Sunday, July 18, 2010

Xe máy chạy bằng không khí


A duo of Indian scientists have brought out a preliminary virtual design of a new motorcycle engine, which runs purely on compressed air. The duo’s design has already been elaborately described in a paper in the Journal of Renewable and Sustainable Energy.

Their engine design consists of a small air turbine, powered by compressed air, which is capable of generating enough power to propel a motorcycle for a duration of 40 mins.

Bharat Raj Singh, One of the Authors of the Paper and a Researcher at the SMS Institute of technology Lucknow -

Some 50 to 60% of the present emission levels in some areas could be reduced with the new technology, though a number of technical challenges remain

The duo now faces the tough challenge of designing a compressed air storage tank, which is capable of storing enough air in it for long distance rides and commutes, since the existing air storage tank has a range of only 30 kms.

M. D. I.

The Myth of the Clean Compressed-Air Car Continues

It's an elegant idea—you ride your motorcycle to the filling station, pull up to the compressor where other people are filling their tires and top off your fuel tank with air. What could be cheaper and less harmful to the environment? You ride off into the inexpensive, eco-friendly sunset on a fuel tank powered by air. And there's your happy ending, right? Not so fast.

Over the last decade, companies have continually claimed to be a few years away from releasing air-powered cars to market. At the head of the pack has been the French company Motor Development International (M.D.I.), which partnered with Indian giant Tata Motors in 2008. Its director, Guy Nègre, however, has a blighted reputation, having claimed to design an F1 engine for a racer that never actually raced.

Recently, the design for a seemingly more credible air engine has surfaced from a duo of mechanical engineering professors in India. The two plan to refit India's scooters with an air-compression motor that is about three-quarters of a foot in diameter. In the engine's schematics, a tank of compressed air fires into the chambers of a turbine whose axis is set off-center from its housing. The vanes of the turbine extend as they rotate, allowing the chambers to accommodate the volume of air as it expands and contributes to the drive.

The engine can run off the pressure it takes to fill a tire at the gas station (about 60 pounds per square inch). In comparison, the prototype air car at M.D.I. requires 4350 psi in its tanks, which would require stations to outfit new high-tech air pumps—an unlikely transition in a developing country like India.

Bharat Raj Singh and Onkar Singh have spent the last four years developing their prototype. For inspiration, they looked outside their lab windows and found that more than half of the vehicles that crowd India's interminably gridlocked streets are two-wheelers. Singh says he's at the foot of an Indian transportation revolution. "This is going to cut down about 50 to 60 percent of the CO2 released from tailpipes," he says, if his plan to sell the engine to two-wheelers across the developing world takes off. But, of course, there are issues.

The design first needs to overcome a number of hurdles. For starters, although the engine can run at the same speed as a gasoline-powered scooter, its twin tanks, welded to the sides of a motorcycle's frame, only provide for reaching about 18 miles before they need more air. Another hitch: the engine puts out 7 lb-ft of torque. "Think of all those Mickey Mouse movies where the tire goes pssssh and Donald Duck gets shoved across the room," says Lee Schipper, a project scientist at the Global Metropolitan Studies program at University of California–Berkeley. "This is like a guy blowing up a balloon—it certainly won't get me up the hills in Berkeley."

By way of comparison, the $10,000 California-made Zero S Electric Motorcycle puts out 60 lb-ft of torque and is already on sale.

Beyond these engineering challenges is the fallacy that the air vehicles actually run on air. Companies manufacturing air vehicles usually fail to consider that the energy needed to compress the air into their tanks comes from the electrical grid, Schipper says. "Everyone considering compressed-air storage for motors overlooks the cost of the compressor and the power plant needed to run the compressor," Schipper says. "A compressed-air vehicle is an electric vehicle using compressed air as storage."

Last year, Schipper co-authored a study showing compressed air's inefficiency: per volume, it contains only 12 percent of the energy in lithium-ion batteries and 1 percent in that of gasoline. Worse: as clean as it sounds environmentally, the air vehicle isn't all that clean—but the emissions come from the power plant instead of the tailpipes.

