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
«Трудности перевода»: чешские лыжи, страшные волки и мой неудавшийся роман «Трудности перевода»: чешские лыжи, страшные волки и мой неудавшийся роман

Одна из таких трагикомичных историй про разницу менталитетов

Psychologies
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
Место действия Место действия

Самые колоритные места для съемок фильмов

Grazia
6 техник, которые помогут сказать настоящее «да» 6 техник, которые помогут сказать настоящее «да»

Упражнения, которые помогут нам научиться говорить «да» искренне и уверенно

Psychologies
8 признаков того, что отношения пора заканчивать 8 признаков того, что отношения пора заканчивать

Иногда мы не понимаем, что отношения себя исчерпали

Cosmopolitan
Не «АвтоВАЗом» единым: малоизвестные российские автопроизводители Не «АвтоВАЗом» единым: малоизвестные российские автопроизводители

В СССР и России было значительно больше автопроизводителей, чем вы представляете

Популярная механика
«Курганец-25»: главные особенности бронемашины «Курганец-25»: главные особенности бронемашины

Курганец-25 — принципиально новый этап векового развития боевых машин России

Популярная механика
Подарки на 8 Марта, которые спровоцируют приступ эйфории, а не зевоты (миксера тут нет) Подарки на 8 Марта, которые спровоцируют приступ эйфории, а не зевоты (миксера тут нет)

Обзор подарков, которым девушка точно порадуется

Playboy
Не могу без него: почему мы боимся остаться без телефона даже на 5 минут Не могу без него: почему мы боимся остаться без телефона даже на 5 минут

Как понять, что у тебя есть зависимость от телефона

Cosmopolitan
Повторил судьбу Theranos: финтех-стартап Greensill Capital шёл к IPO на $7 млрд, но закрылся после скандалов с кредитами Повторил судьбу Theranos: финтех-стартап Greensill Capital шёл к IPO на $7 млрд, но закрылся после скандалов с кредитами

Сын фермеров хотел помочь малому бизнесу и придумал схему с «продажей» кредитов

VC.RU
Отдай духи! Что делать, если мужчина требует вернуть подарок? Отдай духи! Что делать, если мужчина требует вернуть подарок?

Неужели представители «сильного пола» готовы сражаться за духи и цепочки?

Cosmopolitan
Как сделать пешие прогулки полезными для здоровья Как сделать пешие прогулки полезными для здоровья

Рассказываем, как разнообразить обычные прогулки

РБК
«Жизнь моя, кинематограф» «Жизнь моя, кинематограф»

История жизни и творчества кумира поколений Андрея Миронова

Лиза
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
Зачем Marvel создали ситком «Ванда/Вижн» с Мстителями в главных ролях Зачем Marvel создали ситком «Ванда/Вижн» с Мстителями в главных ролях

Сериал «Ванда/Вижн» совершенно по-новому раскрывает характер супергероев

GQ
5 способов освободить память смартфона 5 способов освободить память смартфона

Топ-5 способов освободить память в смартфоне и удалить ненужные данные

Популярная механика
Нейросеть создала индивидуально привлекательные изображения лиц по активности мозга Нейросеть создала индивидуально привлекательные изображения лиц по активности мозга

Нейросеть способна распознавать эстетические предпочтения людей

N+1
Почему человечество погубят удовольствия. Эссе Олдоса Хаксли Почему человечество погубят удовольствия. Эссе Олдоса Хаксли

Олдос Хаксли: опасность, которая по-настоящему угрожает людям, исходит изнутри

Esquire
Бум цифрового искусства: как селебрити и художники стали зарабатывать миллионы на продаже своих гифок Бум цифрового искусства: как селебрити и художники стали зарабатывать миллионы на продаже своих гифок

Как благодаря художникам в четыре раза вырос рынок NFT

Forbes
Защищает от инсульта, помогает похудеть: 5 причин пить кофе каждый день Защищает от инсульта, помогает похудеть: 5 причин пить кофе каждый день

Каждый день жители планеты выпивают не менее миллиарда чашек кофе

Cosmopolitan
Как объяснить ребенку, что такое инвестиции и зачем они нужны Как объяснить ребенку, что такое инвестиции и зачем они нужны

Как самостоятельно начать погружать ребенка в мир инвестиций

СНОБ
Светлая сторона силы Светлая сторона силы

Елена Горенштейн оформила квартиру в светлой гамме

AD
8 фильмов об Испании 8 фильмов об Испании

Мы собрали лучшие картины о фламенко, корриде и испанской истории и культуре

GQ
Астероид Лесков Астероид Лесков

В вакуумном безмолвии космической бесконечности движется астероид номер 4741

Наука и жизнь
ГАЗ, «Москвич» и другие: 5 самых крутых советских внедорожников ГАЗ, «Москвич» и другие: 5 самых крутых советских внедорожников

Машины, ставшие прародителями для нынешних кроссоверов и внедорожников

РБК
Ручные инвестиции: как в Кремле пытаются подстегнуть экономический рост Ручные инвестиции: как в Кремле пытаются подстегнуть экономический рост

Власть пытается стимулировать импортозамещение и крупные экспортные проекты

Forbes
Как ИИ незаметно для пользователей проник в продукты Mail.ru Group Как ИИ незаметно для пользователей проник в продукты Mail.ru Group

Как ИИ пришел в сервисы Mail.ru Group еще более чем 15 лет назад

Inc.
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
Замечательный сосед: лучший кандидат на изучение атмосферы чужих миров Замечательный сосед: лучший кандидат на изучение атмосферы чужих миров

Экзопланета, находящаяся всего в 26 световых годах от нас

Популярная механика
Открыть в приложении