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 шагов к развитию эмоционального интеллекта 6 шагов к развитию эмоционального интеллекта

Как научиться понимать других – и как сделать так, чтобы они лучше понимали нас

Psychologies
«Золотой глобус» — 2021: кто победил и нужна ли вообще эта премия «Золотой глобус» — 2021: кто победил и нужна ли вообще эта премия

Почему миру, по сути, больше не нужен «Золотой глобус»?

Forbes
10 самых смертельных природных катаклизмов в истории человечества 10 самых смертельных природных катаклизмов в истории человечества

Какое же событие подвергло человечество наибольшей опасности

Популярная механика
Простые способы угробить репутацию (а потом ее восстановить) Простые способы угробить репутацию (а потом ее восстановить)

Зачем репутации целый институт и как это касается тебя

Maxim
Ешь, молись и изучай папоротники: 3 лучших романа Элизабет Гилберт Ешь, молись и изучай папоротники: 3 лучших романа Элизабет Гилберт

Главные книги американской писательницы Элизабет Гилберт

Cosmopolitan
В любых долгосрочных отношениях есть эта сложная фаза. Как ее пережить? В любых долгосрочных отношениях есть эта сложная фаза. Как ее пережить?

Какой этап отношений дается партнерам сложнее всего?

Psychologies
Глобальный сдвиг или глубочайший кризис: каким будет 2021 год Глобальный сдвиг или глубочайший кризис: каким будет 2021 год

Список главных трендов года

РБК
125 лет психоанализу: Как Зигмунд Фрейд изменил психотерапию 125 лет психоанализу: Как Зигмунд Фрейд изменил психотерапию

Главные открытия Фрейда, навсегда изменившие психологию

Популярная механика
Охранники, дроны и обман папарацци: сколько стоит безопасность принца Гарри и Меган Маркл Охранники, дроны и обман папарацци: сколько стоит безопасность принца Гарри и Меган Маркл

Ежегодный счет за охрану принца Гарри и Меган Маркл может достигать $2-3 млн

Forbes
Шаг в сторону Шаг в сторону

Турция – это гораздо больше, чем пляжи Антальи и виды Стамбула

Лиза
Ручные инвестиции: как в Кремле пытаются подстегнуть экономический рост Ручные инвестиции: как в Кремле пытаются подстегнуть экономический рост

Власть пытается стимулировать импортозамещение и крупные экспортные проекты

Forbes
Большинству предпринимателей не нужны инвестиции. Вот что им нужно на самом деле Большинству предпринимателей не нужны инвестиции. Вот что им нужно на самом деле

Что важно знать инвесторам, поддерживающим молодые, многообещающие компании?

Inc.
Невымирающий вид Невымирающий вид

Lada Niva Travel – уже не пирожок, но все еще Niva

Популярная механика
Мария Евневич Мария Евневич

Совладелица первого «Максидом» ведет экспансию петербургского бренда по России

Собака.ru
«Жизнь и удивительные приключения астронома Субботиной» «Жизнь и удивительные приключения астронома Субботиной»

Отрывок из книги, посвященный работе над книгой «История кометы Галлея»

N+1
Может ли Бог двигаться быстрее скорости света и быть в двух местах одновременно: мнение физиков Может ли Бог двигаться быстрее скорости света и быть в двух местах одновременно: мнение физиков

Может ли Бог быть связан законами физики нашего мироздания, и если да – то как?

Популярная механика
Можно ли исправить абьюзера? Можно ли исправить абьюзера?

Можно ли изменить «токсичных» людей?

Psychologies
Правила жизни Петра Мамонова Правила жизни Петра Мамонова

Правила жизни актера и музыканта Петра Мамонова

Esquire
«Гарри Поттер» и 13 тайных поворотов сюжета, которые замечают не все «Гарри Поттер» и 13 тайных поворотов сюжета, которые замечают не все

Детали, которые ты могла не заметить, когда читала или смотрела «Гарри Поттера»

Cosmopolitan
Женщина перестала заниматься домом, чтобы проучить ленивого мужа Женщина перестала заниматься домом, чтобы проучить ленивого мужа

Помогает ли вам по хозяйству партнер? Участвуют ли дети в домашних делах?

Psychologies
О любви и работе: журналисты Тихон Дзядко и Катерина Котрикадзе в новом сезоне подкаста Forbes «Тандемократия» О любви и работе: журналисты Тихон Дзядко и Катерина Котрикадзе в новом сезоне подкаста Forbes «Тандемократия»

Семейная пара — о том, как совмещают семью и работу

Forbes
Первичный фосфор для первичной жизни Первичный фосфор для первичной жизни

Aосфор — один из важнейших химических элементов, из которых строятся организмы

Наука и жизнь
У скифов Причерноморья обнаружили признаки оседлого уклада У скифов Причерноморья обнаружили признаки оседлого уклада

Изотопный анализ указал на сосуществование земледельцев и скотоводов-кочевников

N+1
«Компании, которые работают „как все“, вымрут». Основатель сервиса «Самокат» Родион Шишков — о будущем фудтеха и главных трендах ретейла «Компании, которые работают „как все“, вымрут». Основатель сервиса «Самокат» Родион Шишков — о будущем фудтеха и главных трендах ретейла

Основатель «Самоката» — о трендах фудтеха и о том, как поспевать за изменениями

Inc.
Миграция в виртуальную реальность и переселение на другие планеты произойдут быстрее, чем вы думаете Миграция в виртуальную реальность и переселение на другие планеты произойдут быстрее, чем вы думаете

Отрывок из книги «Будущее быстрее, чем вы думаете» Питера Диамандис

Inc.
Продавец, политик, тамада: кем работают участники шоу «Каникулы в Мексике» Продавец, политик, тамада: кем работают участники шоу «Каникулы в Мексике»

Реалити-шоу «Каникулы в Мексике» оставило яркий след в сердцах поклонников

Cosmopolitan
Художница Нана Тотибадзе — о пирах из детства и героях своих работ Художница Нана Тотибадзе — о пирах из детства и героях своих работ

В работах Наны Тотибадзе звери проживают человеческие жизни

РБК
10 признаков того, что ты — умная женщина 10 признаков того, что ты — умная женщина

Не лгать себе, быть проницательной и другие признаки мудрой женщины

Cosmopolitan
Дрон мечты: как запрет на технологии из Китая помог американскому производителю беспилотников Дрон мечты: как запрет на технологии из Китая помог американскому производителю беспилотников

Как стартап создает такие дроны, о которых можно прочитать в научной фантастике

Forbes
К черту диеты: 10 фильмов, которые научат правильно любить себя К черту диеты: 10 фильмов, которые научат правильно любить себя

Фильмы, которые покажут, как принимать себя и не выискивать в себе недостатки

Cosmopolitan
Открыть в приложении