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

Как повысить самооценку и обрести уверенность? 11 советов психолога Как повысить самооценку и обрести уверенность? 11 советов психолога

Заниженная самооценка мешает нам строить здоровые отношения и карьеру

Psychologies
Физики предсказали успешность пасов в футболе Физики предсказали успешность пасов в футболе

Они проверили свою модель на данных, собранных с 45 матчей

N+1
10 самых смертельных природных катаклизмов в истории человечества 10 самых смертельных природных катаклизмов в истории человечества

Какое же событие подвергло человечество наибольшей опасности

Популярная механика
Счастье на чужбине: Курникова, Водянова и другие звезды в браках с иностранцами Счастье на чужбине: Курникова, Водянова и другие звезды в браках с иностранцами

Разные языки, обычаи и культура не преграда для настоящих и искренних чувств

Cosmopolitan
Все обо всем. Зачем дети требуют понимания от взрослых Все обо всем. Зачем дети требуют понимания от взрослых

Должен ли мир стремиться понять современных детей и подростков

СНОБ
Бывшая узница скопинского маньяка: «Главное — никогда не мириться с обстоятельствами» Бывшая узница скопинского маньяка: «Главное — никогда не мириться с обстоятельствами»

Похищение, насилие, годы, проведенные в бункере всего в 90 километрах от дома

Psychologies
8 фильмов об Испании 8 фильмов об Испании

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

GQ
Ничего не покупай и выгляди роскошно: лучшие проверенные лайфхаки Ничего не покупай и выгляди роскошно: лучшие проверенные лайфхаки

Поверь, у тебя есть все необходимое для решения beauty-проблем!

Cosmopolitan
Российские химики создали новый тип аккумулятора, который заряжается в 10 раз быстрее литий-ионного Российские химики создали новый тип аккумулятора, который заряжается в 10 раз быстрее литий-ионного

Ученые создали более безопасные и быстро заряжающиеся аккумуляторы

Популярная механика
Еще 11 загадочных блюд, которые встретились тебе в книгах и с тех пор не дают покоя Еще 11 загадочных блюд, которые встретились тебе в книгах и с тех пор не дают покоя

Лишился аппетита, гадая, что это за непонятные блюда упоминаются в литературе?

Maxim
Три вопроса к Павлу Дурову: чем интересуются инвесторы при обсуждении займа Telegram Три вопроса к Павлу Дурову: чем интересуются инвесторы при обсуждении займа Telegram

Какими вопросами относительно Павла Дурова задаются управляющие и инвесторы

Forbes
Лирохвосты напугали самок несуществующим хищником и склонили к спариванию Лирохвосты напугали самок несуществующим хищником и склонили к спариванию

Самцы великолепных лирохвостов обманывают самок, чтобы склонить их к спариванию

N+1
Как и с чем носить мужской макинтош: показывает режиссер и актер Семен Серзин Как и с чем носить мужской макинтош: показывает режиссер и актер Семен Серзин

Как соблюсти идеальный баланс между комфортом и стилем?

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

«Наган» для русских — как салат оливье

Maxim
Что означают сны, где у тебя выпадают волосы: отвечают сомнологи Что означают сны, где у тебя выпадают волосы: отвечают сомнологи

Стоит ли переживать из-за кошмаров, связанных с выпадением волос?

Playboy
Российские учёные открыли новую элементарную частицу с помощью Большого адронного коллайдера Российские учёные открыли новую элементарную частицу с помощью Большого адронного коллайдера

Российские ученые объявили об обнаружении новой элементарной частицы

Популярная механика
«Постоянно хочу спать»: почему так происходит и как себе помочь «Постоянно хочу спать»: почему так происходит и как себе помочь

Как выбраться из состояния «весенней спячки»?

Psychologies
«Это никогда не будет работать». Чему учит книга сооснователя Netflix «Это никогда не будет работать». Чему учит книга сооснователя Netflix

Воспоминания одного из основателей и первого генерального директора Netflix

РБК
Часовые тайги Часовые тайги

Что за лески мы видим на знакомых пейзажах лугов?

Наука и жизнь
Как прививать знания ребенку, выросшему с телефоном в руках? Попробуйте микрообучение Как прививать знания ребенку, выросшему с телефоном в руках? Попробуйте микрообучение

Развить усидчивость детям поможет микрообучение

Psychologies
Мужская крепость Мужская крепость

Брутальный мужской интерьер для холостяка

SALON-Interior
Частоту атомных часов сравнили с рекордной точностью Частоту атомных часов сравнили с рекордной точностью

Это помогло ограничить существование легкой темной материи

N+1
«Вечная блондинка» Голливуда: как поменялась Риз Уизерспун за почти 30 лет «Вечная блондинка» Голливуда: как поменялась Риз Уизерспун за почти 30 лет

Давай вспомним, как красотка Риз Уизерспун менялась с годами!

Cosmopolitan
Бодипозитив не заставляет нас переедать: мнение психолога Бодипозитив не заставляет нас переедать: мнение психолога

Влияние извне не заставит нас заедать проблемы, если мы умеем справляться с ними

Psychologies
Интервью с IOWA и премьера клипа Интервью с IOWA и премьера клипа

IOWA о том, почему российская музыкальная сцена прониклась большой поэзией

СНОБ
«Месмеризм и конец эпохи Просвещения во Франции» «Месмеризм и конец эпохи Просвещения во Франции»

Как представляли себе устройство мира ученые конца XVIII века

N+1
Ешь шоколад, пей джин, игнорируй критику: секреты долголетия Елизаветы II Ешь шоколад, пей джин, игнорируй критику: секреты долголетия Елизаветы II

Чему же королева Елизаветы II обязана своим долголетием и добрым здравием?

Cosmopolitan
Как укротить ревнивую девушку Как укротить ревнивую девушку

Некоторые факты о ревности с моралью в конце

Maxim
Газлайтинг: как распознать психологические манипуляции и противостоять им Газлайтинг: как распознать психологические манипуляции и противостоять им

Как понять, что вы имеете дело с газлайтером?

РБК
Норвежские корни, Jay-Z и основатель Twitter: история музыкального сервиса Tidal, который снова поменял владельца Норвежские корни, Jay-Z и основатель Twitter: история музыкального сервиса Tidal, который снова поменял владельца

История Tidal: норвежский сервис, вышедший на рынок США

VC.RU
Открыть в приложении