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Vita e misteri del motore ad aria compressa

Il Gruppo PSA Peugeot Citroën stupisce il mondo automobilistico con una tecnologia ibrida che combina un motore a combustione con un elemento che inietta aria, ma in modo tale da poter funzionare in modo indipendente per azionare l'auto. Sorprendente, vero? Ma non tanto se diamo uno sguardo al passato.

L'aria, uno dei quattro elementi fondamentali della nostra terra, ha sempre attratto, e continua ad attrarre, inventori come fonte di propulsione per un veicolo. La volta che il francese Guy Negré ha cercato di perfezionare la sua auto alimentata esclusivamente ad aria compressa (invenzione che non ha ancora dato i risultati sperati), finalmente fa chiarezza che l'idea funziona meglio in modo ibrido, cioè, combinato con altre tecnologie.

Il Gruppo Peugeot-Citroën sta perfezionando da tempo il suo lavoro con l'aria. Nella Citroën DS, a partire dal 1955, l'aria compressa ad alta pressione è stata utilizzata per azionare le sospensioni, lo sterzo, i freni e il cambio semiautomatico. Tre anni dopo fu sperimentata una Citroën 2 CV ibrida che combinava l'aria compressa con un motore tradizionale che, principalmente, dava maggiore e migliore combustione alla benzina.

Storia dei motori ad aria compressa
Ibrida Peugeot-Citroën, all'avanguardia nell'aria compressa

Questo progetto è stato sorprendente, ma non abbastanza per sviluppare questa tecnologia e indirizzarla alla produzione di massa. Oggi, con tutti i progressi fatti, sembra essere un problema da considerare.

Barche da terra

L'aria è il propellente più antico quando si tratta di spostare qualcosa a una certa velocità. Già nella Cina del XIV e XV secolo il vento veniva utilizzato come forza propulsiva nei veicoli che si muovevano sulla terraferma. Il primo di questi manufatti con le vele apparve in Europa nel 1543. L'olandese Simon Stevin dimostrò che un veicolo a quattro ruote poteva muoversi ad alta velocità quando c'era vento.

L'ingegnere valenciano José Boscasa sviluppò un triciclo con le vele nel 1802. Il suo inventore dice testualmente:

[su_quote] “Il suo agente è l'aria, ma in mancanza è una maniglia facile da maneggiare… è comoda e offre i maggiori vantaggi che sono quelli di poter viaggiare senza cavalleria con sicurezza e prontezza… l'aria e la maniglia riforniscono Tutto quanto; si gira e contiene il passo alabitrio di q. lo governa, dolcemente e risale i pendii senza differenza da nessun'altra carrozza."[/ su_quote]

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Il veicolo a vela dell'olandese Simon Stevin, intorno al 1600

Altri ingegneri cercarono di perfezionare l'auto mossa dal vento, utilizzando pale di diverse dimensioni che trasmettevano la loro forza alle ruote. Le pale erano flessibili per adattarsi al vento senza dover dipendere dalla provenienza del vento. Un'altra idea era quella di utilizzare aquiloni grandi ...

Compressione

Il passo successivo è stato quello di racchiudere l'aria in serbatoi, comprimerla e utilizzare la sua forza per la propulsione. L'inglese Medhurst propose nel 1808 una locomotiva accoppiata ad un carro con aria compressa, mentre il brevetto Pinkus del 1825 forniva l'elemento motore da una terza rotaia ad una locomotiva. Le linee Paris-St.Germain (1837) e Paris-Versailles (1844) utilizzavano questo tipo di treno. Nel 1840 i francesi Antoine Andraud e Tessié du Montay realizzarono un'auto a motore con un'autonomia di circa 10 chilometri.

L'aria compressa fornita da un terzo binario fu utilizzata anche nei primi tram: a Parigi fino al 1903 tredici linee regolari operavano con il sistema ideato dall'ingegnere polacco Mekarski. Il passo successivo fu portare l'aria compressa sugli autobus: la prima circolata nel 1900, completata da Tessier, Lawielle e Molas, con un'autonomia di circa 30 chilometri. Questi stessi inventori sperimentarono anche le automobili.

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Tram francese che funzionava ad aria compressa, marca Mekar

A favore del petrolio

Quando nel 1893 il giornalista Pierre Giffard pubblicò la sua proposta di organizzare quella che si rivelò, nel 1894, la prima corsa automobilistica del mondo, la Paris-Rouen, mise in chiaro che sarebbe stato consentito qualsiasi tipo di trazione tranne quella che rende l'uso degli animali, che sono diventati vapore, gas, benzina, elettricità... 102 auto sono state presentate, ma solo 21 sono state finalmente accettate.

