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

Право на восхождение Право на восхождение

Рождаемся мы личностью или становимся?

Psychologies
Главный тренер молодежной сборной России Михаил Галактионов: «Цель на Евро – побеждать в каждом матче» Главный тренер молодежной сборной России Михаил Галактионов: «Цель на Евро – побеждать в каждом матче»

Главный тренер молодежной сборной России — о Евро-2021 и воспитании звезд РПЛ

GQ
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
«Годзилла против Конга» – чистое удовольствие для любителей зрелищного кино «Годзилла против Конга» – чистое удовольствие для любителей зрелищного кино

«Годзилла против Конга» — лучшая часть кайдзю-франшизы

GQ
Правило № 61: Жить так, чтобы не бояться Правило № 61: Жить так, чтобы не бояться

Коуч Алексей Ситников делится способами отключить страх

Tatler
Как на самом деле создают видеоигры? Как на самом деле создают видеоигры?

Отрывок из русского романа про игры «Игрожур»

GQ
Калужский Фёдор — друг Шамиля Калужский Фёдор — друг Шамиля

3 марта исполняется 160 лет знаменитому Манифесту об отмене крепостного права

Дилетант
«Экскурсии — это новые медиа». Разговор с основателем проекта «Москва глазами инженера» «Экскурсии — это новые медиа». Разговор с основателем проекта «Москва глазами инженера»

Городские экскурсии — это новый вид досуга для горожан

СНОБ
Не царский сын? Не царский сын?

Рождение Павла Петровича вызвало много пересудов при дворе

Дилетант
До последнего вздоха: как психолог Ирвин Ялом переживает смерть жены До последнего вздоха: как психолог Ирвин Ялом переживает смерть жены

Ирвин Ялом изучал смерть, но оказался не готов к уходу самого близкого человека

Reminder
Дом для Барби Дом для Барби

Блогер Ксения Шестакова и её увлечение «хардкорным декором»

Elle
Боюсь, что близость с мамой разрушает мою жизнь Боюсь, что близость с мамой разрушает мою жизнь

У глубокой привязанности может быть оборотная сторона — созависимость

Psychologies
Впервые опубликован стих Набокова о Супермене и его переживаниях (нет, вы не ослышались) Впервые опубликован стих Набокова о Супермене и его переживаниях (нет, вы не ослышались)

Первое стихотворение о Супермене, написанное в 1942 году

Playboy
Потерянная ДНК редкого растения Потерянная ДНК редкого растения

Растение, которое со временем украло собственный геном

National Geographic
«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
«Аль-Амаль» прислал на Землю первые научные данные с Марса «Аль-Амаль» прислал на Землю первые научные данные с Марса

Арабский межпланетный корабль демонстрирует результаты работы на Марсе

National Geographic
Петр Авен — Forbes: «Я обязательно открою музей в Москве» Петр Авен — Forbes: «Я обязательно открою музей в Москве»

Миллиардер Петр Авен планирует открыть частный музей в центре Риги

Forbes
Как понять мужчину: инструкция для женщин Как понять мужчину: инструкция для женщин

Психолог Александр Шахов учит понимать мужскую логику

Psychologies
9 вещей, которые всем кажутся важными, но на самом деле не имеют смысла 9 вещей, которые всем кажутся важными, но на самом деле не имеют смысла

Критикуем и отменяем архаичные авторитеты

Maxim
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
Хуан Габриэль Васкес: Нетленный прах. Отрывок из романа Хуан Габриэль Васкес: Нетленный прах. Отрывок из романа

Отрывок из романа «Нетленный прах» Хуана Габриэля Васкеса

СНОБ
Какие мускулы у мужчин нравятся женщинам больше всего? Вот что показал опрос Какие мускулы у мужчин нравятся женщинам больше всего? Вот что показал опрос

На какие места твоего тела смотрят женщины?

Maxim
Гагарин. Космос — последняя мечта человечества Гагарин. Космос — последняя мечта человечества

К годовщине полета Юрия Гагарина: каким он был и о чем мечтал. Часть 1

Esquire
Война с инопланетянами, цунами и воспоминания из детства. Что снится незрячим, неслышащим и слепоглухим людям Война с инопланетянами, цунами и воспоминания из детства. Что снится незрячим, неслышащим и слепоглухим людям

Какие сны видят люди, у которых слабо развит один из органов чувств?

СНОБ
Мем, мерч и Макбет Мем, мерч и Макбет

Как А24 стала самой модной современной киностудией

Weekend
Зрители выбрали самые популярные песни советского кино Зрители выбрали самые популярные песни советского кино

Эти песни из советских фильмов стали самыми популярными в России

Psychologies
Созвездие рекламы Созвездие рекламы

Почему разработчики ионных двигателей занялись проектом космической рекламы

Популярная механика
Топ-6 приложений для изучения английского языка Топ-6 приложений для изучения английского языка

Все, что понадобится для обучения английскому языку — смартфон и наушники

CHIP
Бактерии на бумажной подложке выполнили логические операции Бактерии на бумажной подложке выполнили логические операции

Бактериальные вычислители в будущем могут стать биосенсорами

N+1
Наносчётчик для «наноовец» Наносчётчик для «наноовец»

Представьте, что вы пастух, которому нужно пересчитать овец в стаде

Наука и жизнь
Открыть в приложении