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

6 шагов к развитию эмоционального интеллекта 6 шагов к развитию эмоционального интеллекта

Как научиться понимать других – и как сделать так, чтобы они лучше понимали нас

Psychologies
Ешь побольше: что такое объемная диета и как на ней похудеть Ешь побольше: что такое объемная диета и как на ней похудеть

Американский диетолог придумала специальную диету с огромными порциями

Cosmopolitan
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
5 отличных фильмов, которые провалились в прокате 5 отличных фильмов, которые провалились в прокате

Даже «Бойцовский клуб» не сразу нашел своего зрителя

GQ
5 ошеломляющих фотографий смерти 5 ошеломляющих фотографий смерти

Тот редкий случай, когда смерть завораживает

Maxim
Наследник без престола Наследник без престола

Долгие годы Павел ждал корону, являясь законным наследником трона

Дилетант
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
Был ли прототип у Воланда из «Мастера и Маргариты»? Был ли прототип у Воланда из «Мастера и Маргариты»?

Правда ли, что протатип Воланда из «Мастера и Маргариты» — Мефистофель?

Культура.РФ
Брачный период: история любви Николая Дроздова и его жены длиной в полвека Брачный период: история любви Николая Дроздова и его жены длиной в полвека

В чем секрет таких долгих и крепких отношений супругов Дроздовых

Cosmopolitan
Трагедия ошибок: как полиция помогает оппозиции, а либерал Гозман — властям Трагедия ошибок: как полиция помогает оппозиции, а либерал Гозман — властям

Российская полиция успешно пропиарила оппозиционный Форум муниципальных депутато

СНОБ
Настоящий пародист Настоящий пародист

В сериал «Райское местечко» детектив побеждает пародию на true crime

Weekend
Кейт Элизабет Расселл: Моя темная Ванесса. Отрывок из нового романа Кейт Элизабет Расселл: Моя темная Ванесса. Отрывок из нового романа

Первая глава книги «Моя темная Ванесса»

СНОБ
Volvo XC90. Совсем не страшно и почти не скучно Volvo XC90. Совсем не страшно и почти не скучно

Так ли уж страшны пневматическая подвеска и 2.0-литровые дизеля у Volvo XC90

4x4 Club
Токсокара, лептоспироз и еще 3 опасных для человека болезней, которые скрывает уличная грязь Токсокара, лептоспироз и еще 3 опасных для человека болезней, которые скрывает уличная грязь

Принося домой грязь, мы рискуем своими жизнями и жизнями своих питомцев

Популярная механика
Как сохранить любовь: 9 советов от 93-летнего психолога Как сохранить любовь: 9 советов от 93-летнего психолога

Как не растратить чувство в череде бытовых проблем и собственных сомнений?

Psychologies
Людмила Петрановская: Дети развиваются, даже если нам кажется, что это не так Людмила Петрановская: Дети развиваются, даже если нам кажется, что это не так

Людмила Петрановская о современных правилах воспитания

СНОБ
Родила 69 детей, ушла от мужа: кем была самая многодетная россиянка Родила 69 детей, ушла от мужа: кем была самая многодетная россиянка

История россиянки Валентины Васильевой, которая к 40 годам родила 69 детей

Cosmopolitan
Правила жизни Глеба Павловского Правила жизни Глеба Павловского

Правила жизни политтехнолога Глеба Павловского

Esquire
История любви: зачем Россия возвращается на Венеру История любви: зачем Россия возвращается на Венеру

Этот проект может стать самой сложной межпланетной миссией за всю историю

Forbes
Хотите получше узнать своих родителей? Задайте им эти 15 вопросов Хотите получше узнать своих родителей? Задайте им эти 15 вопросов

Как выстроить более теплое и душевое общение с родителями?

Psychologies
Извлеките пользу из вашей зависти к другим Извлеките пользу из вашей зависти к другим

Избавиться от зависти невозможно, но она может нам пригодиться

Psychologies
Почему мы потакаем другим и как это прекратить Почему мы потакаем другим и как это прекратить

Иногда чрезмерная забота вредит и нашим близким, и нам самим

Psychologies
Гагарин. Космос — последняя мечта человечества Гагарин. Космос — последняя мечта человечества

К годовщине полета Юрия Гагарина: каким он был и о чем мечтал. Часть 2

Esquire
10 главных коктейлей за последние 100 лет 10 главных коктейлей за последние 100 лет

Десять наиболее важных коктейлей за последний век

Esquire
Правила жизни Чака Норриса Правила жизни Чака Норриса

Актер, Лос-Анджелес, 81 год

Esquire
Глобальное обезлесение и сопровождающую его международную торговлю нанесли на карту Глобальное обезлесение и сопровождающую его международную торговлю нанесли на карту

Потребление товаров жителем развитых стран уничтожает четыре дерева в год

N+1
Робот на капитанском мостике Робот на капитанском мостике

Значимый игрок на рынке создания систем в области роботизации судоходства

Эксперт
ИИ ИИ

Искусственный интеллект понемногу осваивает хаос реального мира

Популярная механика
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
Пять самых древних пород собак Пять самых древних пород собак

Что могло пойти не так на пути от волка к шарпею и какие породы возникли первыми

Maxim
Открыть в приложении