Jednym z najważniejszych problemów naszych czasów jest problem zanieczyszczeń. środowisko. Każdego dnia ludzkość emituje do atmosfery ogromne ilości dwutlenku węgla. Każdy samochód napędzany silnikiem wewnętrzne spalanie, szkodzi naszej planecie i powoduje sytuację środowiskową nawet gorzej. Niestety, to nie wszystko. Problem energii jest nie mniej dotkliwy, ponieważ zasoby ropy naftowej nie są nieograniczone, ceny benzyny wciąż rosną i nie ma powodu, aby miały spadać. W poszukiwaniu alternatywnych źródeł paliwa wymyślono wiele projektów, ale wszystkie są albo zbyt drogie, albo nieefektywne. Chociaż jeden z nich wygląda bardzo obiecująco. Sądząc po tym, być może nowym paliwem przyszłości będzie… powietrze!

Brzmi fantastycznie, prawda? Czy samochód może jeździć na powietrzu? Oczywiście, że jest to możliwe. Ale to powietrze nie jest w takiej postaci, w jakiej teraz nim oddychamy – do poruszania samochodem potrzebne jest sprężone powietrze. Sprężone i pod wysokim ciśnieniem powietrze porusza tłoki silnika, a samochód się porusza! Po przepracowaniu w silniku powietrze wraca do atmosfery całkowicie czyste. Zbiornik wystarcza na 200 kilometrów, a prędkość też jest imponująca – aż do 110 kilometrów na godzinę!

(Co ciekawe, silniki samochodowe wykorzystujące sprężone powietrze mają bardzo długą historię. Technologia ta została po raz pierwszy zastosowana w latach osiemdziesiątych XIX wieku, kiedy Ludwik Mekarski opatentował swój wynalazek, zwany „tramwajem pneumatycznym”).

Ten samochód jest nie tylko całkowicie przyjazny dla środowiska, ale także znacznie zaoszczędzi pieniądze właściciela! Jedno pełne napełnienie sprężonym powietrzem kosztuje półtora euro, a po kilku minutach samochód będzie ponownie gotowy do podróży. Półtora euro to prawie równowartość ceny dwóch litrów benzyny. Oblicz, ile Twój samochód może przejechać na dwóch litrach - liczba ta prawdopodobnie będzie znacznie mniejsza niż 200 kilometrów. Przecież po małych i prostych obliczeniach codzienne tankowanie samochodu sprężonym powietrzem będzie kosztować co najmniej 10 razy mniej!

Twórca tego ciekawa koncepcja, niestrudzony Francuz Guy Negre, były inżynier Formuły 1, pracuje nad swoim projektem od ponad dziesięciu lat. Oryginalna konstrukcja silnika, nawiązująca do konwencjonalnego silnika spalinowego, umożliwiała napędzanie samochodu za pomocą sprężonego powietrza zmagazynowanego w cylindrach. Pomysł zapożyczony został przez Negro właśnie z konstrukcji samochodów wyścigowych, w których do przyspieszania wykorzystywana jest turbina zasilana sprężonym powietrzem ze specjalnego cylindra.

Guy Naigre zaczął od oryginalnej koncepcji samochodu hybrydowego, który przy małych prędkościach poruszałby się pod wpływem powietrza, a przy dużych prędkościach uruchamiałby się konwencjonalny silnik wewnętrzne spalanie. Samochód ten został opracowany w połowie lat 90-tych, ale wynalazca postanowił pójść jeszcze dalej. Efektem 10 lat ciężkiej pracy jest kilka modeli napędzanych wyłącznie sprężonym powietrzem.

Sercem „samochodu powietrznego” Guya Negre’a jest silnik, którego konstrukcja bardzo przypomina standardowy silnik spalinowy. Silnik ma dwa cylindry robocze i dwa cylindry pomocnicze. Ciepłe powietrze jest zasysane bezpośrednio z atmosfery i dalej podgrzewane. Następnie trafia do komory, gdzie jest mieszany ze sprężonym powietrzem schłodzonym do -100 stopni Celsjusza. Powietrze szybko się nagrzewa, gwałtownie zwiększa swoją objętość i popycha tłok głównego cylindra, który wprawia w ruch wał korbowy.

Pierwsze prototypy samochodu czysto powietrznego stworzone przez Francuzów z firmy Guy Negre Motor Międzynarodowy Rozwój(MDI) zademonstrowano na początku XXI wieku, a teraz wreszcie doszło do wdrożenia tego niezwykłego rozwiązania na dużą skalę. Tata Motors, największy indyjski producent samochodów, porozumiał się z MDI w sprawie uruchomienia licencjonowanej produkcji małego, trzymiejscowego ekosamochodu zasilanego sprężonym powietrzem.

Model MiniC.A.T jest wyposażony w pęcherz z włókna węglowego mieszczący 90 cm3. m sprężonego powietrza. Na jednym napełnieniu powietrzem samochód może przejechać od 200 do 300 km, rozwijając prędkość maksymalną 110 km/h. Za pomocą kompresorów zainstalowanych na stacji benzynowej można ją zatankować w 2-3 minuty, płacąc jedynie 1,5 euro. Jest to również możliwe Alternatywna opcja tankowanie za pomocą wbudowanej sprężarki podłączonej do zwykłej sieci AC. Całkowite napełnienie „zbiornika” zajmie mu 3-4 godziny.

Pomimo tego, że prąd wytwarzany jest głównie w wyniku spalania paliw kopalnych, powietrzny ekomobil okazuje się znacznie bardziej wydajny niż samochody z silnikami spalinowymi. Pod względem wydajności dwukrotnie przewyższa samochody konwencjonalne, a elektryczne o 1,5. Ponadto wyróżnia się całkowitym brakiem szkodliwych emisji, a także wyjątkową łatwością konserwacji: ze względu na brak komory spalania olej silnikowy można wymieniać nie częściej niż co 50 tysięcy kilometrów.

Ekosamochód MiniC.A.T będzie produkowany w czterech modyfikacjach. Należą do nich potrójny model pasażera, pięciomiejscową taksówką, minivanem i dostawcą lekkich ładunków. Samochody będą sprzedawane za cenę około 5500 funtów (około 11 000 dolarów), co jest bardzo przystępną ceną. Tata planuje produkować co najmniej 3 tysiące „samochodów powietrznych” rocznie.

Planują sprzedawać je w Europie i Indiach, ale jeśli projekt zyska popularność, być może na całym świecie.

Inicjatywa Hindusów została wsparta Amerykańska firma Zero Pollution Motors, która ogłosiła rychłą premierę Rynek amerykański pojazdy zasilane sprężonym powietrzem i zbudowane w technologii Guy Negre.

Zero Pollution Motors planuje produkcję samochodów CityCAT z opcją silnika (6-cylindrowy, 75-konny Dual-Energy), który pozwala na pracę w dwóch trybach: po prostu na sprężonym powietrzu lub przy zużyciu niewielkiej ilości paliwa w celu zwiększenia temperatura powietrza w cylindrach i odpowiednio moc. W tym trybie samochód spala około 2,2 litra benzyny na 100 kilometrów poza miastem.

