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

Подсчитано, когда на Земле закончится весь кислород Подсчитано, когда на Земле закончится весь кислород

Через миллиард лет атмосфера Земли потеряет большую часть кислорода

Популярная механика
Зумеры и здоровье: почему новое поколение полюбило превентивную медицину Зумеры и здоровье: почему новое поколение полюбило превентивную медицину

Как практичность и осознанность определяют отношение поколения Z к здоровью

СНОБ
Голоса. Как учат разговаривать голосовые помощники Голоса. Как учат разговаривать голосовые помощники

Как из машины делают личность

Популярная механика
6 продуктов, срок годности которых никогда не истечет 6 продуктов, срок годности которых никогда не истечет

Список еды, которую ты можешь завещать своим внукам, если совсем их не любишь

Maxim
Брить или не брить. Интимная депиляция и новая мужественность Брить или не брить. Интимная депиляция и новая мужественность

О причудливых поворотах моды и влиянии маркетинга на социальные движения

СНОБ
Крылатые субмарины: подводные истребители и авианосцы Крылатые субмарины: подводные истребители и авианосцы

Если есть автомобиль-амфибия, почему бы не научить самолет погружаться под воду?

Популярная механика
Как перенести Windows 10 на новый диск: HDD или SSD Как перенести Windows 10 на новый диск: HDD или SSD

Как скопировать системный раздел Windows 10 на новый накопитель

CHIP
Из 90-х с любовью Из 90-х с любовью

Анастасия Пальчикова о том, почему она поменяла имя в своем инстаграме

OK!
Ужаснись! Cамые красивые ведьмы в кино: 11 актрис, идеально вписавшиеся в образ Ужаснись! Cамые красивые ведьмы в кино: 11 актрис, идеально вписавшиеся в образ

Эти актрисы идеально вписались в образы пугающих, но красивых ведьм

Cosmopolitan
Победитель Grammy Imanbek: «Рад, что не поехал на вручение премии» Победитель Grammy Imanbek: «Рад, что не поехал на вручение премии»

Imanbek — о том, как он шел к победе на Grammy и чем планирует заниматься дальше

Cosmopolitan
«Приходится быть громче, чтобы тебя услышали»: продюсер Мэрил Дэвис — о том, как женщины меняют киноиндустрию «Приходится быть громче, чтобы тебя услышали»: продюсер Мэрил Дэвис — о том, как женщины меняют киноиндустрию

Мэрил Дэвис — о женщинах в Голливуде и космосе

Forbes
Больше, чем поэт Больше, чем поэт

Как русская девочка стала английским поэтом-миллионером

Tatler
Запредельная красота Запредельная красота

Как с помощью бьюти-процедур люди пытаются решить психологические проблемы

Лиза
Как за 5 минут выучить что угодно навсегда Как за 5 минут выучить что угодно навсегда

Метод флэш-карточек — лучший способ тренировать память

Inc.
Герои книг на приеме у психотерапевта: о чем рассказывает «Превращение» Франца Кафки Герои книг на приеме у психотерапевта: о чем рассказывает «Превращение» Франца Кафки

Что, если бы литературные герои обратились вовремя к психотерапевту?

Forbes
14 признаков того, что отношения развиваются так, как надо 14 признаков того, что отношения развиваются так, как надо

Как убедиться, что ваш союз крепнет, а близость между вами усиливается

Psychologies
Ген жирафа защитил мышей от гипертонии и сделал их кости прочнее Ген жирафа защитил мышей от гипертонии и сделал их кости прочнее

Биологи выявили гены, которые позволяют жирафам решать физиологические проблемы

N+1
Крах среди ясного неба Крах среди ясного неба

Игорь Гулин об «Июльском дожде» как прощании с оттепелью

Weekend
Развал «Свалки»: что стало с бизнесом выходцев из Qiwi и BlaBlaCar и почему всё пошло не так Развал «Свалки»: что стало с бизнесом выходцев из Qiwi и BlaBlaCar и почему всё пошло не так

История «Свалки» — сервиса по вывозу вещей, который развалился

VC.RU
В чем разница между любовью и дружбой? В чем разница между любовью и дружбой?

Как понять, что мы испытываем к другому — любовь или дружбу?

Psychologies
Интервью с Daniel Shake и О!Марго Интервью с Daniel Shake и О!Марго

Daniel Shake и О!Марго о своем дуэте, новых песнях и творческой свободе

СНОБ
Неожиданный дуэт Неожиданный дуэт

Интервью Мари Краймбрери с Константином Хабенским

OK!
В видоискателе — животный мир В видоискателе — животный мир

Как стать фотографом-натуралистом?

Наука и жизнь
Одышка и несварение: 7 признаков рака яичников, которые не принимают всерьез Одышка и несварение: 7 признаков рака яичников, которые не принимают всерьез

Рак яичников часто протекает незаметно

Cosmopolitan
Триатлон спецназначения: как готовят краповых беретов Триатлон спецназначения: как готовят краповых беретов

Триатлон специального назначения – комплексное испытание спецназовцев

Популярная механика
О чем говорит ваш сон? 5 способов найти ответ О чем говорит ваш сон? 5 способов найти ответ

Как разгадать загадки своих снов?

Psychologies
Деньги, браки, а счастья нет: трагическая судьба Элизабет Тейлор Деньги, браки, а счастья нет: трагическая судьба Элизабет Тейлор

У Элизабет было все: роли, мужья, дети, состояние... Но была ли она счастлива?

Cosmopolitan
Метаболическая диета: ускоряем обмен веществ! Метаболическая диета: ускоряем обмен веществ!

Специальную диету, которая поможет тебе нормализовать метаболизм

Cosmopolitan
Был ли прототип у Воланда из «Мастера и Маргариты»? Был ли прототип у Воланда из «Мастера и Маргариты»?

Правда ли, что протатип Воланда из «Мастера и Маргариты» — Мефистофель?

Культура.РФ
«Нос, или Заговор «не таких» Андрея Хржановского: грандиозная киноопера про силу искусства «Нос, или Заговор «не таких» Андрея Хржановского: грандиозная киноопера про силу искусства

Чего стоит ждать от анимационного проекта, на реализацию которого ушло 50 лет

Forbes
Открыть в приложении