C'era un chiaro favoritismo nei confronti dell'auto a benzina, che risultò essere la grande sensazione, il che fece sì che non si parlasse di altre invenzioni: tra le centinaia di auto che si iscrivevano c'erano ben cinque veicoli che giravano…compressi aria! Tutti loro sono stati squalificati in anticipo.

Grande scalpore mediatico fu prodotto nel 1899 dalla società americana Liquid Air, creata a Cambridge (Massachusetts) con un capitale di 1,5 milioni di dollari per commerciare con un'auto alimentata ad aria liquida racchiusa in un serbatoio ad alta pressione. L'espansione dell'aria, tornando alla pressione normale, farebbe muovere il pistone di un motore monocilindrico. Non si sa molto altro dell'azienda se non che un prototipo è entrato in circolazione e che era convinta di aver trovato la propulsione del futuro. Nel 1901 fallì.

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Unica foto conservata del modello americano Liquid Air del 1903

Un Maybach alternativo

L'aria compressa come forza trainante ha continuato ad attrarre ingegneri e inventori. Wilhelm Maybach, il creatore tecnico dell'automobile Mercedes, sperimentò nel 1906 un motore ad aria compressa per il quale gli fu concesso un brevetto. Questo propulsore non avrebbe dovuto aver bisogno di differenziale, frizione o freni. Il brevetto ha chiarito:

[citazione]

“Una trazione per veicoli composta da una macchina ad aria compressa e da una macchina esplosiva… La macchina ad aria compressa indirizza la sua trasmissione alle ruote posteriori e può essere azionata tramite una sola leva.

Con esso, il conducente apre e chiude una valvola di scarico situata tra il compressore e il motore ad aria compressa. Se si apre la valvola, l'aria compressa viene espulsa e l'attrito risultante nel cambio serve a frenare. Quando si chiude la valvola, il veicolo si muove di nuovo ... "

[/ su_quote]

I problemi erano molteplici, l'efficienza era terribile, ma anche così fu costruito un veicolo di prova, di cui ci sono ancora fotografie. La macchina esiste anche nel museo Mercedes-Benz in Germania, e ha sicuramente aiutato altri tecnici a studiarne i dettagli.

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Maybach sperimentò l'aria compressa nei suoi motori, (Daimler Archive, 1906)

La prima vettura portoghese, costruita nel 1911 da Alberto Antunes, aveva un motore ad aria compressa. Come raccontano le cronache dell'epoca, sulla base di un'intervista al meccanico, l'auto necessitava di un piccolo motore a benzina da 3 CV per avviare e comprimere l'aria; una volta con aria compressa, che muoveva i pistoni, e l'auto poteva circolare a lungo senza fare rifornimento. Secondo Antunes, aveva una forza equivalente a 100 CV. Assolutamente nessun rumore (tranne all'avvio) e nessuna emissione.

Storie d'oltremare

Nel 1915 apparve negli Stati Uniti l'Airmobile, prodotta dalla Rotary Air Brake Company di Los Angeles, dichiarata l'auto più sicura, semplice e facile al mondo. Utilizzava un motore rotativo senza attrito, un compressore e motori ad aria compressa; Nacque così una vettura a quattro ruote motrici che consentiva di eliminare albero motore, albero a camme, volano, frizione, trasmissione, differenziale e freni. Poco altro si sa dell'Airmobile perché, come tante altre invenzioni, ha ceduto all'oblio.

Negli anni '20 Lee Barton Williams di Pittsburgh rivelò, senza entrare nei dettagli, che la sua auto funzionava ad aria compressa. Partiva con un po' di benzina fino a raggiungere i 100 km/h, per poi cambiare la sua propulsione ad aria e riuscire a raggiungere i XNUMX km/h circa.

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L'American Airmobile Rotary Air Brake Company ha introdotto questa automobile nel 1915

L'anch'esso americano Roy J. Meyers effettuò un test con la sua vettura nel 1931 a Los Angeles; Questo aveva quattro grandi serbatoi di aria compressa nella parte posteriore, con i quali circolava per la città senza alcun costo di carburante e praticamente a costo zero. Meyers ha insistito sul fatto che i carri armati gli avrebbero dato un'autonomia di 500 miglia (800 chilometri) a una velocità di 56 km / h.

Nel 1933 fu presentato da WE Boyette di Atlanta un ingombrante autobus che funzionava con la tecnologia che oggi portiamo in queste pagine. Era un ibrido elettrico ad aria compressa. I motori elettrici venivano usati per l'avviamento e per dare una certa pressione all'aria; dopo aver percorso alcuni chilometri il veicolo è stato spinto con aria compressa. Un compressore era incaricato di riempire l'aria e un generatore di mantenere cariche le batterie dei motori elettrici.

