Через поширеності бензино-електричного гібридного приводу його часто вважають і єдино можливим. Однак зберігати накопичену енергію можна і в іншій формі.
Теми гібридних автомобілів "Компьютерра-онлайн" стосувалася вже не раз. Подібні машини міцно закріпилися на ринку (поки, в основному, в США і Японії) і напевно будуть поширюватися все ширше.
Через поширеності бензино-електричного гібридного приводу його часто вважають і єдино можливим. Всі вироблені нині серійно гібридні автомобілі використовують силові установки, що складаються з двигуна внутрішнього згоряння, системи рекуперації енергії гальмування, акумулятора і електродвигуна. Енергія гальмування в цьому випадку не розсіюється повністю у вигляді тепла, а частково перетворюється в електрику, яке запасається в акумуляторі і пускає в хід електромотор. В результаті вдається скоротити витрату палива, особливо в міському циклі з частими гальмуваннями.
Однак зберігати накопичену енергію можна і в іншій формі - у вигляді енергії стисненого повітря, в гидроаккумуляторе або за допомогою маховика. Розробкою гібридних автомобілів з такими нетрадиційними системами зберігання енергії вельми інтенсивно розробляють як невеликі фірми, так і великі компанії. Про кілька подібних розробках і піде мова далі.
Повітряні або пневматичні гібриди обіцяють стати перспективною заміною малим і середнім легковим електричним гібридам. Розробкою двигунів на стисненому повітрі і машин на їх основі займаються по всьому світу як дослідні організації, так і інженерні фірми, причому поки найбільш помітні розробки невеликих компаній.
Перевага пневматичних гібридів полягає в тому, що вони, на відміну від електрогібрид, не вимагають установки допоміжного двигуна. Замість цього пневматичні автомобілі використовують модифікований варіант звичайного чотиритактного мотора. Але якщо в стандартному бензиновому двигуні всі чотири такту: впуск, стиснення, робочий хід і випуск здійснюються в кожному з циліндрів, то в "повітряних" моторах такти розподіляються між парою циліндрів. В одному з них - компресійний - відбувається впуск і стиск повітря, в у другому - головному - робочий хід і вихлоп. Стиснене повітря надходить з компресійного циліндра в головний через перепускний канал і систему клапанів.
У роботі такого двигуна є два цікавих моменти. По-перше, робочий хід може здійснюватися як за рахунок розширення попередньо стисненого повітря, так і за рахунок згоряння палива, як в звичайному двигуні внутрішнього згоряння. По-друге, поділ тактів між парою циліндрів не приводить до подвоєння їх числа в двигуні, як можна було б припустити. Справа в тому, що в такому двигуні робочий хід головного циліндра відбувається кожен оборот валу (також як в двотактному моторі), а не через оборот, як в звичайному чотиритактному двигуні.
Модель пневматичного двигуна Scuderi
Досить докладний опис одного з таких двигунів можна знайти на сайті американської фірми Scuderi. Мотор Scuderi передбачає використання стисненого повітря в поєднанні зі звичайним паливом і поки знаходиться на стадії розробки. На минулому на початку травня в Штутгарті виставці Engine Expo була показана його модель (участь у виставці компанії докладно висвітлила у своєму блозі). Грунтуючись на результатах комп'ютерного моделювання, в Scuderi стверджують, що реальний двигун забезпечить приріст паливної економічності в 15-30% в порівнянні зі звичайними бензиновими моторами, а крім того за рахунок зниження пікових температур вдасться на 50-80% скоротити викиди оксидів азоту.
Важливою рисою гібридних автомобілів є не просто використання "подвійного" силового агрегату, а наявність коштів рекуперації та збереження енергії, найчастіше системи рекуперативного гальмування. В електричних гібридах при гальмуванні електродвигун працює в режимі генератора, заряджаючи акумулятор. У разі пневматичних гібридів рекуперація кінетичної енергії також можлива за рахунок використання двигуна в якості повітряного компресора.
Нинішнє покоління двигунів MDI використовує "активну камеру" в поєднанні з одним або декількома модулями з двох оппозітних циліндрів. Модулі об'єднуються в блоки по чотири або шість циліндрів і можуть використовувати як чисто повітряний привід, так і спалювати паливо, що дозволяє отримувати мотори потужністю від 4 до 75 к.с.
Передбачається, що чисто пневматичний режим повинен використовуватися в містах, так як забезпечує нульові викиди шкідливих речовин в атмосферу. У заміських поїздках використання пального дозволяє збільшити запас ходу, при цьому витрата палива і кількість викидів залишаються мінімальними.
Для заправки машин повітрям MDI пропонує два методи: використання вбудованого електричного компресора, а потім і створення мережі спеціальних повітряних заправок, на яких стиснене повітря може зберігатися, наприклад, видаватися компресорами в міру необхідності або зберігатися в підземних резервуарах.
У подальших планах MDI розробка більш потужних двигунів (до 200 к.с.) для використання в вантажівках і автобусах.
- Фотографія двигуна Scuderi з блогу компанії Scuderi. Фотографії автомобілів MDI з сайту MDI.