Para vehículos todo terreno, ¿puede usar un tanque de aire presurizado para servir como fuente de oxígeno para el motor cuando está bajo el agua?

Puedes apostar. Y cuanto menos electrónico sea su vehículo, mejor estará. La parte más tediosa será diseñar sellos impermeables para todos los componentes esenciales: electrónica, sellos giratorios y, hasta el punto de su pregunta, el sistema de admisión y escape.

El escape debe diseñarse de modo que evite que el agua viaje hacia atrás a su múltiple de escape. Esto se puede lograr a través de algunas prácticas básicas de plomería, similares a una trampa de agua debajo del fregadero de la cocina. Su presión de escape debería ser suficiente para superar cualquier profundidad de agua razonable que planee encontrar.

Tiene que haber un par de cosas a tener en cuenta para el lado de admisión.

  1. ¿Cuánto aire necesitas? Un motor de 1 litro a 1000 rpm usa alrededor de 400 litros “normales” por minuto de aire, medidos a presión atmosférica. Dado que es bastante trivial impulsar el aire a presión (piense en los tanques de buceo), puede conectar un regulador de presión al tanque y medirlo hasta el motor a presión atmosférica. Un tanque de buceo de 100 pies cúbicos tiene aproximadamente 2800 litros normales de aire; en este ejemplo, esto sería bueno durante aproximadamente 7 minutos de tiempo de ejecución.
  2. ¿Cómo hacer una transición perfecta entre la aspiración natural y el aire comprimido de respaldo? Tal vez no desee tener que alternar entre los dos modos mientras viaja. Tendría que construir un colector de admisión que tenga una puerta trampa que pueda cerrarse cuando el nivel del agua suba demasiado … como un flotador de tanque de inodoro. Si configura el regulador en su tanque a un poco menos (~ 1 psi) que la presión atmosférica, automáticamente proporcionará flujo cuando su colector se cierre por el aumento de los niveles de agua.
  3. Si te apetece, puedes montar un compresor y seguir así para siempre, o al menos hasta que te quedes sin gasolina.

De todos modos, ¡buena suerte!

Posiblemente. Hay otras consideraciones, por supuesto.

Todos los sistemas eléctricos y de encendido del vehículo tendrían que ser impermeables. Todo el motor tendría que ser resistente al agua para que no entrara agua ni el sistema de escape. El motor en sí y todos los demás componentes que se calientan, como el sistema de escape, tendrían que estar diseñados para que nada se raje debido a las diferencias extremas de temperatura.

Finalmente, su uso de la palabra “presurizado” necesita aclaración. El aire que ingresa a la entrada de aire del motor debería estar a presión atmosférica; de lo contrario, se trata de un tipo de turboalimentación o sobrealimentación. Por lo tanto, sería necesario un regulador de presión para asegurarse de que la presión de aire del múltiple de admisión fuera la prevista, sea lo que sea.

Entonces, sí, es muy posible diseñar tal vehículo.

En lugar de suministrar una fuente de aire enlatado, ¿qué tal eliminar la necesidad de aire?

Este es uno de los demostradores de tecnología totalmente eléctrica de Land Rover. Este vehículo se ha convertido al quitar el motor diesel estándar y la caja de cambios, e instalar un motor eléctrico, acoplado directamente a la caja de transferencia original. Solo hay dos marchas, baja y alta, 4×4 a tiempo completo con diferencial central de bloqueo, como en el vehículo original. En condiciones fuera de carretera a baja velocidad, el vehículo puede funcionar durante aproximadamente 8 horas con sus baterías (que reemplazan el motor y el tanque de combustible) antes de que necesite recargarse.

Los motores eléctricos son prácticamente ideales para condiciones difíciles fuera de carretera. Con un alto par disponible desde una velocidad muy baja, sin cambios de marcha y capacidad de control instantánea, permiten un control muy preciso del vehículo.

Imposible. Respuesta directa. Lo que estás buscando es posible en teoría, pero no en el mundo real. Te estás perdiendo todo lo esencial para impermeabilizar el sistema eléctrico. No, esto no significa envolver solo un conector o solenoide. Está hecho a prueba de agua TODO lo eléctrico.

En realidad, su sistema hipotético ni siquiera es remotamente posible. Su vehículo NECESITA (no prefiere) la presión del aire ambiente. Lamento aplastar tus esperanzas y sueños, pero más de 30 años de experiencia dice “No”.

Puede obtener suficiente oxígeno en un tanque lo suficientemente pequeño como para caber en su hipotético vehículo para recorrer una milla bajo el agua usando oxígeno LÍQUIDO.

He trabajado con oxígeno líquido, como soldador, y es fácil de comprar, con la cuenta de un soldador comercial, pero nunca he visto un tanque de oxígeno líquido lo suficientemente pequeño como para colocarlo fácilmente en un vehículo, los más pequeños que he visto en menos cuatro pies de alto y un par de pies de diámetro. Deben estar fuertemente aislados, e incluso con el aislamiento, el oxígeno líquido se evapora constantemente, de modo que lo UTILICE O LO PIERDA. No puedes mantenerlo por mucho tiempo, un día o dos es el límite práctico en los tanques de menor tamaño.