Un motore per l'umanità

Non abbiamo trovato testimoni di questo tipo di invenzione negli anni a venire. Nel 1967, l'italiano Vittorio Sorgato fu presentato con una microcar ad aria compressa racchiusa in diversi serbatoi situati sotto il telaio. Il poco che si sa è che la sua velocità era di circa 50 km/h.

Nei primi anni settanta l'inventore spagnolo Enrique Sainz Santosjuanes, che da anni perfezionava un motore ad aria, lo presentò al pubblico all'età di 85 anni dicendo, come pubblicato sulla più antica rivista "Velocity", "Lo presento per chiunque voglia fare qualcosa con esso." Non sappiamo ancora chi ha preso il guanto...

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Felix Enrique Sainz Santosjuanes ha lavorato tutta la vita sul suo motore ad aria (per gentile concessione della rivista «Velocity»)

La mano nera?

Alla fine del secolo scorso ci furono due grandi sorprese. L'azienda sudcoreana EnerGine Corp., con sede a Seoul, ha rivelato di aver lavorato su un'auto alimentata ad aria compressa dal 1969, effettuando i primi veri test nel 1984. A partire dal 1992, l'azienda ha brevettato il suo motore in dieci paesi. Nei test del 1997 il suo veicolo è riuscito a raggiungere i 40 km/h; nel 2000 ha raggiunto i 110 km/h, e nel 2002 a 130 km/h.

I coreani combinarono l'aria compressa con un motore-compressore elettrico alimentato a batteria; nel 2002 si presentò a Ginevra, entusiasta, pronto per andare avanti e iniziare la produzione in serie del suo modello che era basato sulla Daihatsu Matiz. L'unica cosa che è stata pubblicata, mesi dopo, è stata che l'amministratore delegato della società era stato incarcerato per frode.

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EnerGine era convinta di aver colto nel segno con la sua auto ad aria compressa (2002)

Alla fine del 1998 sono comparsi i primi dati su progetto dell'ingegnere francese Guy Negré, che aveva brevettato un motore che poteva funzionare sia a benzina che ad aria compressa. Nel 1999, i primi veicoli, con carrozzeria di tipo taxi, iniziarono ad essere assemblati in Lussemburgo, per mesi dopo per presentare l'invenzione a Barcellona.

[citazione]

“Il motore pneumatico ha due cilindri separati e una piccola camera semisferica. Abbassando il pistone nel primo cilindro, l'aria viene aspirata dall'esterno. Quando il pistone si alza, questo volume viene leggermente compresso nella piccola camera semisferica. A questo punto nella camera viene iniettata aria compressa, che proviene dai quattro cilindri che trasporta il veicolo, per un totale di 300 m3 di aria compressa a 300 bar.

La miscela dell'aria già in camera con l'aria ad alta pressione produce un'importante soppressione, poiché l'aria compressa cerca di espandersi per recuperare il suo stato iniziale. L'espansione di questa aria compressa spinge verso il basso il pistone del secondo cilindro e produce il movimento e la forza necessari per animare il veicolo".

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Il così suonante MDI MiniCar e CityCat nella loro presentazione a Barcellona 2003

Così i tecnici hanno spiegato il funzionamento di questo motore. Molto è stato scritto sugli MDI in molti anni e innumerevoli aggettivi sono stati usati per descrivere l'idea, da rivoluzionaria a fraudolenta, da geniale a impossibile. La società ha venduto concessioni di fabbrica in molti paesi, tra cui la Spagna, dove voleva installare almeno otto impianti di produzione in diverse province.

Alte aspettative

Guy Negré ha invitato alcuni giornalisti nel 2003 a Barcellona per testare il modello CityCat (lungo 3.84 metri con carrozzeria familiare, taxi, pick-up o furgone), e allo stesso tempo ha presentato il nuovo MiniCat, lungo solo 2,65 metri. Entrambi i modelli hanno fatto una buona impressione; Tuttavia, i pochi metri percorribili con il veicolo non rendevano chiara la sua presunta autonomia. Ero presente e ho pubblicato le seguenti note:

[citazione]

“Guy Negré ci ha detto nel novembre 2003 che mancavano solo pochi mesi all'inizio della produzione in serie dei suoi veicoli in un nuovo stabilimento a Carros, vicino a Nizza (Francia), e poi, a poco a poco, la produzione è stata portata al primo 33 stabilimenti di assemblaggio in diversi paesi (inclusa la Spagna).

Altri 300 impianti sarebbero stati assemblati a breve. Negli ultimi anni il suo motore era molto avanzato, non aveva più bisogno dell'ausilio di un piccolo carburante propellente (primo progetto), né di un sistema di miscelazione dell'aria compressa con aria fresca proveniente dall'ambiente (secondo progetto).

