211service.com
Air Car förbereder sig för marknaden
En franskdesignad bil som drivs av tryckluft och har hastigheter på mer än 60 miles per timme förväntas gå i kommersiell produktion redan i sommar, även om skeptiker till tekniken inte håller andan.
Flygbil: MDI säger att dess MiniCat tryckluftsbil (ovan) kan nå hastigheter på upp till 100 miles per timme och har en räckvidd på upp till 125 miles.
Att använda tryckluft, hävdar de, kan innebära noll avgasutsläpp, men det är osannolikt att det ger tillräckligt med räckvidd eller hastighet för att tilltala massorna, särskilt i Nordamerika. Tryckluft innehåller inte mycket energi – det är dödsfallet, säger Larry Rinek, senior forskningsanalytiker för fordonsteknik på konsultföretag Frost & Sullivan . Detta är mer ett trevligt garageprojekt för en Populär vetenskap abonnent.
Men drömmen lever vidare. Motor Development International (MDI), baserad nära Nice, Frankrike, har utvecklat flera prototyper av sin Compressed Air Technology (CAT) bil sedan dess första motor skapades för 14 år sedan. Nu räknar företagets grundare Guy Negre, en flygingenjör som utvecklade en högpresterande racingmotor för Formel 1 i slutet av 1980-talet med Indiens största biltillverkare, Tata Motors , för att föra sin mycket efterlängtade Air Car till marknaden senare i år.
Air Car var tänkt att komma ut på gatorna för flera år sedan, men släppet verkar alltid precis runt hörnet. MDI meddelade 2002 att bilarna skulle användas för att ersätta taxibilar i Mexico City, men ingenting blev resultatet.
Tatas inblandning den här gången, i kombination med att oljan nyligen nådde 100 dollar per fat, kan förändra spelet. Indiens största biltillverkare tillkännagav i februari förra året att de hade träffat ett avtal med MDI för att vidareutveckla och förfina Negres tryckluftsmotorteknologi, med avsikten att producera och sälja de utsläppsfria bilarna i Indien. Det har sedan dess rapporterats att Tata investerade nästan 30 miljoner dollar i MDI som en del av avtalet.
Den senaste tillverkningspressen är ett svar på det kontrakt som MDI tecknade med Tata, bekräftade Kevin Haydon, talesman för Zero Pollution Motors, baserad i New Paltz, NY. Han berättar att företaget planerar att tillverka CAT-fordon i delar av USA runt 2010, genom en licens med MDI.
Zero Pollution har till och med kommit in i bilen i multicity Automotive X Prize tävling, där under 2009 mer än 30 lag – inklusive elbilstillverkare Tesla Motors , Phoenix Motorcars , och Malcolm Bricklins Visionära fordon – kommer att konkurrera om bränsleeffektiviteten i sina fordonskonstruktioner.
Air Car kan klara sig bättre än bränslecellsbilar, men experter säger att att använda elnät för att ladda ett batteridrivet elfordon är mycket effektivare än att använda el för att komprimera och lagra samma mängd energi i en tank. Huvudproblemet är att luften blir varm när du komprimerar den, så mycket av energitillförseln går till att höja temperaturen i luften när du försöker höja trycket, förklarar Doug Nelson , professor i maskinteknik och expert på avancerade fordonssystem vid Virginia Polytechnic Institute.
Enligt sin webbplats insisterar MDI på att dess luftmotor, jämfört med de vanligaste bilarna på vägen – de som drivs av bensin – är mycket överlägsen när det gäller energianvändning och termodynamik.
Kärnan i alla CAT-modeller är en fyrkolvsmotor som drivs av tryckluft som lagras i tankar med 4 500 pund per kvadrattum. De lätta tankarna, en termoplastbehållare omgiven av ett kolfiberskal, är tillverkade av Airbus Industries och rymmer nästan 3 200 kubikfot luft.
För att driva fordonet sprutas komprimerad luft från tankarna in i en liten kammare, där den expanderar och kyls. Denna expansion driver ett nedåtgående slag av kolven. Men när den omgivande temperaturen börjar värma upp luften i den första kammaren, tvingas den luften in i en andra angränsande kammare, där den expanderar igen för att driva ett uppåtgående slag. Att använda omgivningsvärme hjälper till att fånga upp mer av energin i den komprimerade luften, vilket i slutändan förbättrar effektiviteten och utökar utbudet av MDI:s Air Car. Och jämfört med fyrtaktsförbränningsmotorer, där hälften av slagen går till spillo för att dra in luft och bränsle i kammaren, utnyttjar luftmotorn varje slag.
