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

Режим многозадачности: как выполнять несколько задач одновременно и не сойти с ума Режим многозадачности: как выполнять несколько задач одновременно и не сойти с ума

Может ли человек быть многозадачным?

Популярная механика
Как защититься от укуса собаки, насекомого, змеи и человека Как защититься от укуса собаки, насекомого, змеи и человека

Что делать с укусами других существ, пока мы сами не обзавелись панцирем?

Maxim
Почему машина заводится и глохнет и что с этим делать Почему машина заводится и глохнет и что с этим делать

Что делать, если машина глохнет: причины, диагностика, куда смотреть

РБК
«Я тебя люблю… или просто жалею?» «Я тебя люблю… или просто жалею?»

Искренне ли мы любим человека или попросту его жалеем?

Psychologies
Вся правда о холестерине Вся правда о холестерине

Что на самом деле вызывает заболевания сердца и сосудов

kiozk originals
Мой ребенок растет билингвом — радоваться или опасаться? Мой ребенок растет билингвом — радоваться или опасаться?

В билингвизме нет ничего странного и страшного

СНОБ
По утрам, надев трусы... Как не наломать ног, занимаясь бегом По утрам, надев трусы... Как не наломать ног, занимаясь бегом

Занятия бегом практически ничего не стоят, но как бегать правильно?

Maxim
10 идей, как наладить сексуальную жизнь на расстоянии 10 идей, как наладить сексуальную жизнь на расстоянии

Можно ли заниматься любовью с партнером, когда вы далеко друг от друга?

Psychologies
Как приземляются самолеты: причины катастроф при посадке Как приземляются самолеты: причины катастроф при посадке

Нештатные ситуации после приземления – бич гражданской авиации

Популярная механика
Очевидно невероятные Очевидно невероятные

Новые семь чудес света

Grazia
Какие мускулы у мужчин нравятся женщинам больше всего? Вот что показал опрос Какие мускулы у мужчин нравятся женщинам больше всего? Вот что показал опрос

На какие места твоего тела смотрят женщины?

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

Гендерное разнообразие выгодно для экономической эффективности компании

Forbes
Ланкаширский хилер Ланкаширский хилер

Ланкаширский хилер — очень забавная и симпатичная собака

Weekend
Дойти до вершины: как первая советская альпинистка Эльвира Шатаева отстояла право покорять горы без мужчин Дойти до вершины: как первая советская альпинистка Эльвира Шатаева отстояла право покорять горы без мужчин

Как Шатаева завоевывала горы и право подниматься на них для женщин

Forbes
Государственный человек: чем известен задержанный владелец компании «Биотэк» Борис Шпигель Государственный человек: чем известен задержанный владелец компании «Биотэк» Борис Шпигель

Высказывания Бориса Шпигеля по поводу бизнеса и власти

Forbes
Как корабль назовешь Как корабль назовешь

Тихон Жизневский — о том, как стал первым российским супергероем

OK!
Комбайн с искусственным интеллектом и экзоскелеты: как женщины создают роботов в России Комбайн с искусственным интеллектом и экзоскелеты: как женщины создают роботов в России

Женщины из России рассказали, как придумывают экзоскелеты и комбайны

Forbes
«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
Запредельная красота Запредельная красота

Как с помощью бьюти-процедур люди пытаются решить психологические проблемы

Лиза
Отражение в глазах выдало в фотографиях людей дипфейки Отражение в глазах выдало в фотографиях людей дипфейки

Исследователи обнаружили новый метод отличать дипфейк от реальности

N+1
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
Кефир и свекла: 7 суперфудов, которые точно есть на твоей кухне Кефир и свекла: 7 суперфудов, которые точно есть на твоей кухне

Обязательно ли покупать суперфуды по космическим ценам?

Cosmopolitan
Slava Marlow: «Идолами занимаются лейблы» Slava Marlow: «Идолами занимаются лейблы»

Юный фанат взял интервью у Slava Marlow

ЖАРА Magazine
Жизнь без компромиссов Жизнь без компромиссов

Актриса Софья Эрнст — о фильме «Угрюм-река» и работе с Ренатой Литвиновой

OK!
В каких продуктах содержится витамин С В каких продуктах содержится витамин С

Чтобы получать витамин С в нужном объеме, достаточно питаться разнообразно

РБК
«Дети и подростки гораздо лучше взрослых»: РАМТ исполняется 100 лет «Дети и подростки гораздо лучше взрослых»: РАМТ исполняется 100 лет

Как быть молодым и актуальным, рассказывают худрук и директор РАМТ

Forbes
Правило «один раз в неделю»: как превратить новые отношения в настоящую любовь Правило «один раз в неделю»: как превратить новые отношения в настоящую любовь

Хотите никогда не разлучаться? Тогда поменьше встречайтесь

Cosmopolitan
Квантовую динамику холодных атомов научились измерять недеструктивно Квантовую динамику холодных атомов научились измерять недеструктивно

Как атомы влияют на распространение микроволнового излучения

N+1
Игра света и тени Игра света и тени

Пентхаус в современном стиле

SALON-Interior
Мыслить как отступник Мыслить как отступник

Как шпионы становились шпионами и что они искали в других биографиях

Weekend
Открыть в приложении