CityCAT to sześciomiejscowy samochód z przestronny bagażnik. Korpus składa się z paneli z włókna szklanego przymocowanych do aluminiowej ramy. Na jednym dopływie powietrza samochód będzie mógł przejechać 60 km w mieście, a poza miastem przy niskim zużyciu benzyny – 1360 km. Prędkość samochodu na samym sprężonym powietrzu wynosi 56 km/h, na benzynie – 155 km/h.

Szacunkowy koszt samochodu to 17,8 tys. dolarów. Pierwsza partia powinna trafić na rynek w 2010 roku.

Miejmy nadzieję, że nie jest to ostatni krok w rozwoju ekologicznych możliwości podróżowania.

Jednak recenzje „samochodu powietrznego” w mediach stopniowo zmieniały się z entuzjastycznych w sceptyczne. Więcej o nich poniżej.

W roku 2000 liczne media, w tym BBC, przewidywały, że na początku 2002 r produkcja masowa samochody korzystające z powietrza zamiast paliwa.

Powodem tak odważnej wypowiedzi była prezentacja samochodu o nazwie e.Volution na wystawie Auto Africa Expo2000, która odbyła się w Johannesburgu.

Zdumionej publiczności powiedziano, że e.Volution może przejechać bez tankowania około 200 kilometrów, rozwijając prędkość do 130 km/h. Lub przez 10 godzin ze średnią prędkością 80 km/h. Stwierdzono, że koszt takiej podróży będzie kosztować właściciela e.Volution 30 centów. Jednocześnie samochód waży zaledwie 700 kg, a silnik - 35 kg.

Wprowadzono rewolucyjny nowy produkt Firma francuska MDI (Motor Development International), która od razu ogłosiła zamiar rozpoczęcia seryjnej produkcji samochodów wyposażonych w silnik na sprężone powietrze.

Wynalazcą silnika jest francuski inżynier silników Guy Negre, znany jako twórca urządzeń rozruchowych do samochodów Formuły 1 i silników lotniczych.

Murzyn powiedział, że udało mu się stworzyć silnik, który pracuje wyłącznie na sprężonym powietrzu, bez domieszek tradycyjnego paliwa. Francuz nazwał swoje dzieło Zero Pollution, co oznacza zero emisji. szkodliwe substancje w atmosferze.

Mottem Zero Pollution było „Prosto, ekonomicznie i czysto”, czyli nacisk położono na jego bezpieczeństwo i przyjazność dla środowiska.

Zasada działania silnika według wynalazcy jest następująca: „Powietrze jest zasysane do małego cylindra i sprężane tłokiem do poziomu ciśnienia 20 barów. W tym przypadku powietrze nagrzewa się do 400 stopni. Gorące powietrze jest następnie wtłaczane do kulistej komory.

Chociaż w „komorze spalania nic nie jest spalane”, zimne sprężone powietrze z cylindrów jest również dostarczane pod ciśnieniem, natychmiast się nagrzewa, rozszerza, ciśnienie gwałtownie wzrasta, tłok dużego cylindra powraca i przenosi siłę roboczą na wał korbowy .

Można nawet powiedzieć, że silnik „powietrzny” działa na tej samej zasadzie, co konwencjonalny silnik spalinowy, tyle że tutaj nie ma spalania.”

Stwierdzono, że spaliny samochodowe nie są bardziej niebezpieczne niż dwutlenek węgla uwalniany podczas oddychania człowieka, silnik można smarować olejem roślinnym, a Układ elektryczny składa się tylko z dwóch przewodów.

Zatankowanie takiego pojazdu powietrznego zajmuje około 3 minut.

Przedstawiciele Zero Pollution przekazali, że aby zatankować „powietrzny samochód”, wystarczy napełnić zbiorniki powietrza znajdujące się pod spodem samochodu, co zajmuje około czterech godzin.

Jednak w przyszłości planowano budowę stacji „napełniania powietrzem”, które będą w stanie napełnić 300-litrowe butle w zaledwie 3 minuty.

Zakładano, że sprzedaż „samochodów powietrznych” rozpocznie się w Republice Południowej Afryki od ceny około 10 tys. dolarów. Mówiono także o budowie pięciu fabryk w Meksyku i Hiszpanii oraz trzech w Australii. Licencję na produkcję samochodu rzekomo otrzymało już kilkanaście krajów, a południowoafrykańska firma najwyraźniej otrzymała zamówienie na produkcję 3000 samochodów, zamiast planowanej partii eksperymentalnej na 500 sztuk.

Jednak po głośnych oświadczeniach i ogólnej radości coś się wydarzyło. Nagle wszystko ucichło i o „powietrznym samochodzie” prawie zapomniano.

Cisza wydaje się tym bardziej złowieszcza, odkąd jakiś czas temu przestała działać oficjalna strona internetowa Zero Pollution. Powód jest absurdalny: strona rzekomo nie jest w stanie poradzić sobie z ogromnym napływem żądań. Jednak twórcy witryny niejasno obiecują, że pewnego dnia ją „ulepszą”.

Pojawienie się na drogach samochodów powietrznych miało stanowić poważne wyzwanie dla tradycyjnego transportu.

Istnieje opinia, że ​​rozwój środowiska został sabotowany przez gigantów motoryzacyjnych: przewidując zbliżający się upadek, gdy produkowane przez nich silniki benzynowe nie będą już nikomu potrzebne, rzekomo postanowili „udusić dorobnika w zarodku”.

Tę wersję częściowo potwierdza Deutsche Welle: „Firmy samochodowe i koncerny naftowe jednomyślnie uważają samochód napędzany powietrzem za „niedopracowany”. Można to jednak przypisać ich stronniczości.

Wielu niezależnych ekspertów jest jednak dość sceptycznych, zwłaszcza że wiele dużych koncernów produkujących samochody - na przykład Volkswagen - prowadziło badania w tym kierunku już w latach 70. i 80., ale następnie je ograniczyło ze względu na całkowitą daremność.

Ekolodzy podzielają tę samą opinię: „Przekonanie zajmie bardzo dużo czasu producenci samochodów rozpocząć produkcję silników „powietrznych”.

Firmy samochodowe wydały już ogromne sumy pieniędzy na eksperymenty samochody elektryczne, co okazało się niewygodne i drogie. Nie potrzebują już nowych pomysłów.”

Zero Pollution - silniki o zerowej emisji szkodliwych substancji. Ponadto są lekkie i kompaktowe.

Ale Deutsche Welle zwraca uwagę na fakt, że w różnych publikacjach „opis silnika i Schemat obwodu jego dzieła są obarczone nieścisłościami i błędami, a ponadto wersje w różnych językach są nie tylko zupełnie różne, ale czasami wprost sobie zaprzeczają.

Prawie każda publikacja zawiera własne parametry techniczne, różniące się od pozostałych. Rozrzut liczb jest tak duży, że nie można powstrzymać się od zastanowienia: czy naprawdę odnoszą się one do tego samego samochodu?

Inną dziwną prawidłowością jest to, że z każdą kolejną publikacją parametry samochodu poprawiają się: albo moc będzie rosła, potem cena spadnie, potem spadnie masa, albo zwiększy się pojemność cylindrów. Wątpliwości są więc w pełni uzasadnione i uzasadnione.