La ebullición no es un problema cuando el usuario necesita oxígeno de forma regular, porque el oxígeno generalmente se usa más rápido de lo que se evaporaría por sí solo.

Hospitales, grandes trabajos de construcción, fábricas donde se necesita mucho oxígeno, etc., son los lugares donde encontrará oxígeno líquido en uso.

¡Y también en lugares que lanzan cohetes, por supuesto!

Como cuestión práctica, será mejor que solo piense en su proyecto, a menos que tenga una TONELADA de dinero para realmente construirlo.

Colocar un tanque de oxígeno líquido dentro o sobre un vehículo requeriría un trabajo muy serio para asegurarse de que no se dañe ni tenga fugas debido a vibraciones, accidentes, etc.

Probablemente no.
Un motor de 4 cilindros y 2 litros a velocidad de ralentí de 750 rpm utiliza (2 * 750) / 4 = 375 litros de aire por minuto.
Si desea conducir a través del agua, tendrá que aumentar las revoluciones al menos al doble. Por lo tanto, está buscando un mínimo de 750 litros de aire por minuto.

Supongo que desea conducir 1 milla a 15 mph (no mpg). Eso es 4 minutos bajo el agua.

Por lo tanto, necesitará un tanque de aire lo suficientemente grande como para contener al menos 750 × 4 = 3000 litros de aire.

Buscando en línea, el tanque de aire comprimido más pequeño de este tamaño tiene 2.7 metros de largo, 1.7 metros de alto, 1.5 metros de ancho y pesa 700 kg. Eso crearía mucha resistencia y significaría que necesita un tanque de aire aún más grande para permitir la carga adicional en el motor para remolcar este enorme tanque a través del agua.

Estoy seguro de que habría un punto dulce donde el tamaño del tanque permite suficiente aire, pero no es tan grande como para crear resistencia adicional en el agua, pero terminaría con un vehículo muy extraño que no sería capaz de aterrizar.

Además de los cambios de diseño mencionados anteriormente, usted menciona un rango submarino de una milla a 15 mpg. ¿Te refieres a millas por hora o millas por galón? Porque nada en la forma física cuadrada de un vehículo terrestre típico obtendrá 15 millas por galón bajo el agua.

Si la respuesta es 15 millas por hora, entonces el vehículo no alcanzará esta velocidad con un motor de serie mientras esté sumergido debido a la resistencia extrema. Si se requieren 15 mph, el vehículo necesitará desplazar menos profundidad de agua y permanecer más cerca de la superficie para alcanzar la velocidad, eliminando la necesidad de aire tanqueado. Se necesitarían 217,451 libras de fuerza para mover una forma y tamaño de Jeep Wrangler a través del agua a 4 pies de profundidad a 15 mph, lo que equivale a 8,700 caballos de fuerza. No va a suceder … hay una razón por la cual los submarinos tienen forma de cigarros. No irían a ninguna parte rápido si tuvieran la forma de un Jeep.

Echa un vistazo a qué tan rápido se hundirá un vehículo cuadrado y neumático:

Va pulgadas por segundo, no 15 mph o 22 pies por segundo. Si necesita ir una milla, necesita racionalizar. No hará que un objeto con forma de jeep llegue tan lejos con aire comprimido o licuado. Tomará demasiado tiempo y requerirá un volumen de aire demasiado grande para ser práctico. Incluso usando una velocidad generosa de 12 pulgadas por segundo, su milla de 5,280 pies tomará una hora y media. ¿Ya ves el problema con estos números?

También tiene la limitación de tracción y propulsión al factor. Básicamente, está limitado a transmitir unos 20 caballos de fuerza a través de los neumáticos en estas condiciones porque perdió la tracción debido a las fuerzas de flotación. Si tuviera una hélice, podría transmitir más potencia, pero ahora estamos hablando de un submarino y no de un Jeep. 🙂

La relación estequiométrica para la combustión de gasolina (gasolina) es de 14.7: 1 en peso, es decir, alrededor de 15oo partes de aire por combustible en volumen, los submarinos diésel deben tener una válvula que regule el suministro de aire comprimido de acuerdo con el combustible que consumirá, reduzca sus números probablemente 10 o 15 tanques de buceo con sus correspondientes válvulas operadas por vacío agrupadas en un recipiente apretado justo antes de que su acelerador pueda entregar el aire necesario para un vehículo con inyección de combustible, es mejor que considere que las RPM lentas sean más manejables para su hazaña que un piso turboalimentado loco y destrozarlo bajo el agua, verifique antes la tracción, podría terminar siendo más desafiante que el suministro de aire. Estoy ansioso por darte más ideas en caso de que las consideres útiles.

La cantidad de aire que consume el motor es asombrosa en comparación con las necesidades humanas normales de respiración. Este sistema no sería práctico en absoluto por múltiples razones.