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

Audi e-tron Sportback: история о том, как немцы в фару проектор запихнули Audi e-tron Sportback: история о том, как немцы в фару проектор запихнули

В Россию приехал второй электрический автомобиль от Audi — e-tron Sportback

Популярная механика
Неуязвимый Набоков: почему автор «Лолиты» все еще актуален Неуязвимый Набоков: почему автор «Лолиты» все еще актуален

Почему Владимир Набоков снова оказался в центре внимания

РБК
Бизнес и ничего лишнего: как автомобильные компании Германии работали на вермахт Бизнес и ничего лишнего: как автомобильные компании Германии работали на вермахт

Подвиги немецких автомобильных брендов во время Второй мировой войны

Популярная механика
Беседа Александра Эткинда и Сергея Сдобнова о книге «Природа зла. Сырье и государство» Беседа Александра Эткинда и Сергея Сдобнова о книге «Природа зла. Сырье и государство»

Диалог Александра Эткинда и Сергея Сдобнова

СНОБ
Советские лайфхаки и советы, полезные по сей день Советские лайфхаки и советы, полезные по сей день

Страна советов: как вешать ковер, расставлять мебель и обустраивать берлогу

Maxim
Очевидно невероятные Очевидно невероятные

Новые семь чудес света

Grazia
В каких продуктах содержится белок? В каких продуктах содержится белок?

Если «здоровый образ жизни» и «сбалансированное питание» для тебя не пустой звук

Maxim
Мужчины толкали женщин в огонь: как на пожаре в Париже погибли 120 аристократок Мужчины толкали женщин в огонь: как на пожаре в Париже погибли 120 аристократок

Тринадцатый благотворительный базар в Париже стал роковым

Cosmopolitan
Переменные величины Переменные величины

Как заработали состояние богатейшие селфмейдмены мира?

РБК
Тектоника собственных границ: зачем нам нужны общение и общность Тектоника собственных границ: зачем нам нужны общение и общность

Как мы ищем путь к другим, а на самом деле — к самим себе

РБК
5 девушек в IT-индустрии, ломающих стереотипы о «неженских» профессиях 5 девушек в IT-индустрии, ломающих стереотипы о «неженских» профессиях

IT-профессии все еще многим кажутся «неженскими»

Cosmopolitan
100 причин, почему я тебя люблю: оригинальный подарок девушке 100 причин, почему я тебя люблю: оригинальный подарок девушке

Подборка сладких фраз, которые можно сказать возлюбленной

Playboy
Русское запертое Русское запертое

Выставка-эссе о мироощущении человека и русского художника в тяжелые времена

Weekend
Хотела стать «крутой», как Apple и Nike, но провалилась: почему Amazon не преуспела в дизайне Хотела стать «крутой», как Apple и Nike, но провалилась: почему Amazon не преуспела в дизайне

Что известно о подходе основателя Amazon Джеффа Безоса к дизайну

VC.RU
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
«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
Резонирующие легкие помогли пастушьим квашкам услышать сородичей в гвалте других лягушек Резонирующие легкие помогли пастушьим квашкам услышать сородичей в гвалте других лягушек

Самки пастушьих квакш умеют «глушить» сигналы других лягушек

N+1
Афантазия обеспечила иммунитет к страшным рассказам Афантазия обеспечила иммунитет к страшным рассказам

Люди с афантазией не боятся страшных рассказов, но боятся угрожающих изображений

N+1
Хотите стать счастливее? Каждый день отвечайте себе на 2 простых вопроса Хотите стать счастливее? Каждый день отвечайте себе на 2 простых вопроса

Благодаря этой практике жизнь вскоре изменится к лучшему

Psychologies
Вышел Valheim — симулятор выживания о викингах. Рассказываем, как никому не известная игра неожиданно стала мировым хитом Вышел Valheim — симулятор выживания о викингах. Рассказываем, как никому не известная игра неожиданно стала мировым хитом

Почему в survival-игру о викингах играют сотни тысяч игроков?

Esquire
Бюрократия должна умереть. Зачем ворошить муравейник и возвращать бизнесу человечность Бюрократия должна умереть. Зачем ворошить муравейник и возвращать бизнесу человечность

Как уйти от душной бюрократии и бесчеловечной иерархичности в больших компаниях

Inc.
«Жизнь и удивительные приключения астронома Субботиной» «Жизнь и удивительные приключения астронома Субботиной»

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

N+1
Хотите стать успешнее? Нейробиолог назвал 4 самых важных навыка достижения целей — и как их развить Хотите стать успешнее? Нейробиолог назвал 4 самых важных навыка достижения целей — и как их развить

Как вы можете развить когнитивный контроль, чтобы достигать большего

Inc.
10 видов тюнинга, которые все ненавидят 10 видов тюнинга, которые все ненавидят

Хит-парад самых раздражающих вещей, которые можно сделать с автомобилем!

Популярная механика
Антонио Бандерас: «Я никогда не витал в облаках» Антонио Бандерас: «Я никогда не витал в облаках»

Антонио Бандерасом — о том, каково это, быть успешным и знаменитым

Maxim
Как взять интервью и разговорить человека: 11 шагов для получения любой информации Как взять интервью и разговорить человека: 11 шагов для получения любой информации

Как брать интервью и от чего зависит успешный исход беседы?

Playboy
Больше, чем поэт Больше, чем поэт

Как русская девочка стала английским поэтом-миллионером

Tatler
С Международной космической станции привезли новую бактерию С Международной космической станции привезли новую бактерию

Ученые предполагают, что новая бактерия будет полезна в агро- и биотехнологии

N+1
Две твердыни Две твердыни

Близнецы леди Амелия и Элайза Спенсер дали первое в жизни интервью

Tatler
Как спасают атомные подводные лодки Как спасают атомные подводные лодки

Многие технические военные иновации обязаны своим рождением трагическим событиям

Популярная механика
Открыть в приложении