Ο αέρας σε συμπιεσμένη μορφή μπορεί να αποτελέσει μέσον για την προώθηση ενός υβριδικού οχήματος με συμπιεστή βενζίνης για να παρέχει την απαιτούμενη ισχύ μετάδοσης κίνησης.

Στη Γαλλία (Moteur Developpement International) παράγονται τέτοια οχήματα αέρος. Το σύστημα παραγωγής και μετάδοσης της ισχύος είναι παρόμοιο με ένα υβριδικό-ηλεκτρικό όχημα.

Η εταιρία Energine επίσης, κατασκεύασε όχημα που κινείται με συμπιεσμένο αέρα. Ο κινητήρας, που προωθεί το συγκεκριμένο πνευματικό υβριδικό όχημα λειτουργεί δίπλα σε έναν ηλεκτροκινητήρα.

Ο συμπιεσμένος αέρας οδηγεί τα έμβολα που δίνουν την τελική κίνηση στους τροχούς. Ο αέρας συμπιέζεται χρησιμοποιώντας έναν μικρό κινητήρα που τροφοδοτείται από μια 48-volt μπαταρία, η οποία τροφοδοτεί και τον συμπιεστή αέρα και τον ηλεκτροκινητήρα.

Όταν ο αέρας συμπιεστεί, αποθηκεύεται σε μια δεξαμενή που βρίσκεται επί του οχήματος. Ο συμπιασμένος αέρας χρησιμοποιείται όταν το όχημα απαιτεί αρκετή ισχύ, όπως κατά τη διάρκεια της εκκίνησης και της επιτάχυνσης. Ο ηλεκτροκινητήρας μπαίνει σε λειτουργία όταν το όχημα έχει αποκτήσει σταθερή ταχύτητα. Το σύστημα είναι εύκολο στην κατασκευή του και μπορεί να προσαρμοστεί σε οποιοδήποτε συμβατικό σύστημα κινητήρα.

Είναι ένα σύστημα με δυο ξεχωριστούς κινητήρες που λειτουργούν σε διαφορετικές χρονικές στιγμές, και οι δυο όμως τη στιγμή που είναι πιο αποδοτικοί. Η διάταξη δεν απαιτεί κινητήρα Μ.Ε.Κ. οπότε δεν υπάρχουν απαιτήσεις για καύσιμα, κάνοντας το όχημα μη ρυπογόνο. Μια ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου αναλαμβάνει την καλύτερη δυνατή διαχείριση της ενέργειας, με αποτέλεσμα, αεροκινητήρας και ηλεκτροκινητήρας να εργάζονται με τη καλύτερη δυνατή απόδοση.

Επίσης η ενέργεια που παράγεται κατά το φρενάρισμα αποθηκεύεται και επαναχρησιμοποιείται για την ενίσχυση του κινητήρα κατά τη διάρκεια της επιτάχυνσης.

Πνευματικά οχήματα & Πνευματικός κινητήρας

Το υδραυλικό υβριδικό όχημα χρησιμοποιεί την υδραυλική ενέργεια για την επιτάχυνση προώθησης, κάτι το οποίο οδηγεί σε σημαντική μείωση της κατανάλωσης καυσίμου και σε βελτιωμένη επιτάχυνση χάρη στη μεγάλη ισχύ των υδραυλικών συστημάτων. Ο υδραυλικός συσσωρευτής είναι φτηνότερος και μεγαλύτερης διάρκειας από τις μπαταρίες που χρησιμοποιεί ένα υβριδικό ηλεκτρικό όχημα.

