Почему пневмокары внезапно вошли в моду?

Популярная механикаАвто

Автомобили на сжатом воздухе: плюсы и минусы

Тим Скоренко

Все новое — это хорошо забытое старое. Так, электромобили в конце XIX века были популярнее бензиновых собратьев, затем они пережили столетнее забвение, а потом снова «восстали из пепла». То же касается и пневмотехники. Еще в 1879 году французский пионер авиации Виктор Татен спроектировал самолет A? roplane, который должен был подниматься в воздух благодаря двигателю на сжатом воздухе. Модель этой машины успешно летала, хотя в полном размере самолет построен не был.

Родоначальником пневмодвигателей на наземном транспорте стал другой француз, Луи Мекарски, разработавший подобный силовой агрегат для парижских и нантских трамваев. В Нанте машины испытали в конце 1870-х, а к 1900 году Мекарски владел парком из 96 трамваев, что доказывало эффективность системы. Впоследствии пневматический «флот» был заменен электрическим, но начало было положено. Позднее пневмолокомотивы нашли себе узкую сферу повсеместного применения — шахтное дело. В то же время начались и попытки поставить воздушный двигатель на автомобиль. Но до начала XXI века эти попытки оставались единичными и не стоящими внимания.

8294b0ab9c0bfa64b6fe379f027666ef.jpg
Плюсы: отсутствие вредных выбросов, возможность заправки автомобиля в домашних условиях, невысокая стоимость ввиду простоты конструкции двигателя, возможность применения рекуператора энергии (например, сжатия и накопления дополнительного воздуха за счет торможения автомобиля). Минусы: низкие КПД (5−7%) и плотность энергии; необходимость во внешнем теплообменнике, поскольку при уменьшении давления воздуха двигатель сильно переохлаждается; низкие эксплуатационные показатели пневмоавтомобилей.

Преимущества воздуха

Пневматический двигатель (или, как говорят, пневмоцилиндр) преобразует энергию расширяющегося воздуха в механическую работу. По принципу действия он аналогичен гидравлическому. «Сердце» пневмодвигателя — поршень, к которому прикреплен шток; вокруг штока навита пружина. Воздух, поступающий в камеру, с увеличением давления преодолевает сопротивление пружины и перемещает поршень. На фазе выпуска, когда давление воздуха падает, пружина возвращает поршень в исходное положение — и цикл повторяется. Пневмоцилиндр вполне можно назвать «двигателем внутреннего несгорания».

Более распространена мембранная схема, где роль цилиндра выполняет гибкая мембрана, к которой точно так же прикреплен шток с пружиной. Ее преимущество заключается в том, что не нужна столь высокая точность посадки подвижных элементов, не требуются смазочные материалы, а герметичность рабочей камеры повышается. Существуют также роторные (пластинчатые) пневмодвигатели — аналоги ДВС Ванкеля.

49a0b3e639e1bd3a8a6f4676d1c8bf99.jpg
MDI airpod. Крошечный трехместный пневмоавтомобиль французской MDI был представлен широкой публике на Женевском автосалоне 2009 года. Он имеет право передвигаться по выделенным велодорожкам и не требует наличия водительских прав. Пожалуй, самый перспективный пневмокар.

Основные плюсы пневмодвигателя — это его экологичность и низкая стоимость «топлива». Собственно, из-за безотходности пневмолокомотивы и получили распространение в шахтном деле — при использовании ДВС в замкнутом пространстве воздух быстро загрязняется, резко ухудшая условия работы. Отработанные же газы пневмодвигателя — это обычный воздух.

Один из недостатков пневмоцилиндра — относительно низкая плотность энергии, то есть количество вырабатываемой энергии на единицу объема рабочего тела. Сравните: воздух (при давлении 30 МПа) имеет плотность энергии порядка 50 кВт•ч на литр, а обычный бензин — 9411 кВт•ч на литр! То есть бензин как топливо эффективнее почти в 200 раз. Даже с учетом не очень высокого КПД бензинового двигателя он «выдает» в итоге около 1600 кВт•ч на литр, что значительно выше, чем показатели пневмоцилиндра. Это ограничивает все эксплуатационные показатели пневмодвигателей и движимых ими машин (запас хода, скорость, мощность и т. д.). Помимо того, пневмодвигатель имеет относительно небольшой КПД — порядка 5−7% (против 18−20% у ДВС).

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Атомная энергетика может решить проблему климатических изменений. Но стоит ли ее использовать Атомная энергетика может решить проблему климатических изменений. Но стоит ли ее использовать

Стоит ли развивать атомную энергетику?

Популярная механика
Почему нас достали москвичи. Ответ провинциалки Почему нас достали москвичи. Ответ провинциалки

Чем всех раздражают москвичи?

Cosmopolitan
Не «АвтоВАЗом» единым: малоизвестные российские автопроизводители Не «АвтоВАЗом» единым: малоизвестные российские автопроизводители

В СССР и России было значительно больше автопроизводителей, чем вы представляете

Популярная механика
Что нужно знать, чтобы избавиться от вредной привычки Что нужно знать, чтобы избавиться от вредной привычки

Можно ли легко избавиться от вредных привычек?

