Популярные статьи

BMW 3-series Coupe (Бмв ) 2006-2009: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

С сентября 2006 года серийно выпускается БМВ 3-й серии купе (Е92). Невзирая на свое техническое родство с седаном и Touring, купе БМВ 3-й серии имеет

Длительный тест Range Rover Sport: часть вторая

Аш длительный тест Range Rover Sport Supercharged подошел к концу. Первая хорошая новость: машину не угнали! Вторая: несмотря на соблазн, за

Audi E-tron (Ауди ) 2010: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

Audi E-tron, представленный на автосалоне в Детройте в январе 2010 года, совсем не то же самое, что E-tron, который выставлялся осенью на IAA 2009 во

Принципы ухода за АКБ зимой

В зимнее время года при морозной погоде аккумулятор автомобиля испытывает нагрузку намного больше, чем в летнее время. Автовладельцами замеченны

SEAT Toledo (Сиат Толедо) 1998-2004: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

Эта модель расширяет присутствие компании SEAT в сегменте рынка престижных автомобилей. Toledo - первый автомобиль компании дизайн которого выполнен

В 2000 г. семейство японских Corolla лишь обновилось. Спрос на эти машины падал и классическая Corolla уже не устраивала японских покупателей. Как

Skoda Octavia (Шкода Октавия) 1996-1999: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

Skoda Octavia - это современный переднеприводной автомобиль с поперечным расположением двигателя. На нём может стоять один из пяти моторов концерна

Chrysler PT Cruiser (Крайслер Пт крузер) 1999-2010: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

Дебют серийной модели PT Cruiser состоялся в 1999 году в Детройте. Компании Chrysler удалось зацепить ностальгическую струну в душе каждого простого

Примеряем Audi A6 Allroad и A8 Hybrid к нашим дорогам

Компания сыграла на контрасте, представив одновременно две модели, совершенно противоположные по идеологии: сверхэкономичный лимузин-гибрид А8 и

Toyota Tundra Crew Max (Тойота Тундра Crew Max) 2006-2009: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

Toyota Tundra (Тойота Тундра) проектировался как грузовик. Мощный двигатель, основательная рама и большая грузоподъемность... вот что отличает этот

Архив сайта
Облако тегов
Календарь

Екологічні авто | Журнал Популярна Механіка

  1. переваги повітря
  2. Пневматика XXI століття
  3. Відразу в серію?
  4. На двох колесах
  5. Корпорації на старті

Кілька років тому світ облетіла новина про те, що індійська компанія Tata збирається запустити в серію автомобіль, що працює на стисненому повітрі. Плани так і залишилися планами, але пневматичні автомобілі явно стали трендом: щороку з'являється кілька цілком життєздатних проектів, а компанія Peugeot в 2016 році планувала поставити на конвеєр повітряний гібрид. Чому ж пневмокари раптово увійшли в моду?

Все нове - це добре забуте старе. Так, електромобілі в кінці XIX століття були популярнішими бензинових побратимів, потім вони пережили столітнє забуття, а потім знову «повстали з попелу». Те ж стосується і ПНЕВМОТЕХНІКА. Ще в 1879 році французький піонер авіації Віктор Татен спроектував літак A? roplane, який повинен був підніматися в повітря завдяки двигуну на стислому повітрі. Модель цієї машини успішно літала, хоча в повному розмірі літак побудований не був.

Родоначальником Пневмодвигуни на наземному транспорті став інший француз, Луї Мекарскі, який розробив подібний силовий агрегат для паризьких і Нантського трамваїв. У Нанті машини випробували в кінці 1870-х, а до 1900 року Мекарскі володів парком з 96 трамваїв, що доводило ефективність системи. Згодом пневматичний «флот» був замінений електричним, але початок був покладений. Пізніше пневмолокомотіви знайшли собі вузьку сферу повсюдного застосування - шахтне справу. У той же час почалися і спроби поставити повітряний двигун на автомобіль. Але до початку XXI століття ці спроби залишалися одиничними і не вартими уваги.

Плюси: відсутність шкідливих викидів, можливість заправки автомобіля в домашніх умовах, невисока вартість зважаючи на простоту конструкції двигуна, можливість застосування рекуператора енергії (наприклад, стиснення і накопичення додаткового повітря за рахунок гальмування автомобіля) Плюси: відсутність шкідливих викидів, можливість заправки автомобіля в домашніх умовах, невисока вартість зважаючи на простоту конструкції двигуна, можливість застосування рекуператора енергії (наприклад, стиснення і накопичення додаткового повітря за рахунок гальмування автомобіля). Мінуси: низькі ККД (5-7%) і щільність енергії; необхідність в зовнішньому теплообміннику, оскільки при зменшенні тиску повітря двигун сильно переохолоджується; низькі експлуатаційні показники пневмоавтомобілей.