Jednak oczekiwanie nie będzie długie. Prawdopodobnie już w nadchodzącym roku dowiemy się, czym dokładnie jest opracowany przez MDI silnik na sprężone powietrze – rewolucją w motoryzacji lub, w pełnym tego słowa znaczeniu, „wydmuchaną” sensacją”.

Tymczasem całkiem możliwe, że intryga z „samochodem powietrznym” nie zostanie rozwiązana także w 2002 roku. W wyniku długotrwałych poszukiwań informacji w Internecie odkryto jedną mniej więcej „żywą” stronę, która obiecuje produkcja masowa rewolucyjne samochody w 2003 roku.

Nawiasem mówiąc, podczas wyszukiwania znaleźliśmy wiele interesujących rzeczy na temat „powietrza”.

Co ciekawe, na międzynarodowych targach zabawek, które odbyły się w Norymberdze w lutym 2001 roku, kanadyjska firma Spin Master zaoferowała kupującym model samolotu wyposażonego w silnik zasilany sprężonym powietrzem. Mini zbiornik można napompować dowolną pompką, a śmigła unoszą oryginalną zabawkę w przestworza.

Poza tym w Internecie pojawiła się oferta handlowa, najwyraźniej skierowana do rządu moskiewskiego. W tym dokumencie jedna firma metropolitalna zaprasza urzędników do „zapoznania się z propozycją firmy samochodowej MDI (Francja), aby produkować w Moskwie całkowicie przyjazne dla środowiska i ekonomiczne samochody”.

Pojawiła się także propozycja V. A. Konoszczenki, który relacjonuje wynaleziony przez siebie samochód napędzany sprężonym powietrzem, załączając opis urządzenia.

Moją uwagę przykuł także wynalazek Raisa Szaimukhametowa – „Sadokhod”, który „napędzany jest sprężonym powietrzem: pod maską znajduje się mały silnik i seryjna sprężarka. Powietrze obraca dwa bloki (lewy i prawy) mimośrodowych wirników (tłoków) niezależnie od siebie. Wirniki w bloku są połączone poprzez koła jezdne łańcuchem gąsienicowym.

W rezultacie odniosłem podwójne wrażenie: z jednej strony historia z francuskim „samochodem powietrznym” nie jest do końca jasna, a z drugiej znacznie wyraźniejsze wrażenie, że transport „powietrzny” jest używany od dawna , a zwłaszcza z jakiegoś powodu w Rosji. I od ubiegłego wieku.

Istnieją dowody na to, że 33-metrowy okręt podwodny z silnikiem na sprężone powietrze, zaprojektowany przez samouka I. F. Aleksandrowskiego, został zwodowany latem 1865 roku, pomyślnie przeszedł serię testów i dopiero potem zatonął.

Czarny samochód - uczucie dmuchania

Oszałamiający pomysł - samochód zasilany sprężonym powietrzem - okazał się mitem

Siergiej Leskow

Znane zasoby ropy naftowej na Ziemi wystarczą na nie dłużej niż 50 lat. Próbują zastąpić benzynę, która jest między innymi głównym źródłem zanieczyszczeń powietrza w dużych miastach. I upłynnione gazu ziemnego oraz wszelkiego rodzaju syntetyzowane gazy i ciecze, a nawet alkohol. Przez długi czas pokładano nadzieje w samochodzie elektrycznym, jednak jego parametry techniczne są niskie, a recykling źródła energii okazał się problemem środowiskowym. A oto nowy, oszałamiający pomysł - samochód zasilany sprężonym powietrzem.

Francuski inżynier Guy Negre zyskał sławę w świat motoryzacji ze swoimi rozrusznikami do samochodów Formuły 1 i silników lotniczych. Jego dossier projektowe zawiera 70 patentów. Sugeruje to, że Murzyn nie jest samoukiem spośród tych, którzy swoimi odkryciami denerwują wszystkie firmy motoryzacyjne na świecie. Kilka lat temu szanowany Murzyn założył firmę MDI (Motor Development International), która rozpoczęła prace nad silnikami na sprężone powietrze. Pierwszą reakcją każdego eksperta jest nonsens, nonsens i jeszcze raz nonsens. Ale już w 1997 r. parlamentarna komisja ds. transportu w Meksyku zainteresowała się tym rozwojem, specjaliści odwiedzili fabrykę w Brignole i podpisali porozumienie w sprawie stopniowej wymiany wszystkich 87 tysięcy taksówek w Meksyku, najbardziej zanieczyszczonej stolicy świata, na samochody z czystym „wydechem”.

Dwa lata temu na targach Auto Africa Expo 2000 odbyła się prezentacja samochodu koncepcyjnego stworzonego przez murzyński zespół o nazwie e. Rewolucja. Zgodnie z obietnicą jako paliwa użył sprężonego powietrza. W Johannesburgu, na fali powszechnego zainteresowania, w 2002 roku ogłoszono rozpoczęcie seryjnej produkcji cudownego samochodu z silnikiem Zero Pollution. W Republice Południowej Afryki miało wyprodukować 3 tys. e. Rewolucja. Wyznaczony rok jest tuż za rogiem. Gdzie jest „samochód powietrzny”?

Publikacji na ten temat jest wiele, jednak charakterystyka przeskakuje, jakbyśmy nie mówili o technologii, a o ogierze arabskim. Jeśli uśrednisz wszystkie protokoły, otrzymasz następujący portret: e. Volution waży 700 kg, silnik Zero Pollution - 35 kg. Samochód może przejechać 200 km bez tankowania. Prędkość maksymalna – 130 km/h. Przy prędkości 80 km/h może jechać 10 godzin. Szacunkowa cena – 10 tysięcy dolarów.

Do pompowania powietrza do cylindrów potrzebna jest energia, a elektrownie również są źródłem zanieczyszczeń. Autorzy projektu obliczyli wydajność w sieci „rafineria ropy naftowej – samochód” dla benzyny, energii elektrycznej i silnik powietrzny: odpowiednio 9, 13 i 20%. Oznacza to, że „balon powietrzny” prowadzi z zauważalną przewagą. Samo tankowanie trwa około 4 godzin, a butle są ukryte pod dnem.

Zasada działania „odpowietrznika” nie różni się od zasady działania silnika spalinowego. Nie, ze względu na brak paliwa jedynie do spalania. Ponadto nie ma układów zapłonowych, wtrysku paliwa ani zbiornika gazu. Powietrze w cylindrach znajduje się pod ciśnieniem 200 atmosfer. Pomysł projektantów jest taki: część spalin jest zasysana do małego cylindra i sprężana tłokiem do ciśnienia 20 atmosfer. Powietrze ogrzane do 400 stopni wtłaczane jest do komory, która jest analogiczna do komory spalania. Zasilany jest sprężonym powietrzem z cylindrów. Nagrzewa się - w wyniku czego tłok cylindra porusza się, przenosząc siłę roboczą na wał korbowy.