Ulf Bossel, en maskiningenjör konsult i Schweiz och arrangör av European Fuel Cell Forum, är försiktigt optimistisk. Jag tror att det ligger något i det, säger Bossel, en av få som har gjort en omfattande analys av MDI:s tillvägagångssätt. Även om en av MDI:s tryckluftstankar skulle bära energiekvivalenten med bara en gallon bensin, är användningen av den luften i motorn 90 procent effektiv.
Energibalansen skulle förbättras avsevärt, menar han, om de tryckluftssystem som finns på bensinstationer eller i bilägarnas garage utformades så att eventuell spillvärme under kompressionen kunde fångas upp och användas för att producera t.ex. varmvatten. Om kompressorerna kunde interagera med nätet och programmeras för att endast komprimera och lagra luft under lågtrafik, eller när sol- och vindenergi är i större tillgång, skulle utsläppsprofilen för Air Car också förbättras.
Om du använder ren el är det ett absolut rent system, säger Bossel och tillägger att tryckluftssystem, trots att de är mindre effektiva än batteridrivna bilar, har fördelen av att vara enkla, billigare att tillverka och obegränsade av de nedbrytningsproblem som är förknippade med med nuvarande batterisystem. Ändå finns det en del termodynamiska knep man måste göra, säger han.
För att öka fordonets räckvidd kommer MDI också ut med ett valfritt dubbellägessystem som gör att bilen kan köras på fossila eller biobränslen – antingen när hastigheten överstiger 35 miles per timme eller när tryckluftstanken är tomma. I bränsleläge fyller bilens moto-generator tanken med tryckluft när fordonet rör sig.
MDI säger att i enbart luft, nollutsläppsläge i stadsmiljöer har bilen en räckvidd på upp till 125 miles, men den sjunker till cirka 50 miles när den körs i högre hastigheter upp till 60 miles per timme. En full laddning av luft, inklusive elektriciteten som används för att komprimera den, förväntas kosta mindre än $3. I dubbellägesversionen, med hjälp av bränsle, kan hastigheterna nå 100 miles per timme, och räckvidden utökas till 900 miles på mindre än en gallon bränsle (även om ju snabbare man går, desto kortare räckvidd).
Tanken är att bilen ska ge noll föroreningar när den körs i städer och lägre utsläpp när den körs snabbare, som i förorter och på landsbygden. Det är lite mer som en hybrid, säger Haydon. Den nya innovationen kommer att göra den mer tilltalande för den genomsnittliga köparen. När det gäller koldioxidutsläppen kommer den att ha fem gånger mindre än medelfordonet.
Den första CAT-bilen som produceras kallas OneCAT, en utilitaristisk bil för stads- och landsbygdskörning som är speciellt designad för användning i överbelastade städer och prissatt i ett intervall ($5 100 till $7 800) inom räckhåll för konsumenter i en ekonomi under utveckling, som Indien .
Fordonens ultralätta karosser skulle vara gjorda av sammanlimmad glasfiber och insprutat skum, och aluminiumchassit skulle också limmas, inte svetsas, för att förenkla tillverkningen.
Innan produktionen av CAT kan påbörjas i Indien, troligen följt senare av Spanien och Australien, säger MDI att man måste starta massproduktion av bilarna vid sin fabrik i Frankrike. En taleskvinna vid MDI:s marknadsföringskontor i Barcelona säger att detta sannolikt kommer att ske i september 2008.
Men Frost & Sullivans Rinek tror att det finns begränsad chans att stora biltillverkare i USA kommer att ta Air Car på allvar. Han pekar på behovet av att bygga en infrastruktur av kompressorstationer och behovet av att följa strikta säkerhetsstandarder. (Flygbilen kan inte tankas med de luftpumpar som för närvarande finns på vissa bensinstationer.)
I Nordamerika är det i princip en icke-startare, säger Rinek och medger att det finns begränsade nischmarknader. Den enda potentialen, om någon, skulle vara för ett innerstadsfordon med kort pendling och en ultragrön ägare.