переваги повітря

Пневматичний двигун (або, як кажуть, пневмоцилиндр) перетворює енергію розширюється повітря в механічну роботу. За принципом дії він аналогічний гідравлічному. «Серце» пневмодвигателя - поршень, до якого прикріплений шток; навколо штока навита пружина. Повітря, що надходить в камеру, зі збільшенням тиску долає опір пружини і переміщує поршень. На фазі випуску, коли тиск повітря падає, пружина повертає поршень у вихідне положення - і цикл повторюється. Пневмоцилиндр цілком можна назвати «двигуном внутрішнього несгоранія».

Більш поширена мембранна схема, де роль циліндра виконує гнучка мембрана, до якої точно так же прикріплений шток з пружиною. Її перевага полягає в тому, що не потрібна така висока точність посадки рухомих елементів, не потрібні мастильні матеріали, а герметичність робочої камери підвищується. Існують також роторні (пластинчасті) пневмодвигатели - аналоги ДВС Ванкеля.

MDI airpod Крихітний тримісний пневмоавтомобіль французької MDI був представлений широкій публіці на Женевському автосалоні 2009 року MDI airpod Крихітний тримісний пневмоавтомобіль французької MDI був представлений широкій публіці на Женевському автосалоні 2009 року. Він має право пересуватися по виділеним велодоріжкам і не вимагає наявності водійських прав. Мабуть, найперспективніший пневмокар.

Основні плюси пневмодвигателя - це його екологічність і низька вартість «палива». Власне, через безвідходності пневмолокомотіви і набули поширення в шахтному справі - при використанні ДВС в замкнутому просторі повітря швидко забруднюється, різко погіршуючи умови роботи. Відпрацьовані ж гази пневмодвигателя - це звичайне повітря.

Один з недоліків пневмоцилиндра - відносно низька щільність енергії, тобто кількість виробленої енергії на одиницю об'єму робочого тіла. Порівняйте: повітря (при тиску 30 МПа) має щільність енергії порядку 50 кВт • ч на літр, а звичайний бензин - 9411 кВт • год на літр! Тобто бензин як паливо ефективніше майже в 200 разів. Навіть з урахуванням не дуже високого ККД бензинового двигуна він «видає» в результаті близько 1600 кВт • год на літр, що значно вище, ніж показники пневмоцилиндра. Це обмежує всі експлуатаційні показники Пневмодвигуни і рухомих ними машин (запас ходу, швидкість, потужність і т. Д.). Крім того, пневмодвигун має відносно невеликий ККД - близько 5-7% (проти 18-20% у ДВС).

Tata minicat Tata minicat

Пневматика XXI століття

Актуальність екологічних проблем XXI століття змусила інженерів повернутися до давно забутої ідеї використання пневмоцилиндра в якості двигуна для дорожнього транспортного засобу. По суті, пневмоавтомобіль екологічніше навіть електромобіля, елементи конструкції якого містять шкідливі для навколишнього середовища речовини. У пневмоцилиндре ж - повітря і нічого крім повітря.

Тому основний інженерним завданням було приведення пневмокара до виду, в якому він міг би конкурувати з електромобілями за експлуатаційними характеристиками і вартості. Підводних каменів в цій справі безліч. Наприклад, проблема дегідратації повітря. Якщо в стислому повітрі буде хоча б крапля рідини, то через сильний охолодження при розширенні робочого тіла вона перетвориться на лід, і двигун просто затихне (або навіть потребують ремонту). Звичайний літній повітря містить приблизно 10 г рідини на 1 м3, і при наповненні одного балона потрібно затратити додаткову енергію (близько 0,6 кВт • год) на дегідратацію - причому ця енергія непоправна. Даний фактор зводить нанівець можливість якісної домашньої заправки - обладнання для дегідратації неможливо встановити і експлуатувати в домашніх умовах. І це лише одна з проблем.

Проте тема пневмоавтомобіля виявилася занадто привабливою, щоб про неї забути.

Шасі Peugeot 2008 Hybrid air На повному баку і повній заправці повітрям Peugeot 2008 Hybrid Air може проїхати до 1300 км Шасі Peugeot 2008 Hybrid air На повному баку і повній заправці повітрям Peugeot 2008 Hybrid Air може проїхати до 1300 км.

