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

5 лучших научно-фантастических романов о переносе сознания 5 лучших научно-фантастических романов о переносе сознания

Писатели-фантасты, которые экспериментировали с самой идеей сознания

Популярная механика
Что такое NFT-токены, о которых все сейчас говорят, и не пропускаешь ли ты зарождение нового биткоина? Что такое NFT-токены, о которых все сейчас говорят, и не пропускаешь ли ты зарождение нового биткоина?

Не нужно ли бежать покупать новую криптовалюту на последние?

Maxim
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
Правило № 61: Жить так, чтобы не бояться Правило № 61: Жить так, чтобы не бояться

Коуч Алексей Ситников делится способами отключить страх

Tatler
Удалёнка подрывает доверие в командах. Эксперты из Гарварда и PwC дали 4 совета, как это изменить Удалёнка подрывает доверие в командах. Эксперты из Гарварда и PwC дали 4 совета, как это изменить

Как укрепить доверие между сотрудниками на удалёнке

Inc.
Спасибо, получила! Спасибо, получила!

Мы много слышали о волшебных оргазмах. Теперь пришло время их испытывать!

Cosmopolitan
Невесты-рекордсменки: голливудские звезды с наибольшим количеством браков Невесты-рекордсменки: голливудские звезды с наибольшим количеством браков

Эти знаменитые актрисы пробовали себя в роли жен множество раз

Cosmopolitan
Новая гипотеза происхождения Омуамуа объясняет все странности межзвездного Новая гипотеза происхождения Омуамуа объясняет все странности межзвездного

Ученые разработали гипотезу происхождения Омуамуа, объясняющую его поведение

Популярная механика
Весеннее обострение: как безопасно выехать на дорогу после «зимней спячки» Весеннее обострение: как безопасно выехать на дорогу после «зимней спячки»

Выезжаем на встречу весне не спеша и в соответствии с ПДД

GQ
Хватит бояться: 6 способов справиться с панической атакой Хватит бояться: 6 способов справиться с панической атакой

Сильная тревога, учащенное сердцебиение – это признаки панической атаки

Cosmopolitan
«Она всех дезинформирует!»: заявление Меган Маркл о тайной свадьбе опровергли «Она всех дезинформирует!»: заявление Меган Маркл о тайной свадьбе опровергли

Герцоги Сассекские заявили, что они обвенчались без свидетелей

Cosmopolitan
Часы марсианского тракториста Часы марсианского тракториста

Когда и зачем человеку может понадобиться новая система измерения времени?

Вокруг света
Чем полезно чтение вслух: 8 преимуществ важной литературной привычки Чем полезно чтение вслух: 8 преимуществ важной литературной привычки

Чтение вслух — еще один верный способ прокачки себя

Playboy
Возможно, будет «Рокетбанк» для криптоактивов: интервью с основателями российского NFT-маркетплейса Rarible Возможно, будет «Рокетбанк» для криптоактивов: интервью с основателями российского NFT-маркетплейса Rarible

Интервью с основателями российского NFT-маркетплейса Rarible

VC.RU
Пляшущие человечки Пляшущие человечки

Как танцевальные движения придают тебе ловкости и укрепляют организм?

Playboy
Наш мозг обожает, когда мы делаем зарядку. И вот почему Наш мозг обожает, когда мы делаем зарядку. И вот почему

Займитесь спортом или погуляйте, чтобы справиться с тревожностью

Psychologies
С меня хватит С меня хватит

Как научиться выпивать осознанно

GQ
Космос, наш Космос, наш

Каким был Юрий Гагарин и из чего складывался стиль самого известного космонавта

GQ
Ешь бананы, шоколад и чеснок: 7 способов снизить давление без лекарств Ешь бананы, шоколад и чеснок: 7 способов снизить давление без лекарств

Повышенное давление вовсе не безобидно

Cosmopolitan
«Вам об этом не рассказывали при покупке». Как автомобили следят за нами «Вам об этом не рассказывали при покупке». Как автомобили следят за нами

Какую информацию ваш автомобиль передает производителям и государству?

РБК
Триллер времен распада СССР: что связывает мафиозные банды Нью-Йорка и водку «Кремлевская» Триллер времен распада СССР: что связывает мафиозные банды Нью-Йорка и водку «Кремлевская»

Главы из книги «Новейшая история России в 14 бутылках водки»

Forbes
Новые космические бизнесы: Виталий Егоров Новые космические бизнесы: Виталий Егоров

«Освоение космоса — это использование его в практических интересах»

Esquire
«Коммерческий успех беспилотников возможен — надо просто запретить ездить людям» «Коммерческий успех беспилотников возможен — надо просто запретить ездить людям»

Интервью с президентом российской компании StarLine Темуром Аминджановым

VC.RU
Как казахский железнодорожник стал мировой звездой: история Иманбека Зейкенова Как казахский железнодорожник стал мировой звездой: история Иманбека Зейкенова

Еще совсем недавно имя Иманбека Зейкенова вам вряд ли о чем-то сказало бы

Cosmopolitan
Связь установлена Связь установлена

Альба Рорвахер уверена: с годами люди не могут утратить способность влюбляться

Grazia
9 вещей, которые всем кажутся важными, но на самом деле не имеют смысла 9 вещей, которые всем кажутся важными, но на самом деле не имеют смысла

Критикуем и отменяем архаичные авторитеты

Maxim
Ставка на везение: как инвестировать в SPAC в России и нужно ли это делать Ставка на везение: как инвестировать в SPAC в России и нужно ли это делать

Как и кто предлагает заработать на SPAC своим клиентам?

Forbes
Ослепляющий камуфляж: окраска британских кораблей во время Первой мировой войны Ослепляющий камуфляж: окраска британских кораблей во время Первой мировой войны

Однажды у кубиста и зоолога спросили, как спрятать корабль в открытом море

Maxim
Как перенести Windows 10 на новый диск: HDD или SSD Как перенести Windows 10 на новый диск: HDD или SSD

Как скопировать системный раздел Windows 10 на новый накопитель

CHIP
Мазепа: гетман, меценат, изменник Мазепа: гетман, меценат, изменник

Иван Мазепа — гетман, интриган и политик, совершивший роковые ошибки

Дилетант
Открыть в приложении