Σχηματική διάταξη πνευματικού υβριδικού κινητήρα. (1) Κινητήρας αέρα, (2) Ηλεκτρικός κινητήρας, (3) Μπαταρία, (4) Μονάδα έλεγχου, (5) Δεξαμενή αέρα χαμηλής πίεσης, (6) Δεξαμενή υψηλής πίεσης

H PSA σχεδίασε ένα ριζικά νέο υβριδικό σύστημα κίνησης-μετάδοσης καθώς και ένα νέο παραμετροποιήσιμο πλαίσιο. Εάν η κατανάλωση 3 λίτρα /100 χλμ. κάποτε φαινόταν ένας απίθανος στόχος για ένα πρακτικό, μεγάλου μεγέθους, αυτοκίνητο τότε τα 2 λίτρα /100 χλμ. θα ακουγόταν αστείο. Αλλά αυτό είναι πλέον εφικτό από την PSA Peugeot Citroen μετά την αποκάλυψη της πατενταρισμένης τεχνολογίας Hybrid Air. Μία τεχνολογία η οποία είναι το κλειδί για την επίτευξη της εν λόγω κατανάλωσης μέχρι το 2020. Στα πλαίσια αυτού του στόχου η Citroen παρουσίασε τον νέο Hybrid Air κινητήρα της στην έκθεση της Γενεύης με το Citroen C3 Hybrid Air Prototype. Ο στόχος παραγωγής του οχήματος από την εταιρεία είναι περίπου μέσα στο 2016. Με την επικείμενη προοπτική της επίτευξης στην Ευρώπη του στόχου κατανάλωσης καυσίμου για ένα μεγάλου μεγέθους αυτοκίνητο 4,1 λίτρα /100 χλμ. και μείωση των εκπομπών ρύπων στο αντίστοιχο χρονικό διάστημα η PSA αποφάσισε να κάνει μια ποιο ριζική προσέγγιση στην υβριδική τεχνολογία.

Η εταιρεία αναπτύσσει μια πιθανή λύση μέσω ενός βενζινοκινητήρα που συνδυαστικά με την χρήση πεπιεσμένου αέρα, ο οποίος θα συσσωρεύεται μέσω της ανάκτησης ενέργειας κατά τη φάση της επιβράδυνσης του οχήματος, θα προσφέρει μια σημαντική περεταίρω μείωση της κατανάλωσης του καυσίμου.

Η επιθυμητή μείωση των ρύπων συγκριτικά με ένα συμβατικό αυτοκίνητο για χρήση στην πόλη, υπολογίζεται να είναι χαμηλότερη από 30% εως 45%. Οι μηχανικοί της PSA πιστεύουν ότι το σύστημα αυτό θα είναι πολύ ποιο αποδοτικό στην μείωση της κατανάλωσης καυσίμου συγκριτικά με την σημερινή τεχνολογία των υβριδικών συστημάτων κίνησης- μετάδοσης.

Οι βασικές τεχνολογίες του οχήματος περιλαμβάνουν:

• τον κινητήρα (πιθανώς ένα τρικύλινδρο βενζινοκινητήρα, αν και ένας ντίζελ θα ήταν επίσης κατάλληλος),
• ένα αποθηκευτικό χώρο για τον συμπιεσμένο αέρα,
• μία υδραυλική αντλία/κινητήρα τοποθετημένη παράλληλα με τον κινητήρα και
• μία αυτόματη μετάδοση κίνησης μέχρι στιγμής απροσδιόριστη τύπου.

Η πιθανή μείωση βάρους σε σχέση με μια συμβατική υβριδική διάταξη θα μπορούσε να είναι μέχρι και 100 kg.

Τομή αμαξώματος Citroen C3 Hybrid Air, διακρίνεται το σύστημα ανάκτησης ενέργειας

Citroen C3 Hybrid Air, το πρώτο υβριδικό όχημα με αέρα από την PSA

Ο νέος Hybrid Air κινητήρας θα περάσει στη παραγωγή το 2016 αρχικά σε μοντέλα της B κατηγορίας. Η Citroen τον περιγράφει ως ένα σημαντικό βήμα προς τη κατεύθυνση των αυτοκινήτων που θα καταναλώνουν μόλις 2 λίτρα/100 χλμ. έως το 2020.

