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

Как очистить кэш Яндекс Браузера на ПК и смартфоне Как очистить кэш Яндекс Браузера на ПК и смартфоне

Несколько способов очистить кэш браузера Яндекс

CHIP
Звезда «Студии 54», модель Хельмута Ньютона и королева ювелирного дизайна: что нужно знать об Эльзе Перетти Звезда «Студии 54», модель Хельмута Ньютона и королева ювелирного дизайна: что нужно знать об Эльзе Перетти

Что стоит знать о работе Эльзы Перетти, а также о ее модельной карьере

Esquire
Голоса. Как учат разговаривать голосовые помощники Голоса. Как учат разговаривать голосовые помощники

Как из машины делают личность

Популярная механика
Ювелиры-шахматисты XIII века Ювелиры-шахматисты XIII века

Археологи нашли усадьбы двух ювелиров, которые любили играть в шахматы

Наука и жизнь
История «интернет-королевы» Мэри Микер: инвестор, которая предсказывает будущее Кремниевой долины История «интернет-королевы» Мэри Микер: инвестор, которая предсказывает будущее Кремниевой долины

Мэри Микер предсказала бум доткомов и пережила их крах

VC.RU
Фильм «Поездка в Америку 2» – во всех отношениях бездарное кино Фильм «Поездка в Америку 2» – во всех отношениях бездарное кино

Картина наглядно демонстрирует, почему Эдди Мерфи в какой-то момент ушел из кино

GQ
Бум цифрового искусства: как селебрити и художники стали зарабатывать миллионы на продаже своих гифок Бум цифрового искусства: как селебрити и художники стали зарабатывать миллионы на продаже своих гифок

Как благодаря художникам в четыре раза вырос рынок NFT

Forbes
Закончи это немедленно! Закончи это немедленно!

Почему ты за многое берешься и ничего не доводишь до конца

Лиза
Искалеченное детство: Ходченкова, Чехова и другие звезды, которые не любят отцов Искалеченное детство: Ходченкова, Чехова и другие звезды, которые не любят отцов

Многие российские знаменитости выросли в неполных семьях без отцовской любви

Cosmopolitan
Разбор «Марсианина»: Марс, наука, политика Разбор «Марсианина»: Марс, наука, политика

Что в фильме «Марсианин» выдумка, а что похоже на реальность?

Популярная механика
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
«Во сне я без страха пою и танцую»: рассказ об Исламской революции в Алжире через истории женщин «Во сне я без страха пою и танцую»: рассказ об Исламской революции в Алжире через истории женщин

«Лапочка» — первый полный метр франко-алжирского режиссера Мунии Меддур

Forbes
Невралгия: почему возникают мышечные зажимы, чем они опасны, как с ними бороться Невралгия: почему возникают мышечные зажимы, чем они опасны, как с ними бороться

Как распознать невралгию

Cosmopolitan
10 интересных фактов об МГУ 10 интересных фактов об МГУ

Почему Афанасий Фет плевал на двери МГУ?

Культура.РФ
Политическая облава: как власть пытается покончить с внесистемной оппозицией Политическая облава: как власть пытается покончить с внесистемной оппозицией

Наступило время уничтожения внесистемной оппозиции как явления

Forbes
Семейная терапия Семейная терапия

Одинокий подросток: опасности и поддержка

СНОБ
6 классических военных стратегий для налаживания семейной и личной жизни 6 классических военных стратегий для налаживания семейной и личной жизни

Как мужчине отстоять свои интересы в паре?

Maxim
Пелена на глазах: бывают ли отношения без ревности Пелена на глазах: бывают ли отношения без ревности

Словно тень, ревность кажется неотъемлемой частью интимной связи

СНОБ
6 качеств хорошего отца: как себя вести, чтобы дочь не выросла бедной и одинокой 6 качеств хорошего отца: как себя вести, чтобы дочь не выросла бедной и одинокой

Что отцы должны делать для своих дочерей?

Cosmopolitan
10 самых уродливых животных, находящихся на грани вымирания 10 самых уродливых животных, находящихся на грани вымирания

Эти странные животные находятся на грани вымирания и ждут помощи от человека

Популярная механика

Глава из книги о детском чтении, посвященная проблеме дислексии

Esquire
Как отличить материнскую усталость от послеродовой депрессии Как отличить материнскую усталость от послеродовой депрессии

Можем ли мы сами заметить, когда молодой маме уже не обойтись без помощи врача?

Psychologies
Побороть дракона… и хорошенько выспаться Побороть дракона… и хорошенько выспаться

Как «приручить» преграды на пути от «хочу» до «делаю»

Psychologies
Летящая на волне Летящая на волне

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

Популярная механика
4 вида эпиляции, которые избавят от волос навсегда 4 вида эпиляции, которые избавят от волос навсегда

Можно ли сделать кожу идеально гладкой на всю жизнь и стоит ли игра свеч?

Cosmopolitan
Дело рук Дело рук

Отвечаем на самые популярные вопросы об остеопатии и её пользе

Glamour
Ученые смоделировали работу шестерней Антикитерского механизма Ученые смоделировали работу шестерней Антикитерского механизма

Антикитерский механизм — античный прибор для расчета движения небесных тел

N+1
«Держать город Кронштадт под обстрелом и день, и ночь» «Держать город Кронштадт под обстрелом и день, и ночь»

100 лет назад был подавлен крупнейший очаг сопротивления монополии на власть

Дилетант
Нейросеть научилась генерировать несколько миллиардов слов в день. И будет ещё больше Нейросеть научилась генерировать несколько миллиардов слов в день. И будет ещё больше

Нейросети создают тексты гораздо быстрее, чем люди

Популярная механика
В видоискателе — животный мир В видоискателе — животный мир

Как стать фотографом-натуралистом?

Наука и жизнь
Открыть в приложении