Відразу в серію?

Одне з рішень, що дозволяють мінімізувати недоліки пневмодвигателя, - полегшення автомобіля. Дійсно, міський мікролітражці не потрібен великий запас ходу і швидкість, а ось екологічні показники в мегаполісі відіграють значну роль. Саме на це розраховують інженери франко-італійської компанії Motor Development International, які на Женевському автосалоні 2009 року представили світу пневмоколяску MDI AIRpod і її більш серйозний варіант MDI OneFlowAir. MDI почали «битися» за пневмокар ще в 2003-му, показавши концепт Eolo Car, але лише через десять років, набивши безліч шишок, французи прийшли до прийнятного для конвеєра рішенням.

MDI AIRpod - це щось середнє між автомобілем і мотоциклом, прямий аналог мотоколяскі- «інвалідки», як її часто називали в СРСР. Завдяки 5,45-сильному повітряному двигуну трехколесная малолітражка масою всього 220 кг може розігнатися до 75 км / год, а запас її ходу складає 100 км в базовому варіанті або 250 км в більш серйозної конфігурації. Цікаво, що у AIRpod взагалі немає керма - машина управляється джойстиком. У теорії вона може пересуватися як по дорогах загального користування, так і по велодоріжках.

У AIRpod є всі шанси на серійне виробництво, оскільки в містах з розвиненою велоструктурой, наприклад в Амстердамі, такі машинки можуть бути затребувані. Одна заправка повітрям на спеціально обладнаній станції займає близько півтори хвилини, а вартість пересування становить в результаті близько 0,5 на 100 км - дешевше просто нікуди. Проте заявлений термін серійного виробництва (весна 2014 роки) вже пройшов, а віз і нині там. Можливо, MDI AIRpod з'явиться на вулицях європейських міст в 2015-му.

O2 Pursuit Кросовий мотоцикл, побудований австралійцем Діном Бенстедом на шасі Yamaha, здатний розганятися до 140 км / год і безупинно їхати протягом трьох годин на швидкості 60 км / ч O2 Pursuit Кросовий мотоцикл, побудований австралійцем Діном Бенстедом на шасі Yamaha, здатний розганятися до 140 км / год і безупинно їхати протягом трьох годин на швидкості 60 км / ч. Повітряний двигун системи Анжело ді П'єтро важить всього лише 10 кг.

Другий передсерійний концепт - це відомий проект індійського гіганта Tata, автомобіль MiniCAT. Проект був запущений одночасно з AIRpod, але, на відміну від європейців, індуси заклали в програму нормальний, повноцінний мікроавтомобіль з чотирма колесами, багажником і традиційною компоновкою (в AIRpod, зауважимо, пасажири і водій сидять спинами один до одного). Маса Tata трохи більше, 350 кг, максимальна швидкість - 100 км / год, запас ходу - 120 км, тобто MiniCAT в цілому схожий на машину, а не на іграшку. Цікаво, що в компанії Tata не мучилися з розробкою повітряного двигуна «з нуля», а за $ 28 млн придбали права на використання розробок MDI (що дозволило останньої утриматися на плаву) і вдосконалили двигун для приведення в рух більшого транспортного засобу. Одна з фішок цієї технології - використання тепла, що виділяється при охолодженні розширюється повітря, для нагріву повітря при заправці балонів.

Спочатку Tata збиралася поставити MiniCAT на конвеєр в середині 2012 року і виробляти близько 6000 одиниць на рік. Але обкатка триває, а серійне виробництво відкладено до кращих часів. За час розробки концепт встиг змінити ім'я (раніше він називався OneCAT) і дизайн, так що яка його версія надійде в підсумку в продаж, не знає ніхто. Здається, навіть представники Tata.

На двох колесах

Чим легше автомобіль на стисненому повітрі, тим він більш ефективний в плані експлуатаційних і економічних показників. Логічний висновок з цього твердження - чому б не зробити скутер або мотоцикл?

Цим перейнявся австралієць Дін Бенстед, який в 2011 році продемонстрував світові кросовий мотоцикл O2 Pursuit з силовим агрегатом, розробленим фірмою Engineair. Остання спеціалізується на вже згаданих роторних повітряних двигунах розробки Анжело ді П'єтро. По суті, це класичної компоновки «Ванкелем» без згоряння - ротор приводиться в рух подачею повітря в камери. Бенстед пішов при розробці від зворотного. Спершу він замовив Engineair двигун, а потім побудував навколо нього мотоцикл, використавши раму і частина елементів від серійної Yamaha WR250R. Машина вийшла напрочуд енергоефективної: на одній заправці вона проходить 100 км і в теорії розвиває максимальну швидкість 140 км / ч. Ці показники, до слова, перевищують аналогічні у багатьох електричних мотоциклів. Бенстед дотепно зіграв на формі балона, вписавши його в раму, - це дозволило заощадити місце; двигун в два рази компактніше свого бензинового побратима, а вільне місце дозволяє встановити другий балон, збільшивши пробіг мотоцикла в два рази.

