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

Лифт для корабля: как работают судоподъёмники Лифт для корабля: как работают судоподъёмники

Как и когда люди придумали судоподъемники?

Популярная механика
Электрическое поле помогает алмазам расти Электрическое поле помогает алмазам расти

С 1950-х годов алмазы получают искусственно

Наука и жизнь
Познание тьмы Познание тьмы

Как люди убедились, что черные дыры реальны

Вокруг света
Как убрать рекламу в Яндекс браузере: 4 способа Как убрать рекламу в Яндекс браузере: 4 способа

Рассказываем, как убрать рекламу в браузере Яндекс навсегда

CHIP
Статный парень с обезличенным контентом: как 23-летний спортсмен стал самым крупным тиктокером в России Статный парень с обезличенным контентом: как 23-летний спортсмен стал самым крупным тиктокером в России

Как тиктокер Кирилл Колесников привлек миллионы людей к своему творчеству

Forbes
Дорога в лес Дорога в лес

Гараж на пять машин, два бассейна и пивоварня в загородном доме

Robb Report
Природный прототип Природный прототип

Главным поставщиком идей нередко становится природа

Вокруг света
9 страшных грехов офисной переписки 9 страшных грехов офисной переписки

Что раздражает в рабочих письмах больше всего?

Psychologies
7 фактов о динозаврах, которые не знает даже Стивен Спилберг 7 фактов о динозаврах, которые не знает даже Стивен Спилберг

Узнай все о бывших хозяевах нашей планеты — динозаврах

Maxim
Трогательно до слез! Фильмы, в которых  любовь оказалась сильнее смерти Трогательно до слез! Фильмы, в которых  любовь оказалась сильнее смерти

Подборка фильмов, где любовь творит чудеса

Cosmopolitan
«Мы не альтруисты»: как суррогатные матери в России зарабатывают миллионы «Мы не альтруисты»: как суррогатные матери в России зарабатывают миллионы

Что двигает биородителями и как относиться к суррогатному материнству?

Cosmopolitan
Как у человека появился еще один орган и почему мы о нем не знали Как у человека появился еще один орган и почему мы о нем не знали

Учебники анатомии придется переписывать

Популярная механика
Мать сына Илона Маска: кто такая Граймс и почему она крутая Мать сына Илона Маска: кто такая Граймс и почему она крутая

Объясняем, почему Граймс и без Маска супер и почему их союз закономерен

РБК
5 девушек в IT-индустрии, ломающих стереотипы о «неженских» профессиях 5 девушек в IT-индустрии, ломающих стереотипы о «неженских» профессиях

IT-профессии все еще многим кажутся «неженскими»

Cosmopolitan
Тайный роман с Челентано и ранние роды: 5 удивительных фактов об Орнелле Мути Тайный роман с Челентано и ранние роды: 5 удивительных фактов об Орнелле Мути

Итальянская актриса Орнелла Мути покорила сердца миллионов мужчин

Cosmopolitan
Нелюдь и нелюди. К истории о приглашении «скопинского маньяка» на телешоу Нелюдь и нелюди. К истории о приглашении «скопинского маньяка» на телешоу

История «скопинского маньяка» на телешоу породила скандал

СНОБ
Айфон-мастер: решаем 13 проблем, с которыми сталкивается каждый владелец смартфона Apple Айфон-мастер: решаем 13 проблем, с которыми сталкивается каждый владелец смартфона Apple

Ты влюбляешься в него, а в ответ он подсовывает тебе проблему за проблемой!

Maxim
7 продуктов с вашего стола, которые могут быть смертельны для домашних животных 7 продуктов с вашего стола, которые могут быть смертельны для домашних животных

Что ни в коем случае нельзя давать домашним питомцам

Популярная механика
Метаболическая диета: ускоряем обмен веществ! Метаболическая диета: ускоряем обмен веществ!

Специальную диету, которая поможет тебе нормализовать метаболизм

Cosmopolitan
Миграция в виртуальную реальность и переселение на другие планеты произойдут быстрее, чем вы думаете Миграция в виртуальную реальность и переселение на другие планеты произойдут быстрее, чем вы думаете

Отрывок из книги «Будущее быстрее, чем вы думаете» Питера Диамандис

Inc.
«Надо перестать стесняться»: предприниматель выставил валенки на Kickstarter, чтобы сделать их популярными за рубежом «Надо перестать стесняться»: предприниматель выставил валенки на Kickstarter, чтобы сделать их популярными за рубежом

На Kickstarter появился проект Voylok, собирающий деньги на валенки

VC.RU
Человекоподобных роботов выдали слишком простые движения кожи лица Человекоподобных роботов выдали слишком простые движения кожи лица

Мимика даже реалистичных роботов линейна и проще, чем у человека

N+1
Побороть дракона… и хорошенько выспаться Побороть дракона… и хорошенько выспаться

Как «приручить» преграды на пути от «хочу» до «делаю»

Psychologies
Мудборд: культовая вещь мужского гардероба — водолазка. Популярной ее сделали The Beatles, а сейчас любят Роберт Паттинсон и The Weeknd Мудборд: культовая вещь мужского гардероба — водолазка. Популярной ее сделали The Beatles, а сейчас любят Роберт Паттинсон и The Weeknd

Качественная водолазка — как святой Грааль в мужском гардеробе

Esquire
«Пришел марток»: приметы и традиции первого месяца весны «Пришел марток»: приметы и традиции первого месяца весны

Мороз и первое тепло, масленичное разгулье и строгий Великий пост

Psychologies
Походная кровать Наполеона Походная кровать Наполеона

Наполеон Бонапарт хоть и не погиб на поле боя, но почил на походной кровати

Дилетант
5 жутких городских легенд, которые оказались правдой 5 жутких городских легенд, которые оказались правдой

Жуткие легенды, которые имели под собой реальные основания!

Maxim
МСОП признал африканских слонов двумя разными видами. Оба они быстро вымирают МСОП признал африканских слонов двумя разными видами. Оба они быстро вымирают

Саванный и лесной слоны получили новые статусы в списках МСОП

N+1
Продавец, политик, тамада: кем работают участники шоу «Каникулы в Мексике» Продавец, политик, тамада: кем работают участники шоу «Каникулы в Мексике»

Реалити-шоу «Каникулы в Мексике» оставило яркий след в сердцах поклонников

Cosmopolitan
Slava Marlow: «Идолами занимаются лейблы» Slava Marlow: «Идолами занимаются лейблы»

Юный фанат взял интервью у Slava Marlow

ЖАРА Magazine
Открыть в приложении