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

Почему черные дыры — самые страшные объекты во Вселенной Почему черные дыры — самые страшные объекты во Вселенной

В черных дырах нарушаются законы физики, но это не самое страшное

Популярная механика
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
Голоса. Как учат разговаривать голосовые помощники Голоса. Как учат разговаривать голосовые помощники

Как из машины делают личность

Популярная механика
С золотой ложечкой во рту: самые дорогие звездные роды С золотой ложечкой во рту: самые дорогие звездные роды

Во сколько обошлись роды богатым и знаменитым?

Cosmopolitan
Электрическое поле помогает алмазам расти Электрическое поле помогает алмазам расти

С 1950-х годов алмазы получают искусственно

Наука и жизнь
Поисковик для банковских данных Поисковик для банковских данных

Как и зачем банк ВТБ создал гигантскую систему управления данными

Forbes
Читаем по руке: как найти и объяснить знаки успеха на ладонях Читаем по руке: как найти и объяснить знаки успеха на ладонях

Анализ линий и знаков на ладонях, отвечающих за карьерный успех

Cosmopolitan
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
«Это событие для российской игровой индустрии»: основатели студии FIFTYTWO о приставках из детства и русской игре в Apple Arcade «Это событие для российской игровой индустрии»: основатели студии FIFTYTWO о приставках из детства и русской игре в Apple Arcade

В детстве они мечтали о приставке Dendy, а сегодня придумывают сложные механики

Esquire
Человеческую мышцу вырастили внутри эмбриона свиньи Человеческую мышцу вырастили внутри эмбриона свиньи

Ученые смогли получить гуманизированную ткань внутри химерного зародыша

N+1
Провоцирует аварии, не вызывает рак: 5 фактов о геморрое, о которых не все знают Провоцирует аварии, не вызывает рак: 5 фактов о геморрое, о которых не все знают

Говорить о геморрое непринято

Cosmopolitan
Дегазация глубинных магм разогрела климат перед вымиранием динозавров Дегазация глубинных магм разогрела климат перед вымиранием динозавров

Выбросы углекислого газа из Деканских траппов запустили маастрихтское потепление

N+1
Как перестать бояться и начать активно действовать: 9 проверенных способов Как перестать бояться и начать активно действовать: 9 проверенных способов

Нельзя постоянно жить в рамках нереализованных амбиций

Playboy
Исследование: долгая дорога на работу вредит продуктивности сотрудников и снижает количество инноваций в компаниях Исследование: долгая дорога на работу вредит продуктивности сотрудников и снижает количество инноваций в компаниях

Чем дальше от офиса живет сотрудник, тем меньше инноваций он внедряет в компании

Inc.
Драма в обертке ситкома: как сериал «ВандаВижен» сломал представление о супергеройском кино Драма в обертке ситкома: как сериал «ВандаВижен» сломал представление о супергеройском кино

Сериал «ВандаВижен» — пожалуй, самый необычный проект в киновселенной Marvel

Forbes
Как спасают атомные подводные лодки Как спасают атомные подводные лодки

Многие технические военные иновации обязаны своим рождением трагическим событиям

Популярная механика
8 выдающихся современных женщин-ученых и открытия, которые изменили мир 8 выдающихся современных женщин-ученых и открытия, которые изменили мир

Женщины составляют лишь треть от общего количества ученых в мире

РБК
Звезда «Студии 54», модель Хельмута Ньютона и королева ювелирного дизайна: что нужно знать об Эльзе Перетти Звезда «Студии 54», модель Хельмута Ньютона и королева ювелирного дизайна: что нужно знать об Эльзе Перетти

Что стоит знать о работе Эльзы Перетти, а также о ее модельной карьере

Esquire
Ионный канал TRPC5 заставил зубы болеть от холода Ионный канал TRPC5 заставил зубы болеть от холода

Ученые раскрыли механизм возникновения боли от холода в нездоровых зубах

N+1
Голоса в голове: что чувствуют и думают люди с психическими расстройствами Голоса в голове: что чувствуют и думают люди с психическими расстройствами

Люди с психиатрическими диагнозами – о том, как на них влияют болезни

Cosmopolitan
Двойня, четверня, собственная внучка: истории женщин, родивших после 55 Двойня, четверня, собственная внучка: истории женщин, родивших после 55

6 историй о тех, кто стал мамой после 55

Cosmopolitan
Ироничные рекламные видео учат родителей «заботливо» снижать самооценку дочерей Ироничные рекламные видео учат родителей «заботливо» снижать самооценку дочерей

Взглянуть на себя со стороны поможет новая серия рекламных роликов

Psychologies
Символы российской типографики: как Илья Рудерман и Юрий Остроменцкий зарабатывают на своих и чужих шрифтах Символы российской типографики: как Илья Рудерман и Юрий Остроменцкий зарабатывают на своих и чужих шрифтах

Это история о том, как два дизайнера превратили свою страсть в прибыльный бизнес

Inc.
Что нужно знать, чтобы избавиться от вредной привычки Что нужно знать, чтобы избавиться от вредной привычки

Можно ли легко избавиться от вредных привычек?

Psychologies
Ничего не покупай и выгляди роскошно: лучшие проверенные лайфхаки Ничего не покупай и выгляди роскошно: лучшие проверенные лайфхаки

Поверь, у тебя есть все необходимое для решения beauty-проблем!

Cosmopolitan
Ценный сотрудник Ценный сотрудник

Важно научиться четко понимать свою реальную ценность на рынке труда

Cosmopolitan
Художница Нана Тотибадзе — о пирах из детства и героях своих работ Художница Нана Тотибадзе — о пирах из детства и героях своих работ

В работах Наны Тотибадзе звери проживают человеческие жизни

РБК
10 интересных фактов об МГУ 10 интересных фактов об МГУ

Почему Афанасий Фет плевал на двери МГУ?

Культура.РФ
Не блести как блин! Как не испортить лицо хайлайтером расскажет наш визажист Не блести как блин! Как не испортить лицо хайлайтером расскажет наш визажист

Хайлайтер обладает поистине магической энергией!

Cosmopolitan
Невралгия: почему возникают мышечные зажимы, чем они опасны, как с ними бороться Невралгия: почему возникают мышечные зажимы, чем они опасны, как с ними бороться

Как распознать невралгию

Cosmopolitan
Открыть в приложении