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 реновация Москвы не стала османизацией Парижа Как реновация Москвы не стала османизацией Парижа

Как происходит благоустройство городов и как горожане присваивают районы

N+1
Лучшие игры внутри самих игр Лучшие игры внутри самих игр

Казалось бы — глупо заходить в игру, чтобы в ней найти другу игру, поменьше

Maxim
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
Убита сыном, умерла от голода: самые трагичные судьбы советских актрис Убита сыном, умерла от голода: самые трагичные судьбы советских актрис

Все думали, что этих актрис ждет счастливая жизнь, но судьба распорядилась иначе

Cosmopolitan
«Мой муж — Синяя борода»: история одного газлайтинга «Мой муж — Синяя борода»: история одного газлайтинга

Как распознать газлайтинг и прекратить обесценивание

Psychologies
Нейронные герои Нейронные герои

Валерий Шарипов рассказал «Популярной механике» о своих синтетических героях

Популярная механика
Русская душою Русская душою

Как много у фольклорной героини общего с современной русской красавицей

Grazia
Правила жизни Джеймса Каана Правила жизни Джеймса Каана

Правила жизни американского актера Джеймса Каана

Esquire
Место женщины: как гендерные квоты помогают бизнесу Место женщины: как гендерные квоты помогают бизнесу

Гендерное разнообразие выгодно для экономической эффективности компании

Forbes
IPO с нулевой суммой IPO с нулевой суммой

Кто платит за праздник доходностей на рынке первичных размещений

Forbes
Различия между занятыми и продуктивными людьми. Вы загнанная лошадь или продуктивный единорог? Различия между занятыми и продуктивными людьми. Вы загнанная лошадь или продуктивный единорог?

Чем занимаются продуктивные единороги и чем они отличаются от занятых осликов?

Inc.
Опера оперу Опера оперу

Ксения Рождественская о фильме «Нос, или Заговор “не таких”»

Weekend
В статусе «все сложно» В статусе «все сложно»

10 причин женского одиночества

Лиза
Это похоже на Чернобыль: что случилось с обрушившим рынки фондом Archegos Это похоже на Чернобыль: что случилось с обрушившим рынки фондом Archegos

История Archegos — крупнейшая одномоментная потерь частного состояния в истории

Forbes
Валерия Брусникина: «Блокчейн увеличивает прозрачность и надежность сделок» Валерия Брусникина: «Блокчейн увеличивает прозрачность и надежность сделок»

Возможности и перспективы блокчейна

Forbes
Ешь шоколад, пей джин, игнорируй критику: секреты долголетия Елизаветы II Ешь шоколад, пей джин, игнорируй критику: секреты долголетия Елизаветы II

Чему же королева Елизаветы II обязана своим долголетием и добрым здравием?

Cosmopolitan
Правила для чужих: почему растет вероятность блокировки YouTube и Facebook Правила для чужих: почему растет вероятность блокировки YouTube и Facebook

Какое будущее ждет иностранные интернет-сервисы в России?

Forbes
Все обо всем. Зачем дети требуют понимания от взрослых Все обо всем. Зачем дети требуют понимания от взрослых

Должен ли мир стремиться понять современных детей и подростков

СНОБ
Точка автозакипания: как выбрать автомобильный радиатор Точка автозакипания: как выбрать автомобильный радиатор

Зачем нужны радиаторы и как их следует выбирать для своего автомобиля

Популярная механика
Ученые поймали Ученые поймали

Достижение, которое может быть трамплином для исследований ядерного синтеза

Популярная механика
Самые первые фильмы ужасов разных стран Самые первые фильмы ужасов разных стран

Впервые «Вий» в России был снят на кинопленку куда как раньше, чем все думают

Maxim
Бой чихуахуа и змеи: 8 историй о невероятных собаках, спасших детей Бой чихуахуа и змеи: 8 историй о невероятных собаках, спасших детей

Истории собак-героев, которые спасли жизнь людей

Cosmopolitan
Сменила прическу = изменила жизнь: как «перезагрузиться» — чек-лист от стилиста Сменила прическу = изменила жизнь: как «перезагрузиться» — чек-лист от стилиста

Женщины, записываясь к парикмахеру, втайне верят, что изменят свою жизнь

Cosmopolitan
Названы 5 главных качеств self-made миллионеров. Они объясняют, почему сложно разбогатеть, работая на кого-то Названы 5 главных качеств self-made миллионеров. Они объясняют, почему сложно разбогатеть, работая на кого-то

Действительно ли те или иные черты личности могут повлиять на достижение успеха?

Inc.
Выгорание от видеозвонков. 5 стадий принятия и 4 способа с ним справиться Выгорание от видеозвонков. 5 стадий принятия и 4 способа с ним справиться

Как сделать видеосовещания менее стрессовыми и более эффективными?

Inc.
«Поздно поняла, что люблю»: он и она — о том, можно ли начать все с чистого листа «Поздно поняла, что люблю»: он и она — о том, можно ли начать все с чистого листа

Можно ли после расставания изменить жизненный сценарий и снова быть вместе?

Psychologies
20 лет спустя 20 лет спустя

Алексей Чадов — о том, каково ему на новом «фронте»

OK!
Алексей Аксель. Пиво имени себя Алексей Аксель. Пиво имени себя

Директор «Волковской пивоварни» рассказал как живёт российский крафт

4x4 Club
«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
Извержение Везувия 2000 лет назад законсервировало церемониальную повозку древних римлян Извержение Везувия 2000 лет назад законсервировало церемониальную повозку древних римлян

На раскопках обнаружена хорошо сохранившаяся в окаменевшем пепле повозка

N+1
Открыть в приложении