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

Песнь льда и пломбира Песнь льда и пломбира

Лиза Туктамышева – просто красивая девушка, которая любит мороженое!

Maxim
Камера не лжет: 10 фотографий призраков, которым до сих пор нет объяснения Камера не лжет: 10 фотографий призраков, которым до сих пор нет объяснения

Порой призраки охотно позируют перед фотографами в самых неожиданных ракурсах

Cosmopolitan
Космические тоннели Космические тоннели

Существуют ли кротовые норы?

Популярная механика
Почему дергается глаз и как это прекратить Почему дергается глаз и как это прекратить

Офтальмологи и неврологи объясняют, как быть в ситуации, когда дергается глаз

РБК
Урок эмоционального интеллекта от Гарри Каспарова. Как шахматисты справляются с фатальными ошибками Урок эмоционального интеллекта от Гарри Каспарова. Как шахматисты справляются с фатальными ошибками

Идеи выдающегося шахматиста Гарри Каспарова можно применить и в бизнесе

Inc.
Пицца высокого полета Пицца высокого полета

Каким будет рацион первых колонизаторов Луны и Марса

GQ
Что мы узнали о BitClout — новой соцсети с криптовалютой и знаменитостями Что мы узнали о BitClout — новой соцсети с криптовалютой и знаменитостями

К чему приведет появление BitClout и какую роль в нем играют звезды?

РБК
Группа “Винтаж” Группа “Винтаж”

В своем доме Алла Шумейко собрала уникальный ретросостав из винтажной мебели

AD
Викрам Паралкар: Ночной театр. Отрывок из романа Викрам Паралкар: Ночной театр. Отрывок из романа

Первая глава романа Викрама Паралкара о рутине сельского хирурга в Индии

СНОБ
А ты не сомневайся А ты не сомневайся

Мы поможем прокачаешь уверенность совершенно бесплатно!

Cosmopolitan
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.
Станьте счастливее с помощью практики прощения и энергии благодарности. 9 способов от «отца» биохакинга Станьте счастливее с помощью практики прощения и энергии благодарности. 9 способов от «отца» биохакинга

46 правил, чтобы стать более умной, здоровой, счастливой и спокойной

Inc.
Отрывок из книги Киры Ярмыш, презентацию которой исключили из программы ярмарки Non/fiction Отрывок из книги Киры Ярмыш, презентацию которой исключили из программы ярмарки Non/fiction

Фрагмент из книги Киры Ярмыш «Невероятные происшествия в женской камере №3»

СНОБ
Орлиную акулу назвали меловым аналогом скатов-мант Орлиную акулу назвали меловым аналогом скатов-мант

Орлиные акулы питалась планктоном и жила около 93 миллионов лет назад

N+1
Бактерии на бумажной подложке выполнили логические операции Бактерии на бумажной подложке выполнили логические операции

Бактериальные вычислители в будущем могут стать биосенсорами

N+1
Идеи подарков на 8 Марта маме, которая сечет фишку: современные и технологичные штуковины специально для нее Идеи подарков на 8 Марта маме, которая сечет фишку: современные и технологичные штуковины специально для нее

Подборка девайсов, которые можно преподнести в подарок маме не только на 8 Марта

Playboy
Это похоже на Чернобыль: что случилось с обрушившим рынки фондом Archegos Это похоже на Чернобыль: что случилось с обрушившим рынки фондом Archegos

История Archegos — крупнейшая одномоментная потерь частного состояния в истории

Forbes
В Конго оказалось много ВИЧ-инфицированных с крайне низкой вирусной нагрузкой В Конго оказалось много ВИЧ-инфицированных с крайне низкой вирусной нагрузкой

Ученые обнаружили, что в Конго у ВИЧ-инфицированных низкая вирусная нагрузка

N+1
IceCube увидел следы резонанса Глэшоу IceCube увидел следы резонанса Глэшоу

Это открытие поможет изучить источники астрофизических нейтрино

N+1
10 реликтовых животных, сохранившихся до наших дней 10 реликтовых животных, сохранившихся до наших дней

Как реликтовые виды, или живые ископаемые, выживают в наши дни?

Популярная механика
Черная акула оказалась самым крупным светящимся позвоночным Черная акула оказалась самым крупным светящимся позвоночным

Вероятно, она использует биолюминесценцию, чтобы незаметно подкрасться к жертве

N+1
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
Xiaomi обыграла Трампа: Почему у США не получилось повторить с Xiaomi историю Huawei Xiaomi обыграла Трампа: Почему у США не получилось повторить с Xiaomi историю Huawei

Как Xiaomi удалось избежать судьбу Huawei в США

Популярная механика
«Я этого достигла»: что российские предпринимательницы считают своими личными победами «Я этого достигла»: что российские предпринимательницы считают своими личными победами

Наши героини рассказывают о своих профессиональных достижениях

Forbes
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
7 страшных катастроф, вызванных вышедшей из-под контроля едой 7 страшных катастроф, вызванных вышедшей из-под контроля едой

Монстры из реальной жизни

Maxim
Постсоветская эстетика, эпатаж модной индустрии и новая жизнь Balenciaga: что нужно знать о дизайнере Демне Гвасалии Постсоветская эстетика, эпатаж модной индустрии и новая жизнь Balenciaga: что нужно знать о дизайнере Демне Гвасалии

Что стоит знать о Демне Гвасалии

Esquire
Параллельные миры Параллельные миры

Почему к моде принято относится со снисходительной улыбкой

Grazia
Источник силы Источник силы

Иногда случаются ситуации, когда все настолько скверно, что не знаешь, как быть

Лиза
Python: Зачем социологу, лингвисту и биоинженеру знать этот язык программирования Python: Зачем социологу, лингвисту и биоинженеру знать этот язык программирования

Чем Python удобен для ученых и какие задачи с его помощью можно решать

Популярная механика
Открыть в приложении