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

Подземная изоляция Подземная изоляция

Кроты настолько асоциальны, насколько это возможно для млекопитающих

Вокруг света
Как всем стать богаче и меньше работать благодаря технологиям ИИ: теория экс-президента Y Combinator Сэма Альтмана Как всем стать богаче и меньше работать благодаря технологиям ИИ: теория экс-президента Y Combinator Сэма Альтмана

Развитие ИИ сулит новую технологическую революцию

VC.RU
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
Белоснежную улыбку можно сохранить! Белоснежную улыбку можно сохранить!

Курящего человека даже на расстоянии можно узнать по характерной желтизне зубов

Здоровье
Откровения московского таксиста: о клиентах, чаевых и поисках Останкинской башни Откровения московского таксиста: о клиентах, чаевых и поисках Останкинской башни

Водитель такси рассказал о секретах профессии и успехе

Maxim
Продал две квартиры для борьбы с гигантами: с чем AppMagic Макса Саморукова идёт на рынок аналитики приложений Продал две квартиры для борьбы с гигантами: с чем AppMagic Макса Саморукова идёт на рынок аналитики приложений

Как разработчикам достучаться до аудитории и какой аналитики им не хватает

VC.RU
Осколок зеркала Осколок зеркала

Новая концепция космоса слишком земная

Esquire
Спасти брак: 3 приема «скорой помощи» для семей Спасти брак: 3 приема «скорой помощи» для семей

Когда отношения трещат по швам

Psychologies
Любовь — не чувство, а выбор, и вот почему Любовь — не чувство, а выбор, и вот почему

Любовь — это выбор и действие?

Psychologies
ANAIS не воспроизвел результаты DAMA/LIBRA по поиску темной материи ANAIS не воспроизвел результаты DAMA/LIBRA по поиску темной материи

Ученым не удалось увидеть следов скоплений темной материи в галактическом гало

N+1
Кинжалы, вешалки, пауки, помады — что еще коллекционируют звездные красавицы? Кинжалы, вешалки, пауки, помады — что еще коллекционируют звездные красавицы?

Подборка из самых неожиданных знаменитых звездных коллекций

Cosmopolitan
Мыслить как отступник Мыслить как отступник

Как шпионы становились шпионами и что они искали в других биографиях

Weekend
Оказался он живой Оказался он живой

Эксперты — о способах гуманно тестировать косметику, не используя животных

Glamour
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.
Пьяные мыши потеряли координацию из-за окисления спирта в мозжечке Пьяные мыши потеряли координацию из-за окисления спирта в мозжечке

Фермент ацетальдегиддегидрогеназа — виновник моторных нарушений у выпивших мышей

N+1
Пять самых древних пород собак Пять самых древних пород собак

Что могло пойти не так на пути от волка к шарпею и какие породы возникли первыми

Maxim
Как перестать заикаться: секреты, помогающие стать увереннее в разговоре с девушками и не только Как перестать заикаться: секреты, помогающие стать увереннее в разговоре с девушками и не только

Определение и причины заикания, а также как с ним бороться

Playboy
К черту девушек с обложки! Пять героинь сериалов, в которых ты узнаешь себя К черту девушек с обложки! Пять героинь сериалов, в которых ты узнаешь себя

Мы вообще не обязаны всегда быть успешными, красивыми и правильными

Cosmopolitan
«Не дёргайся и держи темп»: бегун Райан Фан о полезном правиле марафонца, которое помогает не выгорать в обычной жизни «Не дёргайся и держи темп»: бегун Райан Фан о полезном правиле марафонца, которое помогает не выгорать в обычной жизни

Правила марафонца, которые помогут не выгореть на работе и в жизни

VC.RU
Как перестать бояться и полюбить визиты к урологу Как перестать бояться и полюбить визиты к урологу

Объясняем, как не бояться визита в кабинет уролога и следить за своим здоровьем

Maxim
Правила жизни Рика Санчеза Правила жизни Рика Санчеза

Правила жизни гениального ученого Рика Санчеза

Esquire
Мужчина доказал, что испорченный макияж подруги — не помеха для любви Мужчина доказал, что испорченный макияж подруги — не помеха для любви

Влюбленный видит в нас лучшее, ценит личность, а не идеально нанесенную помаду

Psychologies
Может ли Бог двигаться быстрее скорости света и быть в двух местах одновременно: мнение физиков Может ли Бог двигаться быстрее скорости света и быть в двух местах одновременно: мнение физиков

Может ли Бог быть связан законами физики нашего мироздания, и если да – то как?

Популярная механика
Новая мясная диета? Всё, что нужно знать о модном карниворе (и это не кето!) Новая мясная диета? Всё, что нужно знать о модном карниворе (и это не кето!)

Почему биохакеры помешались на животной диете?

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
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
Рожден убивать: гены серийных убийц есть у каждого пятого Рожден убивать: гены серийных убийц есть у каждого пятого

В 2010 году итальянский суд принял неожиданное решение насчет серийного убийцы

Cosmopolitan
Не с вашей бригадой. Ответ на колонку Леонида Гозмана о том, как же построить Россию без Путина Не с вашей бригадой. Ответ на колонку Леонида Гозмана о том, как же построить Россию без Путина

Ключевая проблема отечественной либеральной оппозиции

СНОБ
Выкуси, Вайнштейн! Как Риз Уизерспун стала самым крутым продюсером в Голливуде Выкуси, Вайнштейн! Как Риз Уизерспун стала самым крутым продюсером в Голливуде

Риз Уизерспун прошла длинный путь - «от блондинки в законе» до крутого продюсера

Cosmopolitan
Как перестать бояться и начать активно действовать: 9 проверенных способов Как перестать бояться и начать активно действовать: 9 проверенных способов

Нельзя постоянно жить в рамках нереализованных амбиций

Playboy
Открыть в приложении