Because of its poor mileage, air vehicles must constantly return to the air compressor to siphon more energy from the grid. In a country such as India, which runs on coal, that means more coal emissions. Though his study focused on the M.D.I. car, Schipper found that an air vehicle of an equivalent size ultimately releases more than double the CO2 of a gasoline vehicle.

"He [Singh] is about 50 years too late," Schipper says. "Batteries have him beat."

Xe máy chạy bằng không khí
Cập nhật lúc 11h35' ngày 03/07/2010

* Bản in
* Gửi cho bạn bè
* Phản hồi

Xem thêm: công nghệ, động cơ, xe máy, khí nén, không khí, môi trường

Các nhà chế tạo Ấn Độ tuyên bố động cơ chạy bằng khí nén dành cho xe máy có thể được bán trên thị trường trong vòng một năm tới.

Ảnh minh họa.

Livescience dẫn lời Bharat Raj Singh, một nhà nghiên cứu thuộc Viện Công nghệ SMS ở Lucknow, Ấn Độ, cho biết, trong động cơ này, không khí nén sẽ làm quay turbine để tạo ra điện.

Phiên bản thử nghiệm của động cơ đã ra đời. Nó có thể giúp một xe máy chạy với tốc độ tối đa 50 km/h trong 30 phút.

Giống như Việt Nam, xe máy là phương tiện giao thông chủ yếu ở Ấn Độ. Tuy nhiên,xe máy lại thải ra tới 77% lượng khí thải gây ô nhiễm môi trường. Singh khẳng định nếu tất cả xe máy đều sử dụng động cơ khí, lượng khí thải của chúng có thể xuống tới con số không, còn tổng lượng khí thải có thể giảm tới hơn một nửa.

“Nếu chúng ta có thể làm giảm mức ô nhiễm ở các nước đang phát triển từ 50% tới 60% so với hiện nay, tốc độ ấm lên toàn cầu sẽ giảm mạnh”, Singh nhận định.

Singh nói động cơ khí có thể lấy không khí nhờ những chiếc bơm sử dụng năng lượng mặt trời hoặc một dạng năng lượng tái sinh nào đó. Nhờ vậy mà xe máy dùng động cơ khí sẽ rẻ hơn, thân thiện với môi trường hơn so với những xe dùng điện và xăng.

Từ bình nén, không khí được dẫn tới một turbine nhỏ. Sự giãn nở không khí khiến turbine quay và truyền chuyển động tới xe máy. Không có xăng hay bất kỳ nhiên liệu hóa thạch nào tham gia vào quá trình vận hành của động cơ. Chất thải của nó chỉ là không khí.

Thách thức lớn nhất, theo Singh, là chế tạo bình nén không khí sao cho nó thể cung cấp đủ khí nén cho những chuyến đi dài. Phiên bản thử nghiệm có thể giữ không khí trong môi trường có áp suất lớn hơn 20 lần so với áp suất khí quyển. Giờ đây các chuyên gia đang tìm cách chế tạo loại bình nén có khả năng chịu được áp suất lớn hơn 300 lần áp suất khí quyển. Nếu nỗ lực của họ thành công, động cơ khí có thể giúp xe máy chạy được 6 giờ thay vì 30 phút như hiện nay. Khoảng thời gian đó đủ để xe vượt qua quãng đường 250 km mà không phải thay bình nén khí.

Nếu các nhà nghiên cứu có thể vượt qua các thách thức, động cơ khí có thể phục vụ nhiều thứ khác, chứ không chỉ riêng xe máy. Người ta có thể tăng kích thước turbine để dùng cho ô tô, máy phát điện. Các gia đình có thể dùng gió, ánh sáng mặt trời hoặc điện để nén khí trong bình. Nhờ đó người dân có thể biến ngôi nhà của họ thành những nhà máy sản xuất điện siêu nhỏ.
Theo VnExpress