W miarę zbliżania się do zapowiadanej daty premiery rozbieżność w publikacjach na ten temat staje się coraz bardziej zauważalna. Wygląda na to, że zespół Guya Negry stanął przed poważnym wyzwaniem problemy techniczne. Aby wyjaśnić sytuację, Izwiestia-Nauka zwróciła się do najbardziej autorytatywnych specjalistów w naszym kraju z Państwowego Centrum Naukowego „Badania motoryzacyjne i Instytut Motoryzacji(NAS)".

Obliczyliśmy cykl pracy tego silnika” – powiedział Vladislav Luksho, szef działu sprzętu gazowego w NAMI. - To kolejna próba oszukania podstawowych praw natury, przekroczenia zasad termodynamiki. Możesz rozwinąć ten pomysł: zmusić kierowcę do pompowania powietrza nogami. Pomysł silnika na sprężone powietrze jest absurdalny, bo jego wydajność jest bardzo niska. Energia uzyskana w wyniku mechanicznego sprężania na kilogram masy jest 20-30 razy niższa od energii chemicznej paliwa węglowodorowego. Benzyna nie ma konkurencji. Wyższe stawki ma tylko energia jądrowa. To e. Volution będzie w stanie podróżować tylko na krótkie dystanse, podobnie jak latają zabawki napędzane powietrzem.

Sceptyczny stosunek do silnika na sprężone powietrze wcale nie oznacza, eksperci NAMI są tego pewni, że próby znalezienia alternatywy dla silnika benzynowego są skazane na niepowodzenie. Osiągnięcie akceptowalnych właściwości było już możliwe w silniki gazowe na propan-butanie, które są tylko 1,5 razy gorsze pod względem przenoszenia ciepła przez paliwo w porównaniu z silnikiem benzynowym. Kontynuując zalecenie przyjaciela Chonkina Gładyszewa, trwają prace nad opracowaniem silnika wykorzystującego biogaz pozyskiwany z wszelkiego rodzaju odpadów.

Wodór ma ogromne perspektywy, a jego zastosowania są bardzo różnorodne – od dodatków, przez benzynę, po upłynnienie czy zastosowanie w postaci związków z metalami (wodorkami). Według najnowsze osiągnięcia NAMI, lepiej nie spalać wodoru: reaguje on w elemencie paliwowym, powodując Elektryczność, która zamieniana jest na energię mechaniczną. Inną opcją jest alkohol, który jest energetycznie „silniejszy” od gazu, choć „słabszy” od benzyny. Silniki alkoholowe stały się powszechne w Brazylii. To prawda, że ​​\u200b\u200bw Rosji nie ma sensu mówić o wprowadzeniu tego projektu - to po prostu głupie.

Kilka lat temu po całym świecie rozeszła się wieść, że Hindus Firma Tato zamierza wypuścić na rynek samochód zasilany sprężonym powietrzem. Plany pozostały planami, ale samochody pneumatyczne wyraźnie stały się trendem: co roku pojawia się kilka realnych projektów, a Peugeot planował umieścić na przenośniku powietrzną hybrydę w 2016 roku. Dlaczego samochody pneumatyczne nagle stały się modne?

Wszystko nowe jest dobrze zapomniane. Tak więc pod koniec XIX wieku samochody elektryczne były bardziej popularne niż ich benzynowe odpowiedniki, następnie przetrwały stulecie zapomnienia, a następnie ponownie „odrosły z popiołów”. To samo dotyczy urządzeń pneumatycznych. Już w 1879 roku pionier francuskiego lotnictwa Victor Tatin zaprojektował A? roplanet, który miał wznieść się w powietrze dzięki silnikowi na sprężone powietrze. Model tej maszyny poleciał pomyślnie, chociaż nie zbudowano pełnowymiarowego samolotu.

Twórcą silników powietrznych w transporcie lądowym był inny Francuz, Ludwik Mekarski, który opracował podobny jednostka mocy dla tramwajów w Paryżu i Nantes. Nantes przetestowało maszyny pod koniec lat 70. XIX wieku, a do 1900 r. Mekarski posiadał flotę 96 tramwajów, co udowodniło skuteczność systemu. Następnie pneumatyczną „flotę” zastąpiono elektryczną, ale rozpoczęto. Później lokomotywy pneumatyczne znalazły wąski obszar szerokiego zastosowania - górnictwo. W tym samym czasie rozpoczęto próby montażu silnika pneumatycznego w samochodzie. Jednak aż do początków XXI wieku próby te pozostawały odosobnione i niewarte uwagi.

Plusy: brak szkodliwych emisji, możliwość zatankowania samochodu w domu, niski koszt ze względu na prostotę konstrukcji silnika, możliwość zastosowania rekuperatora energii (na przykład sprężanie i gromadzenie dodatkowego powietrza w wyniku hamowania samochodu ). Wady: niska wydajność (5-7%) i gęstość energii; potrzeba zewnętrznego wymiennika ciepła, ponieważ gdy ciśnienie powietrza spada, silnik ulega znacznemu przechłodzeniu; Niski wskaźniki efektywności pojazdy pneumatyczne.

Korzyści z powietrza

Silnik pneumatyczny (lub, jak mówią, cylinder powietrzny) przekształca energię rozprężającego się powietrza w Praca mechaniczna. Zasada działania jest podobna do hydraulicznej. „Sercem” silnika pneumatycznego jest tłok, do którego przymocowany jest tłoczysko; wokół pręta nawinięta jest sprężyna. Powietrze wpadające do komory wraz ze wzrostem ciśnienia pokonuje opór sprężyny i porusza tłokiem. W fazie wydechu, gdy ciśnienie powietrza spada, sprężyna przywraca tłok do pozycji wyjściowej pozycja początkowa- i cykl się powtarza. Cylinder pneumatyczny można śmiało nazwać „silnikiem niespalinowym”.

Bardziej powszechny schemat membranowy polega na tym, że rolę cylindra pełni elastyczna membrana, do której w ten sam sposób przymocowany jest pręt ze sprężyną. Jego zaletą jest to, że nie jest wymagana tak duża precyzja spasowania elementów ruchomych, nie są wymagane smary, a zwiększona jest szczelność komory roboczej. Istnieją również obrotowe (płytowe) silniki pneumatyczne - analogi silników spalinowych Wankla.

Maleńki, trzymiejscowy samochód pneumatyczny francuskiej firmy MDI został zaprezentowany publiczności podczas Salonu Samochodowego w Genewie w 2009 roku. Ma prawo poruszać się po wydzielonych ścieżkach rowerowych i nie wymaga prawa jazdy. Być może najbardziej obiecujący samochód pneumatyczny.

Głównymi zaletami silnika pneumatycznego są jego przyjazność dla środowiska i niska cena"paliwo". Faktycznie, lokomotywy pneumatyczne ze względu na bezodpadowy charakter stały się powszechne w górnictwie - podczas pracy z silnikiem spalinowym w ograniczonej przestrzeni powietrze szybko ulega zanieczyszczeniu, gwałtownie pogarszając warunki pracy. Gazy spalinowe silnika pneumatycznego to zwykłe powietrze.

