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 люди впадают в кому — история футболиста, пролежавшего в ней 39 лет Как люди впадают в кому — история футболиста, пролежавшего в ней 39 лет

Что такое кома и как складывается судьба людей, переживших её?

Популярная механика
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
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
Откровеннее некуда! Голливудские звезды рассекретили свои интимные эксперименты Откровеннее некуда! Голливудские звезды рассекретили свои интимные эксперименты

Самые желанные женщины рассказали о своих предпочтениях

Cosmopolitan
История пари, которое парализовало Лондон и стало причиной первой пробки в истории городов История пари, которое парализовало Лондон и стало причиной первой пробки в истории городов

Как один британец поспорил, что сделает любой дом самым известным в столице

Maxim
Правильно ли вы ухаживаете за волосами? Правильно ли вы ухаживаете за волосами?

Вы недавно переболели и вдруг заметили, что волосы стали выпадать?

Худеем правильно
Мазепа: гетман, меценат, изменник Мазепа: гетман, меценат, изменник

Иван Мазепа — гетман, интриган и политик, совершивший роковые ошибки

Дилетант
10 минералов, способных вас убить 10 минералов, способных вас убить

Красивые и безопасные на вид минералы могут быть смертельно опасны

Популярная механика
Леонид Городин. Человек и словарь Леонид Городин. Человек и словарь

«Словарь русских арготизмов» не мог родиться в тиши библиотек

Дилетант
Центрифуга не спасла людей от когнитивных изменений в условиях микрогравитации Центрифуга не спасла людей от когнитивных изменений в условиях микрогравитации

Состояние микрогравитации отрицательно влияет на когнитивные функции человека

N+1
Понимать свои эмоции Понимать свои эмоции

Мы не сможем разобраться в себе, не разобравшись в эмоциях

Psychologies
Бросила жениха и отстояла маленькую грудь: удивительные факты о Кире Найтли Бросила жениха и отстояла маленькую грудь: удивительные факты о Кире Найтли

Кира Найтли стала иконой стиля и прославилась дерзким характером

Cosmopolitan
Пьер Лутрель. Смерть — это красиво Пьер Лутрель. Смерть — это красиво

Как жил, убивал и был убит один из самых ярких и жестоких авантюристов Франции

4x4 Club
Якутские коровы приспособились к холодам за счет древних генов и новой мутации Якутские коровы приспособились к холодам за счет древних генов и новой мутации

Как якутские коровы выживают в экстремальном климате?

N+1
Создал бизнес с 6000 рублей и без плана: монолог основателя мастерской-производителя звукоснимателей Fokin Pickups Создал бизнес с 6000 рублей и без плана: монолог основателя мастерской-производителя звукоснимателей Fokin Pickups

Илья Фокин уволился из нефтяной компании, чтобы делать звукосниматели для гитар

VC.RU
Спасибо, получила! Спасибо, получила!

Мы много слышали о волшебных оргазмах. Теперь пришло время их испытывать!

Cosmopolitan
Быть человеком Быть человеком

Что в нашем поведении определяется биологией, а что – жизнью в социуме?

Psychologies
«Большевики, прямо скажем, хуже дерьма» «Большевики, прямо скажем, хуже дерьма»

Изъятие «излишков» зерна стало главной причиной массового голода на селе

Дилетант
Как женщины начали шутить и почему никак не могут остановиться? Как женщины начали шутить и почему никак не могут остановиться?

Откуда растут ноги женского стендапа в России, почему женский юмор такой смешной

Cosmopolitan
В мозгу человека найдены В мозгу человека найдены

Экспрессия генов может увеличиваться в клетках мозга после смерти

Популярная механика
«Жизнь меня все время возвращает на кухню». Шеф ресторана Artest про судьбу, музыку и вареную картошку с укропом «Жизнь меня все время возвращает на кухню». Шеф ресторана Artest про судьбу, музыку и вареную картошку с укропом

Первое интервью Артема Естафьева после открытия ресторана Artest

GQ
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
10 частей тела, которые у нас отвалились в ходе эволюции (а жаль) 10 частей тела, которые у нас отвалились в ходе эволюции (а жаль)

По каким причинам люди потеряли хвост, клыки и вибриссы

Maxim
Как Бриджет Джонс обвалила продажи шардоне и еще 12 забавных историй о фильме Как Бриджет Джонс обвалила продажи шардоне и еще 12 забавных историй о фильме

Неожиданные факты о первом фильме про приключения Бриджет Джонс

Cosmopolitan
Роботы отмечают столетие Роботы отмечают столетие

Слово «робот» придумал чешский художник и литератор Йосеф Чапек

Наука и жизнь
Валерия Брусникина: «Блокчейн увеличивает прозрачность и надежность сделок» Валерия Брусникина: «Блокчейн увеличивает прозрачность и надежность сделок»

Возможности и перспективы блокчейна

Forbes
У скифов Причерноморья обнаружили признаки оседлого уклада У скифов Причерноморья обнаружили признаки оседлого уклада

Изотопный анализ указал на сосуществование земледельцев и скотоводов-кочевников

N+1
Гельмут, где ты был? История эсэсовца, которого до сих пор преследуют в Канаде и России Гельмут, где ты был? История эсэсовца, которого до сих пор преследуют в Канаде и России

О бывшем эсэсовце и о том, как расследуют преступления, совершенные очень давно

СНОБ
«Люди людей еши» «Люди людей еши»

Неурожайные года и голод на Руси

Дилетант
Как посмотреть на Солнце в телескоп Как посмотреть на Солнце в телескоп

Как можно посмотреть на Солнце без всякого вреда для здоровья

Популярная механика
Открыть в приложении