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

6 реальных историй бывших пленников 6 реальных историй бывших пленников

Жертвы этих маньяков были похищены и провели в плену много лет

Популярная механика
Как проходят уроки литературы в школах Как проходят уроки литературы в школах

Отрывок из книги Риммы Раппопорт «Читай не хочу»

СНОБ
Космические тоннели Космические тоннели

Существуют ли кротовые норы?

Популярная механика
Суперпозиция электронного состояния изменила свойства тормозного излучения Суперпозиция электронного состояния изменила свойства тормозного излучения

Физики рассчитали рассеяние электрона на атоме углерода и на нано-ондуляторе

N+1
Эмоциональные качели: как обрести спокойствие Эмоциональные качели: как обрести спокойствие

Все мы испытываем эмоции, и это абсолютно нормально

Лиза
Что мешает похудеть именно вам? Что мешает похудеть именно вам?

Как выйти из замкнутого круга тем, кто не может похудеть

Здоровье
Исследование: 59% женщин-руководителей жертвуют семьей ради карьеры Исследование: 59% женщин-руководителей жертвуют семьей ради карьеры

Женщины привыкли рассчитывать только на себя и сталкиваются с дискриминацией

Forbes
Роботизированный телескоп нашел три горячих юпитера с распухшими атмосферами Роботизированный телескоп нашел три горячих юпитера с распухшими атмосферами

Система NGTS открыла четыре новых газовых гиганта

N+1
«Месмеризм и конец эпохи Просвещения во Франции» «Месмеризм и конец эпохи Просвещения во Франции»

Как представляли себе устройство мира ученые конца XVIII века

N+1
5 способов вкусно приготовить блины 5 способов вкусно приготовить блины

Пусть блины приносят не только калории, но и жизненный опыт

GQ
Как корабль назовешь Как корабль назовешь

Тихон Жизневский — о том, как стал первым российским супергероем

OK!
Как заснуть снова, если проснулся среди ночи? Как заснуть снова, если проснулся среди ночи?

Работающая техника по засыпанию от американских психологов

Maxim
Мужская крепость Мужская крепость

Брутальный мужской интерьер для холостяка

SALON-Interior
«Все будет хорошо»: что не так с этим выражением «Все будет хорошо»: что не так с этим выражением

«Все будет хорошо», — фраза, обесценивающая чужие переживания

Psychologies
Subaru XV 2021. Чуть больше мощности и стиля Subaru XV 2021. Чуть больше мощности и стиля

Обновлённый Subaru XV 2021 появился в российских шоурумах

4x4 Club
Художник превратился в торговца и перестал этого стесняться. Как соцсети подарили искусство народу Художник превратился в торговца и перестал этого стесняться. Как соцсети подарили искусство народу

Маркетинг и культура уже не исключают друг друга и смешались между собой

Esquire
Мудборд: как носить кожаные куртки — берем пример с Дэвида Боуи, Марлона Брандо и Брэда Питта Мудборд: как носить кожаные куртки — берем пример с Дэвида Боуи, Марлона Брандо и Брэда Питта

Кожаная куртка — самый мужественный вариант верхней одежды

Esquire
Умная колонка подслушала сердцебиение Умная колонка подслушала сердцебиение

Это позволяет отслеживать нарушения вариабельности сердечного ритма

N+1
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
Исследование: перевод на руководящие должности самых самостоятельных сотрудников может навредить их карьере и всей компании Исследование: перевод на руководящие должности самых самостоятельных сотрудников может навредить их карьере и всей компании

Какие сотрудники могут потенциально столкнуться с разочарованием от повышения

Inc.
4 обстоятельства, которые могут встать на пути к карьере мечты 4 обстоятельства, которые могут встать на пути к карьере мечты

С какими дилеммами приходится сталкиваться на пути к карьерным высотам?

Psychologies
Как защититься от укуса собаки, насекомого, змеи и человека Как защититься от укуса собаки, насекомого, змеи и человека

Что делать с укусами других существ, пока мы сами не обзавелись панцирем?

Maxim
Астероид Лесков Астероид Лесков

В вакуумном безмолвии космической бесконечности движется астероид номер 4741

Наука и жизнь
Бактерии в офисе: где их больше всего? Бактерии в офисе: где их больше всего?

Разбираемся, где именно собирается больше всего бактерий в типичном офисе

CHIP
Уверенность и сила Уверенность и сила

Мэй Маск поделилась своим мнением о том, как воспитать детей успешными людьми

OK!
Встречалась с русским принцем и не только: как Коко Шанель связана с Россией Встречалась с русским принцем и не только: как Коко Шанель связана с Россией

Россия сыграла немаловажную роль в жизни легендарной Коко Шанель

Cosmopolitan
3 научных способа повысить креативность 3 научных способа повысить креативность

Как все-таки заставить наш мозг работать на нас, когда дело касается творчества?

Psychologies
Пермские боги Пермские боги

Скульптуры в православии — явление необычное

Культура.РФ
Импорт биотического опыления связали с утратой биоразнообразия Импорт биотического опыления связали с утратой биоразнообразия

Бразильские ученые предложили концепцию виртуального опыления

N+1
Ольга Бузова: «Мое место никто не займет» Ольга Бузова: «Мое место никто не займет»

Ольга Бузова рассказала о том, как относится к денежным подаркам

ЖАРА Magazine
Открыть в приложении