Jedną z wad cylindra pneumatycznego jest jego stosunkowo niska gęstość energii, czyli ilość energii wytworzonej na jednostkę objętości płynu roboczego. Porównaj: powietrze (pod ciśnieniem 30 MPa) ma gęstość energii około 50 kWh na litr, a zwykłą benzynę— 9411 kWh na litr! Oznacza to, że benzyna jako paliwo jest prawie 200 razy bardziej efektywna. Nawet biorąc pod uwagę, że niezbyt wysoka wydajność silnik benzynowy ostatecznie „produkuje” około 1600 kWh na litr, czyli znacznie więcej niż wydajność cylindra pneumatycznego. Ogranicza to wszystkie wskaźniki wydajności silników pneumatycznych i napędzanych przez nie maszyn (rezerwa mocy, prędkość, moc itp.). Ponadto silnik powietrzny ma stosunkowo niską sprawność - około 5-7% (w porównaniu do 18-20% w przypadku silnika spalinowego).

Pneumatyka XXI wieku

Pilność problemów środowiskowych w XXI wieku zmusiła inżynierów do powrotu do dawno zapomnianego pomysłu wykorzystania cylindra pneumatycznego jako silnika pojazdu drogowego. Tak naprawdę samochód pneumatyczny jest bardziej przyjazny środowisku niż nawet samochód elektryczny, którego elementy konstrukcyjne zawierają substancje szkodliwe dla środowiska. W cylindrze pneumatycznym jest powietrze i tylko powietrze.

Dlatego głównym zadaniem inżynieryjnym było doprowadzenie samochodu pneumatycznego do formy, w której mógłby pod względem wydajności konkurować z samochodami elektrycznymi charakterystyka operacyjna i koszt. W tej kwestii jest wiele pułapek. Na przykład problem odwodnienia powietrza. Jeśli w sprężonym powietrzu znajdzie się choćby kropla cieczy, to z powodu silnego chłodzenia podczas rozprężania płynu roboczego zamieni się ona w lód, a silnik po prostu zgaśnie (lub nawet będzie wymagał naprawy). Normalne letnie powietrze zawiera około 10 g cieczy na 1 m 3, a przy napełnianiu jednej butli należy wydać dodatkową energię (około 0,6 kWh) na odwodnienie - a ta energia jest niezastąpiona. Czynnik ten neguje możliwość wysokiej jakości uzupełniania w domu - sprzętu odwadniającego nie można instalować i obsługiwać w domu. A to tylko jeden z problemów.

Niemniej jednak temat samochodu pneumatycznego okazał się zbyt atrakcyjny, aby o nim zapomnieć.

Na pełnym zbiorniku i w pełni naładowana na powietrzu Peugeot 2008 Hybrid Air może przejechać do 1300 km.

Przejść od razu do serii?

Jednym z rozwiązań minimalizujących wady silnika pneumatycznego jest zmniejszenie masy samochodu. Rzeczywiście, miejski minisamochód nie potrzebuje dużego zasięgu i prędkości, ale ekologiczność w metropolii odgrywa znaczącą rolę. Właśnie na to liczą francusko-włoscy inżynierowie. Firma Motoryzacyjna Development International, który podczas Salonu Samochodowego w Genewie w 2009 roku zaprezentował światu pneumatyczny wózek inwalidzki MDI AIRpod i jego poważniejszą wersję MDI OneFlowAir. MDI rozpoczęło „walkę” o samochód pneumatyczny już w 2003 roku, pokazując koncepcję Eolo Car, ale dopiero dziesięć lat później, pokonując wiele wybojów, Francuzi doszli do rozwiązania akceptowalnego dla linii montażowej.

MDI AIRpod to skrzyżowanie samochodu i motocykla, bezpośredni odpowiednik wózka inwalidzkiego, jak często nazywano go w ZSRR. Dzięki pneumatycznemu silnikowi o mocy 5,45 KM trójkołowy pojazd ważący zaledwie 220 kg może rozpędzić się do 75 km/h i ma zasięg 100 km/h. wersja podstawowa lub 250 km w poważniejszej konfiguracji. Co ciekawe, AIRpod w ogóle nie posiada kierownicy – ​​samochodem sterujemy za pomocą joysticka. Teoretycznie może poruszać się jak po drogach powszechne zastosowanie oraz na ścieżkach rowerowych.

AIRpod ma wszelkie szanse na masową produkcję, gdyż w miastach z rozwiniętą infrastrukturą rowerową, jak np. Amsterdam, na takie maszyny może być zapotrzebowanie. Jedno tankowanie w powietrzu na specjalnie wyposażonej stacji zajmuje około półtorej minuty, a koszt przejazdu ostatecznie wynosi około 0,5 na 100 km – taniej być nie może. Niemniej jednak podany termin produkcji seryjnej (wiosna 2014) już minął i sytuacja nadal trwa. Być może w 2015 roku na ulicach europejskich miast pojawi się MDI AIRpod.

Motocykl przełajowy, zbudowany przez Australijczyka Deana Bensteada na podwoziu Yamahy, jest w stanie rozpędzić się do 140 km/h i jechać non-stop przez trzy godziny z prędkością 60 km/h. Silnik pneumatyczny systemu Angelo di Pietro waży zaledwie 10 kg.

Drugą koncepcją przedprodukcyjną jest słynny projekt indyjskiego giganta Tata, samochód MiniCAT. Projekt ruszył jednocześnie z AIRpodem, jednak w odróżnieniu od Europejczyków Hindusi włączyli do programu normalny, pełnoprawny mikrosamochód z czterema kołami, bagażnikiem i tradycyjnym układem (w AIRpod, uwaga, pasażerowie i kierowca siedzą ze swoimi plecami do siebie). Waga Taty jest nieco większa, 350 kg, maksymalna prędkość— 100 km/h, rezerwa mocy — 120 km, czyli MiniCAT jako całość wygląda jak samochód, a nie jak zabawka. Co ciekawe, Tata nie zmagał się z opracowaniem od zera silnika powietrznego, ale za 28 milionów dolarów nabył prawa do korzystania z rozwiązań MDI (co pozwoliło temu ostatniemu utrzymać się na powierzchni) i ulepszył silnik tak, aby mógł napędzać większy pojazd. Jedną z cech tej technologii jest wykorzystanie ciepła uwalnianego podczas ochładzania rozprężającego się powietrza do ogrzania powietrza podczas napełniania butli.

Początkowo Tata zamierzała uruchomić MiniCAT na linii produkcyjnej w połowie 2012 roku i produkować około 6000 sztuk rocznie. Ale testy trwają, a produkcję seryjną odłożono na lepsze czasy. W trakcie rozwoju koncepcji udało się zmienić nazwę (wcześniej nazywała się OneCAT) i design, przez co nie wiadomo, która jej wersja ostatecznie trafi do sprzedaży. Wydaje się, że nawet przedstawiciele Tata.

Na dwóch kołach

Im lżejszy pojazd na sprężone powietrze, tym jest on bardziej wydajny pod względem wydajności operacyjnej i ekonomicznej. Logiczny wniosek z tego stwierdzenia jest taki – dlaczego nie zrobić hulajnogi lub motocykla?

