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

Щитовидка – третье сердце Щитовидка – третье сердце

Щитовидная железа – это орган, который отвечает за весь организм сразу

Здоровье
5 хитов Башкирии 5 хитов Башкирии

От горнолыжных курортов до горячих источников – все развлечения Башкирии

Лиза
Изи-изи, рил-ток: 6 английских слов и фраз, которые нужно знать в 2021 году, чтобы понимать юмор в сети Изи-изи, рил-ток: 6 английских слов и фраз, которые нужно знать в 2021 году, чтобы понимать юмор в сети

Популярные английские слова и фразы, которые активно используются в соцсетях

Популярная механика
IceCube увидел следы резонанса Глэшоу IceCube увидел следы резонанса Глэшоу

Это открытие поможет изучить источники астрофизических нейтрино

N+1
Холод космоса не так уж далёк, как кажется Холод космоса не так уж далёк, как кажется

Есть ли разница между инеем в разное время года?

Наука и жизнь
Кто такой карьерист и как с ним бороться Кто такой карьерист и как с ним бороться

Если офис не дезинфицировать, в нем могут завестись карьеристы!

Maxim
6 продуктов, срок годности которых никогда не истечет 6 продуктов, срок годности которых никогда не истечет

Список еды, которую ты можешь завещать своим внукам, если совсем их не любишь

Maxim
Как и с чем носить мужской макинтош: показывает режиссер и актер Семен Серзин Как и с чем носить мужской макинтош: показывает режиссер и актер Семен Серзин

Как соблюсти идеальный баланс между комфортом и стилем?

Esquire
Ученые смоделировали работу шестерней Антикитерского механизма Ученые смоделировали работу шестерней Антикитерского механизма

Антикитерский механизм — античный прибор для расчета движения небесных тел

N+1
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
Метаболическая диета: ускоряем обмен веществ! Метаболическая диета: ускоряем обмен веществ!

Специальную диету, которая поможет тебе нормализовать метаболизм

Cosmopolitan
Chanel №5 Chanel №5

Культовый аромат Chanel №5 празднует вековой юбилей

Grazia
Не только «Малкольм и Мари»: 10 мелодрам, построенных на диалоге Не только «Малкольм и Мари»: 10 мелодрам, построенных на диалоге

10 драматичных фильмов про отношения, построенные на насыщенных диалогах

Esquire
10 видов тюнинга, которые все ненавидят 10 видов тюнинга, которые все ненавидят

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

Популярная механика
Химики изготовили светоизлучающую переводную татуировку Химики изготовили светоизлучающую переводную татуировку

Этот органический диод можно нанести на любую поверхность

N+1
«Быть озером»: как природа помогает нам сохранять душевное равновесие «Быть озером»: как природа помогает нам сохранять душевное равновесие

Как природа за окном помогает в терапевтическом процессе

Psychologies
«Запас карман не тянет»: как подстраховаться на случай кризиса «Запас карман не тянет»: как подстраховаться на случай кризиса

Что делать и чего категорически делать не надо, если вы хотите подстраховаться

Psychologies
В шаге от неизвестности В шаге от неизвестности

Встречи с дикими представителями живой природы в лесах Беларуси

Наука и жизнь
Нейросеть создала индивидуально привлекательные изображения лиц по активности мозга Нейросеть создала индивидуально привлекательные изображения лиц по активности мозга

Нейросеть способна распознавать эстетические предпочтения людей

N+1
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
История одной песни: Modern Talking — «You’re My Heart, You’re My Soul» История одной песни: Modern Talking — «You’re My Heart, You’re My Soul»

В муках ли рождался первый хит Modern Talking и как к нему пришли Дитер и Томас

Maxim
Самые крутые фильмы про супергероев: список 20 лучших от Playboy Самые крутые фильмы про супергероев: список 20 лучших от Playboy

Подборка культовых супергеройских картин, обязательных к просмотру

Playboy
29 первых разов в жизни мужчины 29 первых разов в жизни мужчины

Мужская жизнь в цифрах, датах и прочей ерунде

Maxim
Завезенные на Фолкленды лисицы частично заменили истребленных волков Завезенные на Фолкленды лисицы частично заменили истребленных волков

Южноамериканские лисицы частично заняли нишу фолклендских волков

N+1
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
Человеческую мышцу вырастили внутри эмбриона свиньи Человеческую мышцу вырастили внутри эмбриона свиньи

Ученые смогли получить гуманизированную ткань внутри химерного зародыша

N+1
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
Война с инопланетянами, цунами и воспоминания из детства. Что снится незрячим, неслышащим и слепоглухим людям Война с инопланетянами, цунами и воспоминания из детства. Что снится незрячим, неслышащим и слепоглухим людям

Какие сны видят люди, у которых слабо развит один из органов чувств?

СНОБ
Станьте счастливее с помощью практики прощения и энергии благодарности. 9 способов от «отца» биохакинга Станьте счастливее с помощью практики прощения и энергии благодарности. 9 способов от «отца» биохакинга

46 правил, чтобы стать более умной, здоровой, счастливой и спокойной

Inc.
Постлюбовная реабилитация: как забыть не отвечающую взаимностью девушку Постлюбовная реабилитация: как забыть не отвечающую взаимностью девушку

Прочти, прежде чем броситься с моста под поезд из-за невзаимной любви

Maxim
Открыть в приложении