Ο κατανεμητής ισχύος, διαχωρίζει και κατανέμει την κινητική ενεργεία με τρείς τρόπους:

• είτε σαν συμβατική μηχανική,
• είτε σαν υδραυλική
• είτε με συνδυασμό και των δύο παραπάνω, για την μέγιστη απόδοση του συστήματος, όπως σε απότομες κλίσεις του εδάφους, επιταχύνσεις και επιβραδύνσεις.

Η κινητική ενέργεια η οποία επιτυγχάνεται κατά την διάρκεια πέδησης του αυτοκινήτου μετατρέπεται σε υδραυλική και αποθηκεύεται στον συσσωρευτή. Ο συσσωρευτής ενέργειας αποτελείται από ένα έμβολο το οποίο με την βοήθεια της υδραυλικής πίεσης κατά την φάση ανάκτησης της ενέργειας συμπιέζει μια ποσότητα αέρα που υπάρχει μέσα σε ένα κύλινδρο. (δεξαμενή αποθήκευσης πεπιεσμένου αέρα).

Η εκτόνωση στην συνέχεια της πίεσης του αέρα αντίστροφα επάνω στο εμβολο, επιστρέφει την συσσωρευμένη ενέργεια ώστε να χρησιμοποιηθεί για την κίνηση του αυτοκινήτου αργότερα κάτι το οποίο είναι αντίστοιχο με τον ρόλο της μπαταρίας σε ένα συμβατικό υβριδικό σύστημα.

Σε στενή συνεργασία με την Bosch, η PSA Peugeot Citroën ανέπτυξε το ηλεκτρικό μοτέρ, τα ηλεκτρονικά μέρη ισχύος και υψηλής τάσης της γεννήτριας, καθώς και τον ειδικό τεχνικό σχεδιασμό του ESP που απαιτείται για υβριδικά οχήματα.

Αυτό το σύστημα μετάδοσης βρίσκεται ήδη στα μοντέλα της Peugeot 508 (RXH station wagon και Hybrid4 sedan) καθώς και στο μοντέλο της Citroen DS5 Hybrid4. H Bosch επίσης αποτελεί τον βασικό προμηθευτεί των εξαρτημάτων για το ηλεκτρονικό σύστημα κίνησης-μετάδοσης των παραπάνω μοντέλων.

Το Hybrid-Air σύστημα της Γαλλικής εταιρίας αυτοκινητοβιομηχανίας PSA (Citroen-Peugeot automobile group) ενσωματώνει κατά μήκος του πλαισίου του αυτοκινήτου μια δεξαμενή υψηλής πίεσης για την αποθήκευση ενέργειας συνδεδεμένη με μια υδραυλική δεξαμενή η οποία είναι τοποθετημένη στο πίσω μέρος του αυτοκινήτου. Η κεντρική δεξαμενή μπορεί να αντέξει σε πίεση 300-400 psi (20-27 bar) σύμφωνα με την Bosch.

Το σύστημα παραγωγής και μετάδοσης κίνησης του Hybrid Air

Το σύστημα αποθήκευσης ενέργειας χαμηλής και υψηλής πίεσης του Hybrid Air.

Το σύστημα παραγωγής ενέργειας του Hybrid Air. Η ενέργεια τόσο από τον τρικύλινδρο βενζινοκινητήρα όσο και από τον υδραυλικό κινητήρα – αντλία μεταφέρεται στους τροχούς.

Από το σύστημα αποθήκευσης της ενέργειας η κινητική ενέργεια μεταφέρεται στους τροχούς του Hybrid Air. Το εμβολο του δοχείου υψηλής πίεσης εκτονώνεται αντίστροφα. Οι εκπομπές ρύπων στην φάση αυτή είναι μηδενικές.

Ανάκτηση ενέργειας. Η υδραυλική αντλία παίρνει κίνηση από τους τροχούς και συμπιέζει το εμβολο μέσα στον κύλινδρο υψηλής πίεσης. Η ενέργεια αποθηκεύεται και ανακτάται αργότερα ανάλογα με της απαιτήσεις του οχήματος.

Υδραυλική αντλία – κινητήρας και υβριδικό σύστημα μετάδοσης της κίνησης.