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 люди впадают в кому — история футболиста, пролежавшего в ней 39 лет Как люди впадают в кому — история футболиста, пролежавшего в ней 39 лет

Что такое кома и как складывается судьба людей, переживших её?

Популярная механика
Ученые смоделировали работу шестерней Антикитерского механизма Ученые смоделировали работу шестерней Антикитерского механизма

Антикитерский механизм — античный прибор для расчета движения небесных тел

N+1
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
Почему жертва не «сама виновата»: объясняем в картинках Почему жертва не «сама виновата»: объясняем в картинках

Объясняем на примере сериалов и фильмов, почему «сама виновата» — полная чушь

Cosmopolitan
Похудеть за неделю: 7 способов, которые не навредят здоровью Похудеть за неделю: 7 способов, которые не навредят здоровью

Как скинуть несколько лишних килограммов в кратчайшие сроки?

Cosmopolitan
Сотни миллионов продаж и место в списке лучших вещей в мире: почему книжный шкаф «Билли» от IKEA стал популярным Сотни миллионов продаж и место в списке лучших вещей в мире: почему книжный шкаф «Билли» от IKEA стал популярным

Почему шкаф «Билли» от IKEA стал популярным

VC.RU
«Бабуля, садись!»: позволим детям взрослеть «Бабуля, садись!»: позволим детям взрослеть

Хотите, чтобы дети выросли успешными и счастливыми?

Psychologies
Анатолий и Ирина Седых: 10 лет в «Арт-овраге» Анатолий и Ирина Седых: 10 лет в «Арт-овраге»

Основатели «Арт-оврага» создали самое яркое событие в культурной жизни России

СНОБ
10 технологий будущего, зарождающихся уже сегодня 10 технологий будущего, зарождающихся уже сегодня

Новые технологии появляются каждый год, неизменно приближая будущее

Популярная механика
Как спит Илон Маск и сколько отдыха нужно для здоровья и продуктивности Как спит Илон Маск и сколько отдыха нужно для здоровья и продуктивности

В чем секрет Илона Маска, может ли такой режим отдыха подойти обычному человеку

РБК
«Вечная блондинка» Голливуда: как поменялась Риз Уизерспун за почти 30 лет «Вечная блондинка» Голливуда: как поменялась Риз Уизерспун за почти 30 лет

Давай вспомним, как красотка Риз Уизерспун менялась с годами!

Cosmopolitan
Детство, отрочество, феминизм Детство, отрочество, феминизм

Анна Толстова о Юлии Цветковой как символе нового российского активизма

Weekend
Ироничные рекламные видео учат родителей «заботливо» снижать самооценку дочерей Ироничные рекламные видео учат родителей «заботливо» снижать самооценку дочерей

Взглянуть на себя со стороны поможет новая серия рекламных роликов

Psychologies
5 простых способов ускорить работу Windows 5 простых способов ускорить работу Windows

Сделай это — и тебе даже не придется покупать новый компьютер

Maxim
Космическая рыбалка: как поймать нейтрино в байкальской воде Космическая рыбалка: как поймать нейтрино в байкальской воде

В Байкале был запущен телескоп, который сможет больше рассказать о космосе

Forbes
Почему тебе постоянно хочется сладкого? Вся правда о брутальных сладкоежках Почему тебе постоянно хочется сладкого? Вся правда о брутальных сладкоежках

Когда даже табак для кальяна выбираешь со вкусом вишневого пирога

Playboy
Королева любой тусовки — бехеровка: как правильно пить культовый чешский ликер Королева любой тусовки — бехеровка: как правильно пить культовый чешский ликер

История создания, традиции употребления и самые популярные коктейли с Бехеровкой

Playboy
«Мы изранены!»: Меган Маркл, Наоми Кэмпбелл и другие звезды, пережившие расизм «Мы изранены!»: Меган Маркл, Наоми Кэмпбелл и другие звезды, пережившие расизм

В нашем многогранном мире до сих пор встречаются случаи нетерпимости

Cosmopolitan
3 практики для борьбы с негативом 3 практики для борьбы с негативом

Практики осознанности поддерживают нас, когда тревога не дает дышать

Psychologies
«Русские коммунисты» и «секс-трон» отца: Vanity Fair рассказал о «сексе, деньгах, наркотиках и предательстве» в семье Арми Хаммера «Русские коммунисты» и «секс-трон» отца: Vanity Fair рассказал о «сексе, деньгах, наркотиках и предательстве» в семье Арми Хаммера

Большой профайл на актера Арми Хаммера

Esquire
Особенное счастье Особенное счастье

Истории мам особенных ребят

Лиза
О, дивный новый мир: что поражает менеджера после ухода из корпорации в стартап О, дивный новый мир: что поражает менеджера после ухода из корпорации в стартап

Как можно сменить дорогой офис на комнату в подвале рынка

Forbes
«Что выросло, то выросло»: родителям пора перестать во всем себя винить «Что выросло, то выросло»: родителям пора перестать во всем себя винить

На формирование ребенка, помимо родителей, влияет множество факторов

Psychologies
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
IPO с нулевой суммой IPO с нулевой суммой

Кто платит за праздник доходностей на рынке первичных размещений

Forbes
Юность и миллиарды: Ксения Дели и другие молодые жены олигархов Юность и миллиарды: Ксения Дели и другие молодые жены олигархов

У мужей наших героинь пробивается седина, но разве это препятствие для любви?

Cosmopolitan
Индийские женщины в знак протеста фотографируются в рваных джинсах Индийские женщины в знак протеста фотографируются в рваных джинсах

Протестная инициатива индийских женщин — флешмоб #RippedJeansTwitter

Psychologies
Профессии без высшего образования: 10 вариантов для тех, кто хочет хорошую зарплату Профессии без высшего образования: 10 вариантов для тех, кто хочет хорошую зарплату

Куда можно податься без бумажки о высшем образовании

Playboy
Геологи реконструировали историю разделения Антарктиды и Южной Америки Геологи реконструировали историю разделения Антарктиды и Южной Америки

Ученые реконструировали тектоническую историю Анатрктиды

N+1
Как ИИ незаметно для пользователей проник в продукты Mail.ru Group Как ИИ незаметно для пользователей проник в продукты Mail.ru Group

Как ИИ пришел в сервисы Mail.ru Group еще более чем 15 лет назад

Inc.
Открыть в приложении