Come ha detto Juhist, nella storia del trasporto motorizzato sono stati provati quasi tutti i carburanti remotamente realizzabili. La benzina e il diesel sono diventati popolari perché:

1. sono facili da usare
2. sono ragionevolmente sicuri
3. sono disponibili in enormi quantità, abbastanza per rifornire quasi un miliardo di automobili.
4. possono essere prodotti a buon mercato,
5. hanno una densità di energia sufficientemente elevata da non occupare grandi quantità di spazio.

Sin dalla prima crisi petrolifera all'inizio degli anni '70, le persone hanno cercato di trovare un'alternativa alla benzina e al diesel. Sono state provate molte potenziali soluzioni, ma tutte hanno fallito almeno uno dei criteri di cui sopra. La rivoluzione dell'auto elettrica degli ultimi anni è la prima volta che viene trovata un'alternativa che soddisfa 1-3 e può avvicinarsi abbastanza ai criteri 4 e 5.

Sì, le persone ci hanno provato. Ad esempio, oltre alla benzina, puoi usare il diesel. Puoi usare alcoli (etanolo, metanolo). Il carburante non deve nemmeno essere liquido: puoi usare il gas naturale. Tutti questi combustibili sono stati utilizzati nelle automobili. Probabilmente il carburante più esotico è il gas di legno, che richiede un'unità separata per convertire il legno in gas di sintesi.

Il carburante non deve nemmeno essere iniettato all'interno del motore come è fatto in motori a combustione interna. In tal caso, questo si chiama motore a combustione esterna. Probabilmente il motore a combustione esterna più notevole è il motore Stirling. Tuttavia, i motori a combustione esterna hanno un basso rapporto peso / potenza, rendendo improbabile che i motori a combustione esterna vengano utilizzati nelle autovetture.

"Se il gas è solo un metodo di riscaldamento per consentire all'aria di espandersi e provocare pressione", non lo è.

Anche i prodotti della combustione aumentano la pressione nel volume chiuso, vedere Ideale legge dei gas:

pV = nRT

Sia n che T sono aumentati dalla combustione; V rimane lo stesso al momento della combustione, quindi p deve aumentare.

È un equilibrio. Si cerca di mantenere la temperatura della camera di combustione più alta e di aumentare l'efficienza del gas. In un tipico motore, circa il 40% di quel potenziale viene perso a causa del solo raffreddamento. Perdi oltre il 30% direttamente dallo scarico, motivo per cui vedi i turbocompressori utilizzati per aumentare l'efficienza. L'altro 10% è rappresentato dalle perdite per attrito che ti lasciano con la magica efficienza del 20% (prendere o prendere una piccola percentuale) che abbiamo attualmente.
Se vai troppo in alto, le fasce elastiche hanno problemi a lubrificare le pareti del cilindro e l'usura aumenta .

Ora il tipo di carburante fuori da esso è ancora necessario lubrificare le pareti del cilindro. Sono stati progettati anelli per aumentare l'efficienza del gas, ma nessuno ha prodotto risultati affidabili.

Ancora una volta è un equilibrio. Ci sono stati tentativi con anelli e cilindri esotici per aumentare l'efficienza termica di molti tipi di combustibili volatili. Ma il risultato finale è che la camera di combustione raggiunge un livello di temperatura a cui corriamo attualmente.

Far funzionare un motore "caldo" fornisce una maggiore efficienza termica. Il recupero degli scarichi tramite turbocompressori aumenta l'efficienza. Entrambi sono già stati fatti ottenendo alcuni tick superiori al 20%.

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Il passo successivo è eliminare ulteriormente le perdite dovute all'attrito. Ciò è attualmente in corso (nei circuiti di F1 / da corsa) e dovrebbe diventare disponibile nelle vetture di fascia alta in pochi anni, fino alle auto tradizionali in seguito con l'uso di valvole azionate controllate da computer a valvola libera / solenoide ... Consentiranno un maggiore controllo dei tempi di scarico e la messa a punto aumentando l'efficienza dei turbocompressori. Le valvole elettroniche consentiranno anche un'aspirazione di carburante dell'aria più controllata. I giorni delle valvole azionate dall'olio a diversi intervalli di giri saranno sostituiti dalla precisione millisecondo poiché il motore e la trasmissione lo richiedono per le condizioni. Sebbene il calore all'interno del cilindro non aumenterà presto, avere un maggiore controllo delle valvole stesse porterà ad una maggiore compressione all'interno del cilindro e ad una maggiore pressione fornendo un migliore utilizzo di qualsiasi carburante venga riempito nel serbatoio.