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 безумный Майк Хьюз отправился за славой и погиб Как безумный Майк Хьюз отправился за славой и погиб

Пустыня Мохаве что-то шептала в темноте, пока Безумный Майк готовился к полету

Популярная механика
Электронные слуги народа Электронные слуги народа

Антивирусные ограничения подстегнули цифровизацию государства

Эксперт
Сила воли: что мешает нам добиваться цели Сила воли: что мешает нам добиваться цели

Проблема отсутствия силы воли – в образе жизни, который ее ослабляет

Psychologies
Ланкаширский хилер Ланкаширский хилер

Ланкаширский хилер — очень забавная и симпатичная собака

Weekend
Любовь — не чувство, а выбор, и вот почему Любовь — не чувство, а выбор, и вот почему

Любовь — это выбор и действие?

Psychologies
Предупреждение для игроков: о чем говорит крах фонда Archegos Capital Предупреждение для игроков: о чем говорит крах фонда Archegos Capital

Триггером краха на рынке может стать любая плохая новость

Forbes
Введение к книге Владислава Иноземцева «Экономика без догм» Введение к книге Владислава Иноземцева «Экономика без догм»

О «новой экономике» и ее признаках, а также прогнозы основных трендов финсистемы

СНОБ
Какая технология унесла больше всех жизней: отвечают историки и социологи Какая технология унесла больше всех жизней: отвечают историки и социологи

Какая инновация убила больше всего людей?

Популярная механика
Постлюбовная реабилитация: как забыть не отвечающую взаимностью девушку Постлюбовная реабилитация: как забыть не отвечающую взаимностью девушку

Прочти, прежде чем броситься с моста под поезд из-за невзаимной любви

Maxim
Новая гипотеза происхождения Омуамуа объясняет все странности межзвездного Новая гипотеза происхождения Омуамуа объясняет все странности межзвездного

Ученые разработали гипотезу происхождения Омуамуа, объясняющую его поведение

Популярная механика
Еще 5 фильмов ужасов, основанных на реальных событиях Еще 5 фильмов ужасов, основанных на реальных событиях

Тот самый момент, когда жизнь страшнее любого вымысла

Maxim
10 самых плохих российских фильмов. Издание третье, исправленное и дополненное 10 самых плохих российских фильмов. Издание третье, исправленное и дополненное

Отечественное кино не прекращает попыток нащупать дно

Maxim
IceCube увидел следы резонанса Глэшоу IceCube увидел следы резонанса Глэшоу

Это открытие поможет изучить источники астрофизических нейтрино

N+1
Быстрый и богатый Быстрый и богатый

Этот человек сделал одну из самых головокружительных карьер ХХ века

Maxim
Раек и адок Раек и адок

На экраны выходит фильм Андрея Хржановского «Нос, или Заговор “не таких”»

СНОБ
5 интересных научно-фантастических романа, где главными героями выступают ученые 5 интересных научно-фантастических романа, где главными героями выступают ученые

Фантастические романы, которые показывают, что наука — это приключение

Популярная механика

Как историей Гагарина вдохновлялись музыканты, кинематографисты и художники

Esquire
44 ребенка к 39 годам: история самой многодетной матери из ныне живущих 44 ребенка к 39 годам: история самой многодетной матери из ныне живущих

Как живет самая многодетная мать на планете?

Cosmopolitan
5 хитов Башкирии 5 хитов Башкирии

От горнолыжных курортов до горячих источников – все развлечения Башкирии

Лиза
Твердая отцовская рука: 7 способов наказать ребенка без ремня Твердая отцовская рука: 7 способов наказать ребенка без ремня

Что делать, когда тебя просят поговорить с сыном «по-мужски, чтобы он понял»

Maxim
Актрисы Дарья Мельникова и Клавдия Коршунова: Прийти в детский хоспис значит посмотреть страху в глаза Актрисы Дарья Мельникова и Клавдия Коршунова: Прийти в детский хоспис значит посмотреть страху в глаза

Дарья Мельникова и Клавдия Коршунова — о спектакле «Мам, а кто это на фото?»

СНОБ
Нет денег на стильный гардероб? Придайте любимым вещам новое дыхание Нет денег на стильный гардероб? Придайте любимым вещам новое дыхание

Обязательно ли менять весь гардероб, чтобы не отставать от трендов?

Psychologies
Глобальное обезлесение и сопровождающую его международную торговлю нанесли на карту Глобальное обезлесение и сопровождающую его международную торговлю нанесли на карту

Потребление товаров жителем развитых стран уничтожает четыре дерева в год

N+1
Без купюр Без купюр

Актёр Хью Джекман о том, почему ему надоела роль супергероя

Grazia
Зачем мы смотрим фильмы про мир после конца света? Зачем мы смотрим фильмы про мир после конца света?

Психоаналитик рассказывает, почему мы любим постапокалипсис

Psychologies
Редкая доисторическая булавка поможет изучить быт древних аборигенов Австралии Редкая доисторическая булавка поможет изучить быт древних аборигенов Австралии

Сообщества коренного населения континента все чаще сотрудничают с археологами

N+1
Отрывок из книги «Демонтаж коммунизма» Отрывок из книги «Демонтаж коммунизма»

Процесс и причины распада Советского Союза и чего удалось добиться за эти 30 лет

СНОБ
Топ-5 секретов красоты Кейт Миддлтон: бьюти-средства доступны каждой девушке Топ-5 секретов красоты Кейт Миддлтон: бьюти-средства доступны каждой девушке

Бьюти-лайфхаками жены принца Уильяма

Cosmopolitan
Хабенский, Шепелев и другие мужчины, которые обрели счастье после гибели жены Хабенский, Шепелев и другие мужчины, которые обрели счастье после гибели жены

Знаменитости, которые потеряли жён, но потом встретили свое счастье

Cosmopolitan
Slava Marlow: «Идолами занимаются лейблы» Slava Marlow: «Идолами занимаются лейблы»

Юный фанат взял интервью у Slava Marlow

ЖАРА Magazine
Открыть в приложении