Psychologies
Весеннее настроение: 5 лучших фильмов о первой любви Весеннее настроение: 5 лучших фильмов о первой любви

Фильмы об одном из самых нежных и теплых периодов в жизни каждого человека

Cosmopolitan
Почему «цифровые» поколения отказываются инвестировать в акции компаний-гигантов. 7 причин Почему «цифровые» поколения отказываются инвестировать в акции компаний-гигантов. 7 причин

Почему молодые предпочитают локальные стартапы глобальным компаниям?

СНОБ
Древних индейцев Атакамы уличили в покупке и содержании попугаев из Амазонии Древних индейцев Атакамы уличили в покупке и содержании попугаев из Амазонии

Древние индейцы Атакамы держали ара, амазонов и аратинг

N+1
Конфеты не виноваты: 5 факторов, которые приближают тебя к диабету Конфеты не виноваты: 5 факторов, которые приближают тебя к диабету

Почему возникает диабет 2-го типа?

Cosmopolitan
Сам себе доктор Фрейд Сам себе доктор Фрейд

Обязательно ли ложиться на кушетку, чтобы расшифровать свое бессознательное?

Psychologies
Планетологи заподозрили существование течений в подледном океане Энцелада Планетологи заподозрили существование течений в подледном океане Энцелада

Внутри океана спутника Сатурна Энцелада могут действовать процессы циркуляции

N+1
Парижские тайны советских эмигрантов, или Почему Иосиф Бродский и Виктор Некрасов спали в одной кровати Парижские тайны советских эмигрантов, или Почему Иосиф Бродский и Виктор Некрасов спали в одной кровати

Что объединяло и разобщало советских эмигрантов

СНОБ
7 самых странных средств от похмелья 7 самых странных средств от похмелья

Человечество всегда искало и находило средства для лечения похмелья

Maxim
Чеклист: 8 верных признаков, что тебе не стоит говорить «Я тебя люблю» Чеклист: 8 верных признаков, что тебе не стоит говорить «Я тебя люблю»

Возможно, стоит повременить или полностью отказаться от этой затеи

Playboy
В чем сила, Джек? В чем сила, Джек?

Как история одной бандитской разборки рассказала о крахе Британской империи

Weekend
Война с инопланетянами, цунами и воспоминания из детства. Что снится незрячим, неслышащим и слепоглухим людям Война с инопланетянами, цунами и воспоминания из детства. Что снится незрячим, неслышащим и слепоглухим людям

Какие сны видят люди, у которых слабо развит один из органов чувств?

СНОБ
За клеточным транспортом понаблюдали в режиме реального времени За клеточным транспортом понаблюдали в режиме реального времени

Ученые выяснили, как молекула кинезин передвигается внутри клетки

N+1
Алексей Глызин: Алексей Глызин:

Интервью с заслуженным артистом РФ Алексеем Глызиным

Караван историй
Летящая на волне Летящая на волне

История о том, как летал один из самых необычных сверхзвуковых самолетов

Популярная механика
5 детокс-программ, которые помогут прийти в форму 5 детокс-программ, которые помогут прийти в форму

Детокс-программы подготовят организм к диете и дадут львиную дозу витаминов

Cosmopolitan
Нейросеть создала индивидуально привлекательные изображения лиц по активности мозга Нейросеть создала индивидуально привлекательные изображения лиц по активности мозга

Нейросеть способна распознавать эстетические предпочтения людей

N+1
Государственный человек: чем известен задержанный владелец компании «Биотэк» Борис Шпигель Государственный человек: чем известен задержанный владелец компании «Биотэк» Борис Шпигель

Высказывания Бориса Шпигеля по поводу бизнеса и власти

Forbes
Продал две квартиры и борется с гигантами: с чем AppMagic Макса Саморукова идёт на рынок аналитики приложений Продал две квартиры и борется с гигантами: с чем AppMagic Макса Саморукова идёт на рынок аналитики приложений

Интервью с создателем AppMagic — зачем рынку альтернатива App Annie

VC.RU
Просто добавьте спокойствия Просто добавьте спокойствия

Пять советов, как сохранять спокойствие в трудные и стрессовые моменты

Здоровье
На личном опыте: как ведут научные эксперименты на животных На личном опыте: как ведут научные эксперименты на животных

Животные, ежедневно жертвующие свои здоровье и жизнь ради научных открытий

Esquire
Tesla vs Apple: что общего между двумя компаниями и почему они разные Tesla vs Apple: что общего между двумя компаниями и почему они разные

Почему Tesla и Apple часто сравнивают

Forbes
Три вопроса, которые помогут нам пробудить свою сексуальность Три вопроса, которые помогут нам пробудить свою сексуальность

Что сделать, чтобы вернуть себе страсть, желание и не стесняться своих чувств?

Psychologies
ИИ ИИ

Искусственный интеллект понемногу осваивает хаос реального мира

Популярная механика
Газлайтинг: как распознать психологические манипуляции и противостоять им Газлайтинг: как распознать психологические манипуляции и противостоять им

Как понять, что вы имеете дело с газлайтером?

РБК
Генная терапия облегчила боль у мышей Генная терапия облегчила боль у мышей

Ученые с помощью генной терапии смогли снизить болевую чувствительность у мышей

N+1
«Годзилла против Конга» – чистое удовольствие для любителей зрелищного кино «Годзилла против Конга» – чистое удовольствие для любителей зрелищного кино

«Годзилла против Конга» — лучшая часть кайдзю-франшизы

GQ
Открыть в приложении