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 связаны жуткая засуха XIV века и современное глобальное потепление Как связаны жуткая засуха XIV века и современное глобальное потепление

Ученые: экстремальные погодные явления указывают на быстрые изменения климата

Популярная механика
20 лет спустя 20 лет спустя

Алексей Чадов — о том, каково ему на новом «фронте»

OK!
Бизнес и ничего лишнего: как автомобильные компании Германии работали на вермахт Бизнес и ничего лишнего: как автомобильные компании Германии работали на вермахт

Подвиги немецких автомобильных брендов во время Второй мировой войны

Популярная механика
«Вам об этом не рассказывали при покупке». Как автомобили следят за нами «Вам об этом не рассказывали при покупке». Как автомобили следят за нами

Какую информацию ваш автомобиль передает производителям и государству?

РБК
Живее всех живых. Цой на сцене и в плейлисте актеров театра «Современник» Живее всех живых. Цой на сцене и в плейлисте актеров театра «Современник»

Актеры театра «Современник» — о любимых песнях Виктора Цоя

СНОБ
Зачем Marvel создали ситком «Ванда/Вижн» с Мстителями в главных ролях Зачем Marvel создали ситком «Ванда/Вижн» с Мстителями в главных ролях

Сериал «Ванда/Вижн» совершенно по-новому раскрывает характер супергероев

GQ
«Мой бывший мне так не врал, как военные»: как женщины Мьянмы борются с хунтой «Мой бывший мне так не врал, как военные»: как женщины Мьянмы борются с хунтой

Как женщины Мьянмы протестуют против военной хунты, захватившей власть

Forbes
Как проявляется гендерное неравенство Как проявляется гендерное неравенство

Гендерное равноправие — то, без чего невозможно существовать в современном мире

GQ
Отказ отказу рознь: каким бывает наше «нет» Отказ отказу рознь: каким бывает наше «нет»

Что мы имеем в виду, когда говорим «нет»?

Psychologies
Как научиться ценить прошлое? Попробуйте упражнение «Горные вершины» Как научиться ценить прошлое? Попробуйте упражнение «Горные вершины»

Мы часто забываем о важности прошлого

Psychologies
Палеонтологи реконструировали последнюю трапезу эоценовой мухи-длиннохоботницы Палеонтологи реконструировали последнюю трапезу эоценовой мухи-длиннохоботницы

Палеонтологи описали новый вид ископаемых мух-длиннохоботниц

N+1
Борис Скобелев: Почему люди смотрят скандальные ток-шоу Борис Скобелев: Почему люди смотрят скандальные ток-шоу

Какое отношение к фрикам в современном медиа?

СНОБ
Штраф за щедрость Штраф за щедрость

Кто самый богатый бизнесмен в мире с учетом трат на благотворительность

Forbes
Глобальный сдвиг или глубочайший кризис: каким будет 2021 год Глобальный сдвиг или глубочайший кризис: каким будет 2021 год

Список главных трендов года

РБК
Хабиб: «В Москве я кочевал по своим подписчицам» Хабиб: «В Москве я кочевал по своим подписчицам»

Хабиб о своем клипе «Ягода-малинка»

ЖАРА Magazine
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
Девушка стала следователем, чтобы добиться задержания убийц своего отца. Через 23 года после преступления у нее это получилось Девушка стала следователем, чтобы добиться задержания убийц своего отца. Через 23 года после преступления у нее это получилось

История Анастасии — как она пережила смерть папы и как нашла его убийц?

СНОБ
Ученые смоделировали работу шестерней Антикитерского механизма Ученые смоделировали работу шестерней Антикитерского механизма

Антикитерский механизм — античный прибор для расчета движения небесных тел

N+1
Бьюти-эволюция Дмитрия Нагиева: от прапорщика Задова до брутального альфа-самца Бьюти-эволюция Дмитрия Нагиева: от прапорщика Задова до брутального альфа-самца

Дмитрий Нагиев – один из самых харизматичных мужчин отечественного шоу-бизнеса

Cosmopolitan
Самые забавные конфузы на свадьбах Навки, Тодоренко и других звездных россиянок Самые забавные конфузы на свадьбах Навки, Тодоренко и других звездных россиянок

Моменты свадьбы, о которых российские звезды вспоминают с улыбкой

Cosmopolitan
Слушать подано: 7 лучших исторических аудиокниг про войну Слушать подано: 7 лучших исторических аудиокниг про войну

Аудиокниги про войну, рассказанные от первого лица

Популярная механика
Лицом к лицу Лицом к лицу

У нашей коже тоже есть иммунитет, рассказываем, как его укрепить

Лиза
Что мешает похудеть именно вам? Что мешает похудеть именно вам?

Как выйти из замкнутого круга тем, кто не может похудеть

Здоровье
Живут без еды и воды: бретарианцы и их смертельная диета Живут без еды и воды: бретарианцы и их смертельная диета

Откуда взялось бретарианство, что действительно едят солнцееды

Cosmopolitan
Фитнес для здоровья: Как тренироваться правильно? Фитнес для здоровья: Как тренироваться правильно?

Тренировки от случая к случаю пользы не приносят

Домашний Очаг
Глазом не моргнуть Глазом не моргнуть

Риски, о которых стоит знать до записи на наращивание ресниц

Лиза
Воссозданные частицы дымки Титана помогут понять, как зародилась жизнь на Земле Воссозданные частицы дымки Титана помогут понять, как зародилась жизнь на Земле

Изучение атмосферы Титана может дать важные ключи к разгадке стадий эволюции

Популярная механика
Связь с будущим Связь с будущим

Как проложить путь в будущее через околоземное пространство

Esquire
Якутских стегозавров уличили в частой смене зубов Якутских стегозавров уличили в частой смене зубов

Возможно, это адаптация к жизни в суровом климате и питанию жесткими растениями

N+1
Хоть потоп! Хоть потоп!

Что делать, если твою квартиру залили соседи?

Лиза
Открыть в приложении