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

7,3 млн рублей за 4,8 секунд: зачем в России спортивный внедорожник Audi SQ8 7,3 млн рублей за 4,8 секунд: зачем в России спортивный внедорожник Audi SQ8

Одна из важных новинок 2020 года — Audi SQ8

Forbes
Правила жизни Михаила Горбачева Правила жизни Михаила Горбачева

Правила жизни бывшего президента СССР

Esquire
Бизнес и ничего лишнего: как автомобильные компании Германии работали на вермахт Бизнес и ничего лишнего: как автомобильные компании Германии работали на вермахт

Подвиги немецких автомобильных брендов во время Второй мировой войны

Популярная механика
Е-коммерческий банк Е-коммерческий банк

Лев Хасис строит партнерства ради торговых и платежных сервисов «Сбера»

Forbes
«Нос, или Заговор «не таких» Андрея Хржановского: грандиозная киноопера про силу искусства «Нос, или Заговор «не таких» Андрея Хржановского: грандиозная киноопера про силу искусства

Чего стоит ждать от анимационного проекта, на реализацию которого ушло 50 лет

Forbes
Женское дело Женское дело

Анджелина Джоли — об осознанности, воспитании детей и борьбе за права беженцев

Vogue
Умная колонка подслушала сердцебиение Умная колонка подслушала сердцебиение

Это позволяет отслеживать нарушения вариабельности сердечного ритма

N+1
Тревожные и одинокие Тревожные и одинокие

Как длительная удаленная работа сказывается на психологическом состоянии

РБК
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
История студенческого театра МГУ История студенческого театра МГУ

Изучаем историю театра МГУ — от постановок XVIII столетия до театра МОСТ

Культура.РФ
Можно ли исправить абьюзера? Можно ли исправить абьюзера?

Можно ли изменить «токсичных» людей?

Psychologies
15 советов от косметолога Дженнифер Лопес: гениально! 15 советов от косметолога Дженнифер Лопес: гениально!

Какие советы дает звездный косметолог Гарольд Лансер?

Cosmopolitan
10 фактов о культовом «Нагане» от концерна «Калашников» 10 фактов о культовом «Нагане» от концерна «Калашников»

«Наган» для русских — как салат оливье

Maxim
Созвездие рекламы Созвездие рекламы

Почему разработчики ионных двигателей занялись проектом космической рекламы

Популярная механика
Почему фильм «Неуместный трах, или Безумное порно» победил на Берлинале Почему фильм «Неуместный трах, или Безумное порно» победил на Берлинале

Триумф румынской картины Раду Жуде «Неуместный трах, или Безумное порно»

РБК
Максим Матвеев: «Лучше сейчас рискнуть, чем потом жалеть» Максим Матвеев: «Лучше сейчас рискнуть, чем потом жалеть»

Максим Матвеев — о безрассудстве, сыновьях и ворованном дорожном знаке

Cosmopolitan
На 180 градусов На 180 градусов

Рестораны Москвы за 15 лет кардинально изменились

Grazia
Малайские ботаники описали новый вид паразитирующих на грибах подземных растений Малайские ботаники описали новый вид паразитирующих на грибах подземных растений

На Малайском полуострове открыли новый вид подземных растений

N+1
Хуже, чем курение: 7 привычек, которые разрушают твое здоровье Хуже, чем курение: 7 привычек, которые разрушают твое здоровье

Что стоит поменять в своей жизни, чтобы подольше сохранить здоровье

Cosmopolitan
Лейшмании сделали запах зараженных собак привлекательным для москитов Лейшмании сделали запах зараженных собак привлекательным для москитов

Лейшмании манипулируют биохимией хозяина

N+1
Бумажный антистресс: шесть книг, которые согреют и успокоят Бумажный антистресс: шесть книг, которые согреют и успокоят

Книги, которые помогут дотянуть до весеннего солнца и ободряющего голубого неба

Seasons of life
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
Не знаете, как расставить приоритеты? Используйте этот простой метод Не знаете, как расставить приоритеты? Используйте этот простой метод

Как понять, какое дело срочное, а какое — нет?

Psychologies
Как сельский учитель Дмитрий Давыдов за 11 дней снял фильм «Пугало» и стал звездой кинофестивалей Как сельский учитель Дмитрий Давыдов за 11 дней снял фильм «Пугало» и стал звездой кинофестивалей

Дмитрий Давыдов уверен — успех якутского кино кроется в характере его создателей

Forbes
Лексика слабаков: как «бесхребетные» слова снижают эффективность Лексика слабаков: как «бесхребетные» слова снижают эффективность

Дэйв Эспри: от того, как вы излагаете мысли, зависит, какой будет ваша жизнь

Forbes
Как взять интервью и разговорить человека: 11 шагов для получения любой информации Как взять интервью и разговорить человека: 11 шагов для получения любой информации

Как брать интервью и от чего зависит успешный исход беседы?

Playboy
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
Самые опасные вулканы нашей планеты Самые опасные вулканы нашей планеты

На нашей планете ежегодно извергается множество вулканов

Популярная механика
Под солнцем Тосканы Под солнцем Тосканы

Кто из россиян строит бизнес в Италии

Forbes
Детство, отрочество, феминизм Детство, отрочество, феминизм

Анна Толстова о Юлии Цветковой как символе нового российского активизма

Weekend
Открыть в приложении