To martwiło australijskiego dziekana Bensteada, który w 2011 roku pokazał światu motocykl crossowy O 2 Pursuit z jednostką napędową opracowaną przez Engineair. Ten ostatni specjalizuje się we wspomnianych już obrotowych silnikach powietrznych opracowanych przez Angelo di Pietro. W rzeczywistości jest to klasyczna konstrukcja Wankla bez spalania - wirnik napędzany jest dopływem powietrza do komór. Podczas opracowywania Benstead poszedł w odwrotną stronę. Najpierw zamówił silnik w firmie Engineair, a następnie zbudował wokół niego motocykl, wykorzystując ramę i niektóre elementy z produkcyjnej Yamahy WR250R. Samochód okazał się zaskakująco energooszczędny: na jednym tankowaniu pokonuje 100 km i teoretycznie rozwija prędkość maksymalną 140 km/h. Nawiasem mówiąc, liczby te przekraczają wartości wielu motocykli elektrycznych. Benstead sprytnie wykorzystał kształt cylindra, wpasowując go w ramę – zaoszczędziło to miejsce; silnik jest dwukrotnie bardziej kompaktowy niż jego benzynowy odpowiednik, oraz wolne miejsce pozwala na montaż drugiego cylindra, podwajając przebieg motocykla.

Ale niestety O 2 Pursuit pozostał tylko jednorazową zabawką, choć był nominowany do prestiżowej nagrody za wynalazek ustanowionej przez Jamesa Dysona. Dwa lata później pomysł Bensteada podchwycił inny Australijczyk Darby Bicheno, który zaproponował wykorzystanie podobnego projektu do stworzenia nie motocykla, ale pojazdu czysto miejskiego, czyli hulajnogi. Jego EcoMoto 2013 powinien być wykonany z metalu i bambusa (a nie z plastiku), ale sprawy nie wyszły jeszcze poza rendery i rysunki.

Oprócz Bensteada i Bicheno, Evin I Yang zbudował podobny samochód w 2010 roku (jego projekt nazywał się Green Speed ​​​​Air Motorcycle). Notabene wszyscy trzej projektanci byli studentami Królewskiego Instytutu Technologii w Melbourne, dlatego ich projekty są podobne, korzystają z tego samego silnika i… nie mają szans na serię, pozostała praca badawcza.

W 2011 roku sport Samochód Toyoty Ku:Rin ustanowił światowy rekord prędkości Pojazd napędzane energią sprężonego powietrza. Zazwyczaj samochody pneumatyczne nie rozpędzają się do prędkości większej niż 100-110 km/h, ale koncepcja Toyoty pokazała oficjalny wynik na poziomie 129,2 km/h. Ze względu na skupienie się na prędkości Ku: Rin mógł przejechać zaledwie 3,2 km na jednym ładowaniu, ale trójkołowe, jednomiejscowe auto nie potrzebowało więcej. Rekord został ustanowiony. Co ciekawe, wcześniej rekord wynosił zaledwie 75,2 km/h i został ustanowiony w Bonneville samochodem Silver Rod zaprojektowanym przez Amerykanina Dereka McLeisha latem 2010 roku.

Na początek korporacje

Powyższe potwierdza, że ​​samochody powietrzne mają przyszłość, ale najprawdopodobniej nie w „ czysta forma" Mimo to mają swoje ograniczenia. Ten sam MDI AIRpod nie przeszedł absolutnie wszystkich testów zderzeniowych, ponieważ jego ultralekka konstrukcja nie pozwalała mu odpowiednio chronić kierowcy i pasażerów.

Aby jednak wykorzystać technologie pneumatyczne jako dodatkowe źródło energii w samochód hybrydowy jest całkiem realne. W związku z tym Peugeot ogłosił, że od 2016 roku część crossoverów Peugeot 2008 będzie produkowana w wersja hybrydowa, którego jednym z elementów będzie instalacja Hybrid Air. System ten został opracowany we współpracy z firmą Bosch; jego istotą jest to, że energia silnika spalinowego będzie magazynowana nie w postaci energii elektrycznej (jak w konwencjonalnych hybrydach), ale w cylindrach ze sprężonym powietrzem. Plany pozostają jednak planami: na chwilę obecną instalacja nie jest montowana w samochodach produkcyjnych.

Peugeot 2008 Hybrid Air będzie mógł poruszać się wykorzystując energię silnika spalinowego, powietrznego zespołu napędowego lub ich kombinacji. System sam rozpozna, które źródło energii jest w danej sytuacji bardziej efektywne. Szczególnie w cyklu miejskim w 80% przypadków wykorzystywana będzie energia sprężonego powietrza – napędza ono pompę hydrauliczną, która w przypadku wyłączenia silnika spalinowego obraca wał. Całkowita oszczędność paliwa dzięki temu programowi wyniesie do 35%. Podczas pracy na czystym powietrzu maksymalna prędkość pojazdu jest ograniczona do 70 km/h.

Koncepcja Peugeota wygląda na całkowicie wykonalną. Biorąc pod uwagę korzyści dla środowiska, takie hybrydy mogą z powodzeniem zastąpić elektryczne w ciągu najbliższych pięciu do dziesięciu lat. A świat stanie się trochę czystszy. Albo nie.

Pierwszy na świecie seryjny samochód z silnikiem zasilanym sprężonym powietrzem wyprodukowała indyjska firma Tata, znana na całym świecie z produkcji tanich pojazdów dla biednych ludzi.

Samochód Tata OneCAT waży 350 kg i na jednym dopływie powietrza sprężonego do ciśnienia 300 atmosfer może przebyć 130 km, rozpędzając się do 100 kilometrów na godzinę. Ale takie wskaźniki są możliwe tylko przy maksymalnie wypełnionych zbiornikach. Im niższa jest w nich gęstość powietrza, tym niższa jest maksymalna prędkość.

Pod dnem znajdują się 4 cylindry wykonane z włókna węglowego w powłoce kevlarowej, każdy o długości 2 metrów i średnicy ćwierć metra, mieszczące 400 litrów sprężonego powietrza pod ciśnieniem 300 barów.

Wszystko w środku jest bardzo proste:

Jest to jednak zrozumiałe, ponieważ samochód jest ustawiony głównie do użytku w taksówce. Swoją drogą pomysł nie jest pozbawiony zainteresowania – w odróżnieniu od pojazdów elektrycznych, które mają problematycznie zużyte akumulatory i niską sprawność cyklu ładowania-rozładowania (od 50% do 70% w zależności od poziomu prądów ładowania i rozładowania), sprężanie powietrza, magazynowanie go w butli, a późniejsze użytkowanie jest dość ekonomiczne i przyjazne dla środowiska.

Jeśli zatankujesz Samochód Tata Powietrze OneCAT na stacji kompresorowej, zajmie to od trzech do czterech minut. „Pompowanie” za pomocą wbudowanego w maszynę minikompresora, zasilanego z gniazdka, trwa od trzech do czterech godzin. " Paliwo lotnicze„jest stosunkowo tani: jeśli przeliczyć go na odpowiednik benzyny, okazuje się, że samochód spala około litra na 100 km.

