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 часто нужно менять термопасту на процессоре? Как часто нужно менять термопасту на процессоре?

Нужно ли профилактически менять термопасту на процессоре?

CHIP
Как сохранить и улучшить зрение при помощи практик цигун Как сохранить и улучшить зрение при помощи практик цигун

Всегда ли с возрастом снижается острота зрения?

Psychologies
Космические тоннели Космические тоннели

Существуют ли кротовые норы?

Популярная механика
Счастье на чужбине: Курникова, Водянова и другие звезды в браках с иностранцами Счастье на чужбине: Курникова, Водянова и другие звезды в браках с иностранцами

Разные языки, обычаи и культура не преграда для настоящих и искренних чувств

Cosmopolitan
Ученые назвали 5 причин, по которым спать на работе полезно Ученые назвали 5 причин, по которым спать на работе полезно

Новые исследования рекомендуют работникам интеллектуального труда спать днем

Maxim
Соседи по винограднику Соседи по винограднику

Винные деревни Бароло и Барбареско

Вокруг света
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
После деления в нейронах оказалось много одноцепочечных разрывов ДНК После деления в нейронах оказалось много одноцепочечных разрывов ДНК

В нейронах происходит большое количество одноцепочечных разрывов после деления

N+1
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
Разводиться или нет? Разбираемся с психологом Разводиться или нет? Разбираемся с психологом

Как понять, когда стоит пытаться спасти брак, а когда лучше разойтись?

РБК
Польза и вред граната: 9 научных фактов Польза и вред граната: 9 научных фактов

«Король фруктов» — что о нем надо знать, чем он полезен и как его выбрать?

РБК
«Проблемы с эмпатией». Возможна ли российская оппозиция без Навального «Проблемы с эмпатией». Возможна ли российская оппозиция без Навального

Получится ли у оставшихся лидеров ФБК* справится с ролью публичных политиков

СНОБ
«Я этого достигла»: что российские предпринимательницы считают своими личными победами «Я этого достигла»: что российские предпринимательницы считают своими личными победами

Наши героини рассказывают о своих профессиональных достижениях

Forbes
3D-моделирование помогло прочитать древнерусские надписи на стенах собора 3D-моделирование помогло прочитать древнерусские надписи на стенах собора

Ученые смогли восстановить текст древнейшего памятника письменности

Популярная механика
Партнер пропал без объяснений: как себя вести, если вы стали жертвой гостинга Партнер пропал без объяснений: как себя вести, если вы стали жертвой гостинга

Как быть, если партнер ушел по-английски, не прощаясь?

Psychologies
Свекровь вмешивается в отношения: кому это выгодно и почему? Свекровь вмешивается в отношения: кому это выгодно и почему?

Что делать, если свекровь вторгается в ваши отношения с мужем

Psychologies
Специалист по смерти Специалист по смерти

Может быть, перед вами будущий ученый с мировым именем?

СНОБ
Наземные телескопы отыскали убегающую из галактики сверхмассивную черную дыру Наземные телескопы отыскали убегающую из галактики сверхмассивную черную дыру

Эта сверхмассивная черная дыра находится внутри спиральной галактики J0437+2456

N+1
История одной песни: «Macarena» Los del Rio, 1995 История одной песни: «Macarena» Los del Rio, 1995

33 года ушло у дуэта Los del Rio, чтобы родить свой единственный хит

Maxim
А он мне нравится А он мне нравится

Психолог: как решиться заговорить с мужчиной и обратить на себя внимание

Лиза
«Это не нарциссизм»: Эдит Эгер — о том, как влюбиться в себя и справиться с чувством вины «Это не нарциссизм»: Эдит Эгер — о том, как влюбиться в себя и справиться с чувством вины

Отрывок из книги Эдит Эгер «Дар» — как руководить собой?

Forbes
10 технологий будущего, зарождающихся уже сегодня 10 технологий будущего, зарождающихся уже сегодня

Новые технологии появляются каждый год, неизменно приближая будущее

Популярная механика
Отдай духи! Что делать, если мужчина требует вернуть подарок? Отдай духи! Что делать, если мужчина требует вернуть подарок?

Неужели представители «сильного пола» готовы сражаться за духи и цепочки?

Cosmopolitan
Природа изменений Природа изменений

Как глобальное потепление отражается на нашей жизни и образе мыслей

РБК
Криптовесна в искусстве: как художники из СНГ стали зарабатывать десятки тысяч долларов за счет бума NFT Криптовесна в искусстве: как художники из СНГ стали зарабатывать десятки тысяч долларов за счет бума NFT

Как русскоязычные художники нашли новый способ монетизировать свое искусство

Forbes
Омниканальная мода Омниканальная мода

Российская индустрия моды стагнирует

Эксперт
Размер не имеет значения? Откровенные истории о больших и маленьких сюрпризах Размер не имеет значения? Откровенные истории о больших и маленьких сюрпризах

Наши героини поведали свои истории о нестандартных членах

Cosmopolitan
Хотите стать счастливее? Учите иностранные языки Хотите стать счастливее? Учите иностранные языки

Почему стоит учить языки ради собственного удовольствия

Psychologies
Исследование: долгая дорога на работу вредит продуктивности сотрудников и снижает количество инноваций в компаниях Исследование: долгая дорога на работу вредит продуктивности сотрудников и снижает количество инноваций в компаниях

Чем дальше от офиса живет сотрудник, тем меньше инноваций он внедряет в компании

Inc.
Пьяные мыши потеряли координацию из-за окисления спирта в мозжечке Пьяные мыши потеряли координацию из-за окисления спирта в мозжечке

Фермент ацетальдегиддегидрогеназа — виновник моторных нарушений у выпивших мышей

N+1
Открыть в приложении