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Lo stesso Guy Negré nel 2003

Ora solo con i suoi quattro cilindri ad aria compressa raggiungerebbe un'autonomia di 200 chilometri e una velocità massima di 110 km/h. Il motore sviluppava 25 CV di potenza e offriva una coppia di 59 Nm a 200 giri/min. La ricarica doveva essere effettuata nelle normali stazioni di servizio, che avrebbero dovuto investire in un compressore industriale che ricaricasse le bombole in 3-4 minuti ad un prezzo compreso tra 2 e 3 euro.

Il sound dell'auto era simile a quello di una Citroën 2 CV, poco silenzioso ma neanche sgradevole; il tubo di scappamento era freddo e non si sentiva il fumo che ne usciva. Dal momento che non ci hanno fatto vedere sotto il cofano, La faccenda non era del tutto chiara, ma l'auto non aveva un motore elettrico attaccato. Le spiegazioni hanno sottolineato che il motore ad aria compressa funziona come un motore a benzina, ma al posto del carburante viene iniettata aria compressa a 40 bar ea meno di 25 gradi di temperatura. A causa della differenza di temperatura, l'aria si espande e provoca il movimento del pistone.

Negré ha insistito sul successo di questa meccanica, nonostante il fatto che altri esperti abbiano affermato che l'efficienza energetica era insufficiente a causa di ragioni fisiche della questione. Il motore funziona contemporaneamente da compressore, ma l'aria può essere compressa anche collegandola alla rete elettrica domestica; vengono compressi un totale di 90.000 litri di aria.

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Il test dell'auto di Negré non offriva sufficienti garanzie (2003)

La scommessa indiana

Il 2004 non ha finalmente sparato il colpo di partenza. In quegli anni altri ingegneri avevano già concluso che il sistema ad aria compressa per la propulsione doveva essere abbinato ad altri sistemi, e di nuovo iniziarono a circolare diverse versioni. Uno di loro parlava (nel 2006) di un motore che distribuirebbe i quattro tempi di un motore a ciclo Otto a due cilindri: mentre uno si occuperebbe di comprimere l'aria, funzionando da compressore, l'altro servirebbe alla combustione.

Nel 2007 la società MDI di Guy Negré ha firmato un contratto di collaborazione con il gigantesco consorzio indiano Tata. Un anno dopo, ha venduto le licenze di produzione per il suo modello AirPod alla società svizzera Catecar, che prevedeva di produrre più di 40.000 unità. Secondo il suo presidente Henri-Philippe Sambuc, MDI non è stata in grado di fornire tecnologia utile per due anni, quindi è stata costretta a ritirarsi dal progetto. I funzionari della MDI, d'altra parte, insistono sul fatto che la società non era sufficientemente solvibile per pagare la tecnologia.

Comunque sia, ora questo Airpod o Tata-Airpod è nelle mani degli indiani, che annuncia da mesi che l'auto ad aria compressa è pronta per la produzione in serie. L'AirPod ora sembra essere la Tata del futuro. Il perché non è ancora in strada sta lasciando molte speculazioni e dati difficili da verificare. Una delle ultime indiscrezioni è che le "forze oscure" abbiano ucciso il responsabile dell'invenzione nella casa asiatica.

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Una delle ultime invenzioni di MDI è l'AirPod, ora nelle mani di Tata

E da lì arriviamo all'attuale invenzione del Gruppo Peugeot-Citroën, che non vedremo in un modello del marchio prima del 2016. Il motivo per cui non è così scuro come in altre occasioni, è semplicemente una questione di capitale disponibile a portare questo sviluppo alla perfezione e alla produzione. È uno dei motivi per cui Peugeot ha aumentato il proprio capitale con l'aiuto della società cinese Dongfeng.

In breve, la tecnologia Peugeot consiste in un accumulatore di aria compressa. Un motore pneumatico comprime l'aria quando l'auto decelera e la espelle nuovamente quando l'auto accelera. Questo sistema riduce i consumi, costa poco ed è di facile installazione. Potrebbe funzionare solo per pochi chilometri, ma la sua vera funzione è quella di assistere un motore convenzionale.

Avvertiamo i nostri lettori che molte informazioni sulle auto aeree si trovano su Internet, non sempre vere e non ben studiate. Ma non ho ragione neanche su questo, vedremo in futuro se tutta questa idea fosse di nuovo un sogno, come lo era all'epoca l'auto nucleare, o se semplicemente ci viene “nascosta” dalla grande potenza del lobby petrolifera.

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Christian manza

scritto da Christian manza

Sono V. Christian Manz, nato ad Amburgo, ma residente in Spagna da molto tempo. Fin dall'infanzia raccolgo foto, cataloghi e altri documenti sulla storia dell'automobile e, grazie a questo, ora ho un ampio archivio. Anni fa Classic Motor mi diede il titolo di... Scopri di più

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