W pojeździe pneumatycznym zazwyczaj nie ma przekładni – w końcu silnik pneumatyczny wytwarza maksymalny moment obrotowy natychmiast – nawet na postoju. Silnik powietrzny również nie wymaga praktycznie żadnej konserwacji, standardowy przebieg pomiędzy dwoma przeglądami technicznymi wynosi nie mniej niż 100 tysięcy kilometrów. I praktycznie nie potrzebuje oleju - litr „smaru” wystarcza silnikowi na 50 tysięcy kilometrów (na zwykły samochód będziesz potrzebować około 30 litrów oleju).

Sekret nowego samochodu polega na tym, że to on czterocylindrowy silnik o objętości 700 kostek i wadze zaledwie 35 kilogramów działa na zasadzie mieszania sprężonego powietrza z powietrzem zewnętrznym, atmosferycznym. Ta jednostka napędowa przypomina konwencjonalny silnik spalinowy, ale jej cylindry mają różną średnicę - dwa małe napędzające i dwa duże pracujące. Kiedy silnik pracuje, powietrze z zewnątrz jest zasysane do małych cylindrów, tam sprężane przez tłoki i podgrzewane. Następnie jest on wtłaczany do dwóch cylindrów roboczych i tam mieszany z zimnym sprężonym powietrzem pochodzącym ze zbiornika. W efekcie mieszanka powietrzna rozszerza się i wprawia w ruch tłoki robocze, które napędzają wał korbowy silnika.

Ponieważ w silniku nie zachodzi spalanie, jego „gazami spalinowymi” będzie wyłącznie wydalane czyste powietrze.

Konstruktorzy silników powietrznych z MDI obliczyli całkowitą efektywność energetyczną w łańcuchu rafineria-pojazd trzy typy napęd – benzynowy, elektryczny i pneumatyczny. I okazało się, że sprawność napędu pneumatycznego wynosi 20 proc., czyli jest ponad dwukrotnie wyższa od sprawności standardowego. silnik benzynowy i półtorakrotność wydajności napędu elektrycznego. Ponadto sprężone powietrze można bezpośrednio magazynować do wykorzystania w przyszłości, wykorzystując niestabilne odnawialne źródła energii, takie jak generatory wiatrowe – wtedy wydajność jest jeszcze wyższa.

Gdy temperatura spadnie do -20°C, rezerwa energii napędu pneumatycznego zmniejsza się o 10% bez innego szkodliwego wpływu na jego pracę, natomiast rezerwa energii akumulatorów elektrycznych zmniejsza się około 2-krotnie.

Nawiasem mówiąc, powietrze wydalane w silniku pneumatycznym ma niska temperatura i można nim schłodzić wnętrze samochodu w upalne dni, czyli klimatyzację otrzymujesz praktycznie za darmo, bez marnowania dodatkowej energii. Ale grzejnik, niestety, będzie musiał być autonomiczny. Ale jest to znacznie lepsze niż samochód elektryczny, który musi marnować energię zarówno na ogrzewanie, jak i chłodzenie.

Nawiasem mówiąc, cylindry z włókna szklano-węglowego są dość bezpieczne - w przypadku uszkodzenia nie eksplodują, pojawiają się w nich jedynie pęknięcia, przez które ucieka powietrze.

Jakie metody stosują producenci samochodów, aby przyciągnąć uwagę konsumentów. Kupującego oczarowuje modny futurystyczny design, niespotykane dotąd środki bezpieczeństwa, zastosowanie silników bardziej przyjaznych dla środowiska itp.

Mnie osobiście nie bardzo ruszają najnowsze zachwyty różnych studiów projektowych - a nawet więcej: dla mnie samochód był i pozostanie nieożywionym kawałkiem metalu i plastiku, a wszelkie próby marketerów wmawiania mi, jak to zrobić wysoko w niebo moja samoocena powinna wystrzelić w niebo po zakupie „nasz najnowszy model” to nic innego jak szok powietrzny. Cóż, przynajmniej dla mnie osobiście.

Tematem, który bardziej mnie niepokoi jako właściciela samochodu, są kwestie wydajności i przeżywalności. Paliwo kosztuje daleko od trzech kopiejek, a poza tym w ogromie „wielkich i potężnych” jest zbyt wielu zwolenników Wasilija Alibabajewicza z „Panowie fortuny”. Producenci samochodów od dawna próbują przejść na paliwa alternatywne. W USA samochody elektryczne zajęły dość mocną pozycję, jednak nie każdego stać na zakup takiego samochodu – jest on bardzo drogi. Gdyby samochody klasy budżetowej były elektryczne…

Francuscy producenci PSA Peugeot Citroen postawili sobie ciekawy cel; zainicjowali ciekawy program ograniczenia zużycia paliwa. Ta grupa producentów samochodów opracowuje elektrownię hybrydową, która mogłaby zużywać zaledwie dwa litry paliwa na sto kilometrów. Inżynierowie firmy mają już coś do pokazania - dzisiejsze osiągnięcia pozwalają zaoszczędzić nawet 45% paliwa w porównaniu ze zwykłym silnikiem spalinowym: nawet jeśli takie wskaźniki dwóch litrów na sto nie są jeszcze możliwe, obiecują pokonać ten kamień milowy do 2020 roku .

Stwierdzenia są dość odważne i ciekawe, ale ciekawiej byłoby przyjrzeć się bliżej tej hybrydzie i nie tylko ekonomiczny montaż. System nosi nazwę Hybrid Air i jak sama nazwa wskazuje, oprócz tradycyjnego paliwa, wykorzystuje energię powietrza, sprężonego powietrza.

Koncepcja Hybrid Air nie jest tak skomplikowana i jest hybrydą trzy cylindry silnik spalinowy i silnik hydrauliczny- pompa. Jako zbiorniki na paliwo alternatywne, w centralnej części samochodu i pod bagażnikiem zamontowane są dwie butle: większa przeznaczona jest na niskie ciśnienie; a mniejszy jest dla wysokiego. Samochód będzie przyspieszał wykorzystując silnik spalinowy; po osiągnięciu prędkości 70 km/h załączy się silnik hydrauliczny. Dzięki temu bardzo hydraulicznemu silnikowi i pomysłowej przekładni planetarnej energia sprężonego powietrza zostanie zamieniona na ruch obrotowy kół. Dodatkowo takie auto posiada również system odzyskiwania energii – podczas hamowania silnik hydrauliczny pełni rolę pompy i tłoczy powietrze do cylindra niskociśnieniowego – czyli tak bardzo pożądana energia nie zostanie zmarnowana.

Jak mówią inżynierowie firmy, samochód z instalacją hybrydową Hybrid Air, nawet pomimo większej o 100 kg masy w porównaniu do tradycyjnego silnika, będzie charakteryzował się wskaźnikami zużycia paliwa na poziomie co najmniej 45% i to pomimo tego, że wyrafinowania w tym zakresie budowy silników są dalekie od ukończenia.

Spodziewałem się tego systemy hybrydowe będzie pierwszym, który zostanie użyty hatchbacki Citroena C3 i Peugeot 208, a „w powietrzu” będzie można jeździć już w 2016 roku, a francuscy menadżerowie postrzegają Rosję i Chiny jako główne rynki dla samochodów z hybrydą Hybrid Air.

