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

Проверка на прочность: тест-драйв Chevrolet Camaro 1967 года Проверка на прочность: тест-драйв Chevrolet Camaro 1967 года

Ретромашина, о которой в далеких 1960-х могли мечтать только самые продвинутые

Вокруг света
Служба одного окна: как россияне создали компанию SEMrush и готовятся к IPO в Нью-Йорке, которое может сделать их миллиардерами Служба одного окна: как россияне создали компанию SEMrush и готовятся к IPO в Нью-Йорке, которое может сделать их миллиардерами

ИТ-компания SEMRush намерена привлечь до $270 млн на IPO

Forbes
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
Зачем смотреть спектакль «Собрание сочинений» — рефлексию по поводу наследства Зачем смотреть спектакль «Собрание сочинений» — рефлексию по поводу наследства

О спектакле — истории семьи, которая прощается с прошлым

РБК
Правила жизни Хавьера Бардема Правила жизни Хавьера Бардема

Актер, Мадрид, 52 года

Esquire
Изучал черную магию, умер на костре: кем был настоящий Зорро Изучал черную магию, умер на костре: кем был настоящий Зорро

Каким был Уильям Лампорт — ирландский авантюрист и прототип Зорро

Cosmopolitan
Одна вокруг света: легенды Долины смерти и места славы U2 Одна вокруг света: легенды Долины смерти и места славы U2

113-ая серия о кругосветном путешествии Ирины Сидоренко и ее собаки Греты

Forbes
Физики МФТИ приблизили создание квантового компьютера в России Физики МФТИ приблизили создание квантового компьютера в России

Создана квантовая интегральная схема на основе пяти сверхпроводниковых кубитов

Популярная механика
Новая искренность: почему заявление Байдена спровоцирует ковровую «бомбардировку Воронежа» Новая искренность: почему заявление Байдена спровоцирует ковровую «бомбардировку Воронежа»

Яростная борьба с мифическим западным влиянием станет главным оружием власти

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

Ученые реконструировали тектоническую историю Анатрктиды

N+1
11 упражнений с резинкой: описания, видео и инструкции 11 упражнений с резинкой: описания, видео и инструкции

Лента-эспандер поможет расширить комплекс домашних упражнений

РБК
10 технологий будущего, зарождающихся уже сегодня 10 технологий будущего, зарождающихся уже сегодня

Новые технологии появляются каждый год, неизменно приближая будущее

Популярная механика
Porsche Panamera Turbo S E-Hybrid и Cadillac XT4 Porsche Panamera Turbo S E-Hybrid и Cadillac XT4

Новые седан Panamera от Porsche и внедорожник от Cadillac

Weekend
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
Почему все раздражает: выявляем причину «бесячего» настроения и учимся не быть злыми как собака Почему все раздражает: выявляем причину «бесячего» настроения и учимся не быть злыми как собака

Что вызывает чувство раздражительности, и как перестать злиться

Playboy
Миллионер из Аксу: как бывший железнодорожник из Казахстана Иманбек Зейкенов получил «Грэмми» Миллионер из Аксу: как бывший железнодорожник из Казахстана Иманбек Зейкенов получил «Грэмми»

Как обычный парень сделал композицию, которая заняла первое место в чартах

Forbes
Интуитивное питание: сможешь ли ты есть что и сколько хочешь и худеть? Интуитивное питание: сможешь ли ты есть что и сколько хочешь и худеть?

Интуитивное питание, появившись, привлекло к себе внимание и наделало шума

Cosmopolitan
Знаменитые изменницы: Мадонна, Кристен и Ким — звезды, обманувшие своих мужчин Знаменитые изменницы: Мадонна, Кристен и Ким — звезды, обманувшие своих мужчин

10 историй о том, когда поводом для расставания стала женская неверность

Cosmopolitan
Виртуальный секс Виртуальный секс

«Популярная механика» протестировала первую в мире виртуальную любовницу

Популярная механика
Главный тренер молодежной сборной России Михаил Галактионов: «Цель на Евро – побеждать в каждом матче» Главный тренер молодежной сборной России Михаил Галактионов: «Цель на Евро – побеждать в каждом матче»

Главный тренер молодежной сборной России — о Евро-2021 и воспитании звезд РПЛ

GQ
Телескоп Gaia отыскал у скопления Гиад два приливных хвоста Телескоп Gaia отыскал у скопления Гиад два приливных хвоста

Однако открытие еще необходимо подвердить

N+1
6 качеств хорошего отца: как себя вести, чтобы дочь не выросла бедной и одинокой 6 качеств хорошего отца: как себя вести, чтобы дочь не выросла бедной и одинокой

Что отцы должны делать для своих дочерей?

Cosmopolitan
Овсянка, сэр! 10 сериалов с тонким британским юмором Овсянка, сэр! 10 сериалов с тонким британским юмором

10 классных английских сериалов, которые тебя точно развеселят

Cosmopolitan
Твердая отцовская рука: 7 способов наказать ребенка без ремня Твердая отцовская рука: 7 способов наказать ребенка без ремня

Что делать, когда тебя просят поговорить с сыном «по-мужски, чтобы он понял»

Maxim
После отсидки — сразу в бой! 10 российских бойцов с криминальным прошлым (и настоящим) После отсидки — сразу в бой! 10 российских бойцов с криминальным прошлым (и настоящим)

О спорт, ты криминальный мир!

Maxim
7 вопиющих примеров, когда фраза «Поймёшь, когда вырастешь!» действительно сработала 7 вопиющих примеров, когда фраза «Поймёшь, когда вырастешь!» действительно сработала

Что все презирали в юности, но почему-то возлюбили в зрелости

Maxim
Маленькая помощница Годзиллы Маленькая помощница Годзиллы

Милли Бобби Браун — звезда кино, посол доброй воли ООН и соавтор линии косметики

Glamour
10 самых плохих российских фильмов. Издание третье, исправленное и дополненное 10 самых плохих российских фильмов. Издание третье, исправленное и дополненное

Отечественное кино не прекращает попыток нащупать дно

Maxim
Отрывок из книги Киры Ярмыш, презентацию которой исключили из программы ярмарки Non/fiction Отрывок из книги Киры Ярмыш, презентацию которой исключили из программы ярмарки Non/fiction

Фрагмент из книги Киры Ярмыш «Невероятные происшествия в женской камере №3»

СНОБ
Без пластики и инъекций: секреты красоты голливудских звезд прошлого века Без пластики и инъекций: секреты красоты голливудских звезд прошлого века

Посмотри на этих роскошных женщин — их кожа не знала инъекций

Cosmopolitan
Открыть в приложении