Але, на жаль, O2 Pursuit залишився лише одноразової іграшкою, хоча і був номінований на престижну винахідницьку премію, засновану Джеймсом Дайсоном. Через два роки ідею Бенстеда підхопив інший австралієць, Дарбі Бічено, який запропонував створити за схожою схемі не мотоцикл, а суто міське транспортний засіб, скутер. Його EcoMoto 2013 повинен бути зроблений з металу і бамбука (ніякого пластику), але далі рендерів і креслень справа поки що не просунулася.

Крім Бенстеда і Бічено, схожу машину в 2010 році побудував Евін І Ян (його проект називався Green Speed ​​Air Motorcycle). Всі три конструктора, до слова, були студентами Королівського технологічного інституту Мельбурна, і тому їх проекти схожі, використовують один і той же двигун і ... не мають шансу на серію, залишаючись дослідними роботами.

Змагання на швидкість У 2011 році спортивний автомобіль Toyota Ku: Rin встановив світовий рекорд швидкості для транспортних засобів, що приводяться в рух енергією стисненого повітря Змагання на швидкість У 2011 році спортивний автомобіль Toyota Ku: Rin встановив світовий рекорд швидкості для транспортних засобів, що приводяться в рух енергією стисненого повітря. Зазвичай пневмоавтомобілі не розганяють більш ніж до 100-110 км / год, концепт же Toyota показав офіційний результат 129,2 км / ч. З огляду на «заточеного» на швидкість, Ku: Rin на одній зарядці міг проїхати всього 3,2 км, але більше триколісний одномісному боліду і не було потрібно. Рекорд встановлений. Цікаво, що до того рекорд становив всього лише 75,2 км / год і був встановлений в Бонневілль болідом Silver Rod конструкції американця Дерека Маклиша влітку 2010 року.

Корпорації на старті

Вищесказане підтверджує, що у повітряних автомобілів майбутнє є, але, швидше за все, не в «чистому вигляді». Все-таки вони мають свої обмеження. Той же MDI AIRpod провалив абсолютно все краш-тести, оскільки його надлегка конструкція не дозволяла належним чином захищати водія та пасажирів.

А ось використовувати пневмотехнології в якості додаткового джерела енергії в гібридному автомобілі цілком реально. У зв'язку з цим компанія Peugeot оголосила про те, що з 2016 року частина кросоверів Peugeot 2008 буде випускатися в гібридному варіанті, одним з елементів якого буде установка Hybrid Air. Ця система розроблена у співпраці з Bosch; суть її в тому, що енергія ДВС буде запасатися не в формі електроенергії (як в звичайних гібридах), а в балонах зі стисненим повітрям. Плани, правда, так і залишилися планами: на даний момент на серійні автомобілі установка не ставиться.

Плани, правда, так і залишилися планами: на даний момент на серійні автомобілі установка не ставиться

Peugeot 2008 Hybrid Air зможе рухатися, використовуючи енергію ДВС, повітряного силового агрегату або їх комбінації. Система буде сама розпізнавати, який з джерел енергоефективніше в тій чи іншій ситуації. У міському циклі, зокрема, 80% часу буде використовуватися енергія стисненого повітря - він надає руху гидронасос, який обертає вал при відключеному ДВС. Сумарна економія палива при такій схемі складе до 35%. При роботі на чистому повітрі максимальна швидкість автомобіля обмежується 70 км / год.

Концепт Peugeot виглядає абсолютно життєздатним. З урахуванням екологічних переваг подібні гібриди цілком зможуть потіснити електричні протягом найближчих п'яти-десяти років. І світ стане трішечки чистіше. Або не стане.

Стаття «Енергія повітря» опублікована в журналі «Популярна механіка» ( №12, Листопад 2014 ).

Чому ж пневмокари раптово увійшли в моду?
Ще в 1879 році французький піонер авіації Віктор Татен спроектував літак A?
Відразу в серію?
Логічний висновок з цього твердження - чому б не зробити скутер або мотоцикл?