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

Огуречное лето Огуречное лето

Что нужно учесть, чтобы собирать огурцы всё лето, а не два месяца?

Наука и жизнь
Как объяснить ребенку, что такое инвестиции и зачем они нужны Как объяснить ребенку, что такое инвестиции и зачем они нужны

Как самостоятельно начать погружать ребенка в мир инвестиций

СНОБ
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
Голодные нормы Голодные нормы

Как зимой 1930 коммунисты собирались принимать раскулаченных в Северном крае

Дилетант
Как корабль назовешь Как корабль назовешь

Тихон Жизневский — о том, как стал первым российским супергероем

OK!
125 лет психоанализу: Как Зигмунд Фрейд изменил психотерапию 125 лет психоанализу: Как Зигмунд Фрейд изменил психотерапию

Главные открытия Фрейда, навсегда изменившие психологию

Популярная механика
Численность редких мексиканских волков в США удвоилась за пять лет Численность редких мексиканских волков в США удвоилась за пять лет

Специалисты насчитали 186 диких мексиканских волков

N+1
Бум цифрового искусства: как селебрити и художники стали зарабатывать миллионы на продаже своих гифок Бум цифрового искусства: как селебрити и художники стали зарабатывать миллионы на продаже своих гифок

Как благодаря художникам в четыре раза вырос рынок NFT

Forbes
Встала и пошла Встала и пошла

Юлия Высоцкая – о красоте, спорте и одинаковых лицах из «Инстаграма»

Домашний Очаг
Рашид бен Саид аль-Мактум и Дубай: две утопии в одной реальности Рашид бен Саид аль-Мактум и Дубай: две утопии в одной реальности

Дубай — это соединение двух утопий

Weekend
Соло для скрипки. Посвящается Ольге Яковлевой Соло для скрипки. Посвящается Ольге Яковлевой

Эссе Сергея Николаевича об одной из культовых фигур российского театра 60–70х гг

СНОБ
Битва при Пуатье Битва при Пуатье

Судьбу битвы при Пуатье решили английские лучники

Дилетант
7 дневников из разных эпох, которые стоит прочитать 7 дневников из разных эпох, которые стоит прочитать

7 дневников из разных эпох, которые дают наилучшее представление о своем времени

Maxim
Текстиль, подушки, цветы: что поможет сделать дом уютнее Текстиль, подушки, цветы: что поможет сделать дом уютнее

Как улучшить домашнее пространство, используя подушки, пледы, цветы и картины

РБК
Мастер маркировки Мастер маркировки

О чем говорят надписи «био», «эко» и «органик» на этикетках продуктов

Лиза
Скорая помощь: травяные сборы от отеков, которые спасут лицо после вечеринки Скорая помощь: травяные сборы от отеков, которые спасут лицо после вечеринки

Что делать, если все лицо опухло, а под глазами отеки?

Cosmopolitan
ГАЗ, «Москвич» и другие: 5 самых крутых советских внедорожников ГАЗ, «Москвич» и другие: 5 самых крутых советских внедорожников

Машины, ставшие прародителями для нынешних кроссоверов и внедорожников

РБК
С ней шутки плохи: почему ураганы принято называть женскими именами С ней шутки плохи: почему ураганы принято называть женскими именами

Почему разрушительным ураганам ученые присваивают женские имена

Популярная механика
Как работает округление чисел в Эксель: принципы и настройки Как работает округление чисел в Эксель: принципы и настройки

Чтобы упростить расчеты, можно самостоятельно настроить формат чисел в Excel

CHIP
Секс на стороне: плюсы и минусы. Отрывок из книги секс-просветителя Маши Халеви «Полиамория. Свобода выбирать» Секс на стороне: плюсы и минусы. Отрывок из книги секс-просветителя Маши Халеви «Полиамория. Свобода выбирать»

Отрывок из книги Маши Халеви, в которой она рассуждает о полиамории

СНОБ
Убита сыном, умерла от голода: самые трагичные судьбы советских актрис Убита сыном, умерла от голода: самые трагичные судьбы советских актрис

Все думали, что этих актрис ждет счастливая жизнь, но судьба распорядилась иначе

Cosmopolitan
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
Профессии без высшего образования: 10 вариантов для тех, кто хочет хорошую зарплату Профессии без высшего образования: 10 вариантов для тех, кто хочет хорошую зарплату

Куда можно податься без бумажки о высшем образовании

Playboy
«Сегодня будет шоу»: премьера клипа Веры Полозковой и группы OQJAV «Сегодня будет шоу»: премьера клипа Веры Полозковой и группы OQJAV

Что думают о клипе «Сегодня будет шоу» его создатели?

РБК
Не кормить льва предрассудков: как дочь рабыни в начале ХХ века открыла торговый центр для темнокожих Не кормить льва предрассудков: как дочь рабыни в начале ХХ века открыла торговый центр для темнокожих

История женщины, которая делала деньги сама и помогала зарабатывать другим

Forbes
«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
Самые загадочные явления планеты Самые загадочные явления планеты

Наши предки называли это «чертовщиной», а ученые относят к области непознанного

Maxim
«Жизнь моя, кинематограф» «Жизнь моя, кинематограф»

История жизни и творчества кумира поколений Андрея Миронова

Лиза
Животное, которое не стареет: голый землекоп Животное, которое не стареет: голый землекоп

Этот удивительный зверек поможет человечеству избавиться от старости

Популярная механика
8 женских романов, которые ты прочтешь на одном дыхании 8 женских романов, которые ты прочтешь на одном дыхании

Восемь книг, которые должны тебе понравиться

Cosmopolitan
Открыть в приложении