže teplota vzduchu stúpa a ak nie je chladený, klesne kapacita
- plnenie dosahuje v lepšom prípade efektivitu 65 percent
- celková efektivita od získania energie po samotný pohon je napriek veľmi vysokej účinnosti premeny tlaku na kinetickú energiu len približne 7 percent

Hybridná vzduchová technológia ale môže byť relatívne lacná a efektívna. Zorientovať sa v záplave "svet zachraňujúcich technológií" nie je ľahké. Všetko ukáže až čas.