Grupa naszych specjalistów pracuje nad rozwojem pneumatycznych napędów ruchu w zakresie ich zastosowania w transport drogowy oraz w napędach różnych maszyn roboczych. Wykonali w tym kierunku ogrom pracy, ale najpierw możemy powiedzieć kilka słów o obecnym światowym trendzie w tej dziedzinie pracy.

Pojazdy zasilane sprężonym powietrzem.

Indyjski producent samochodów Tata bada możliwość stworzenia samochodu niezwykle przyjaznego dla środowiska transport pasażerów napędzana sprężonym powietrzem, podpisała umowę z francuską firmą MDI, która opracowuje przyjazne dla środowiska silniki wykorzystujące jako paliwo wyłącznie sprężone powietrze. Tata nabyła prawa do tych technologii dla Indii i obecnie bada, gdzie i jak można je wykorzystać. Tata od dawna przygotowywała społeczeństwo do działań środowiskowych czysty transport, która staje się coraz bardziej powszechna w Indiach, gdzie panuje prawdziwy boom motoryzacyjny.

„Ta koncepcja sposobu prowadzenia samochodu jest bardzo interesująca” – mówi Ravi Kant, dyrektor zarządzający indyjskiej firmy. Firma poszukiwała możliwości zastosowania technologii „sprężonego powietrza” do zastosowań mobilnych i stacjonarnych – dodaje Kant.

A oto kolejna sensacja ze strony indyjskich producentów. Rozpoczynają masową produkcję modelu „Nano” o nazwie OneCAT, który nie będzie już miał silnika benzynowego, ale silnik pneumatyczny zasilany sprężonym powietrzem. Podana cena rewolucyjnego nowego produktu wynosi około pięciu tysięcy dolarów. Pod siedzenie kierowcy„Nano” kosztuje baterię i pasażer z przodu siedzi tuż zbiornik paliwa. Jeśli napełnisz samochód powietrzem na stacji sprężarek, zajmie to od trzech do czterech minut. „Pompowanie” za pomocą minikompresora działającego z gniazdka trwa od trzech do czterech godzin. „Paliwo lotnicze” jest stosunkowo tanie: jeśli przeliczyć je na odpowiednik benzyny, okazuje się, że samochód spala około litra na 100 km.

Ekologiczna mikrociężarówka Gator firmy Engineair to pierwszy w Australii pojazd na sprężone powietrze, który trafił do rzeczywistej produkcji. eksploatacja komercyjna niedawno objął swoje obowiązki w Melbourne. Nośność tego wózka wynosi 500 kg. Objętość butli pneumatycznych wynosi 105 litrów. Przebieg na jednej stacji benzynowej wynosi 16 km. W tym przypadku tankowanie trwa kilka minut. Natomiast ładowanie podobnego samochodu elektrycznego z sieci trwałoby godzinami. Ponadto akumulatory są droższe od cylindrów, są znacznie cięższe i zanieczyszczają środowisko po zakończeniu ich życia i podczas pracy.

Tego typu auta sprawdzają się już w klubach golfowych. Aby przemieszczać zawodników po boisku najlepsze lekarstwo nie można znaleźć, ponieważ w roli spaliny to samo powietrze wydobywa się z pojazdu pneumatycznego.

Idea napędu pneumatycznego jest prosta – samochód napędzany jest nie mieszanką benzyny spalającą się w cylindrach silnika, lecz silnym strumieniem powietrza z cylindra (ciśnienie w cylindrze wynosi około 300 atmosfer). Te samochody nie mają zbiorników paliwa, akumulatorów ani paneli słonecznych. Nie potrzebują wodoru, oleju napędowego ani benzyny. Niezawodność? Nie ma tu prawie nic do złamania.

W ten sposób możesz zorganizować przejażdżkę Samochód osobowy według systemu Di Pietro. Dwa obrotowe silniki pneumatyczne, po jednym na koło. No i nie ma przekładni – wszak pneumatyczny silnik od razu wytwarza maksymalny moment obrotowy – nawet na postoju i rozkręca się do całkiem przyzwoitych prędkości, więc nie potrzebuje specjalnej skrzyni biegów ze zmiennym przełożeniem. Cóż, prostota projektu to kolejny plus całego pomysłu.

Silnik powietrzny ma jeszcze jedną ważną zaletę: praktycznie nie wymaga konserwacji; standardowy przebieg między dwoma przeglądami technicznymi wynosi nie mniej niż 100 tysięcy kilometrów.

Dużym plusem samochodu pneumatycznego jest to, że praktycznie nie potrzebuje oleju - silnikowi wystarczy litr „smaru” na 50 tysięcy kilometrów (w zwykłym samochodzie potrzeba około 30 litrów oleju). Pojazd pneumatyczny również nie potrzebuje klimatyzacji – powietrze wypuszczane przez silnik ma temperaturę od zera do piętnastu stopni Celsjusza. To w zupełności wystarczy, aby schłodzić wnętrze, co jest ważne w przypadku gorących Indii, gdzie planują wypuścić samochód.

Model CityCAT powinien być budowany w Stanach. To sześciomiejscowe auto z dużym bagażnikiem. Masa samochodu wyniesie 850 kilogramów, długość – 4,1 m, szerokość – 1,82 m, wysokość – 1,75 m. Samochód ten będzie mógł przejechać w mieście do 60 kilometrów na samym sprężonym powietrzu i będzie mógł przyspieszyć 56 kilometrów na godzinę.

Pod dnem znajdują się 4 cylindry wykonane z włókna węglowego w powłoce kevlarowej, każdy o długości 2 metrów i średnicy ćwierć metra, mieszczące 400 litrów sprężonego powietrza pod ciśnieniem 300 barów. Powietrze wysokie ciśnienie jest on albo pompowany do nich na specjalnych tłoczniach, albo wytwarzany przez pokładową sprężarkę podłączoną do standardowego źródła zasilania 220 V. W pierwszym przypadku tankowanie trwa około 2 minut, w drugim - około 3,5 godziny. Zużycie energii w obu przypadkach wynosi około 20 kW/h, co przy obecnych cenach prądu odpowiada kosztowi półtora litra benzyny. Samochód na sprężone powietrze ma wiele zalet w porównaniu z samochodem elektrycznym: jest znacznie lżejszy, ładuje dwa razy szybciej i ma podobny zasięg.

Pneumatyczne taksówki CityCAT i MiniCAT firmy Motor Development International.

Konstruktorzy silników powietrznych z MDI obliczyli całkowitą sprawność w łańcuchu rafineria-pojazd dla trzech rodzajów napędu – benzynowego, elektrycznego i pneumatycznego. I okazało się, że sprawność napędu pneumatycznego wynosi 20 procent, czyli ponad dwukrotnie więcej sprawności standardowego silnika benzynowego i półtora raza sprawności napędu elektrycznego. Poza tym bilans środowiskowy wygląda jeszcze lepiej, jeśli korzysta się z odnawialnych źródeł energii.

Tymczasem, jak podaje MDI, w samej Francji zebrano już ponad 60 tysięcy zamówień w przedsprzedaży na pojazd powietrzny. Austria, Chiny, Egipt i Kuba zamierzają zbudować fabryki do jego produkcji. Władze stolicy Meksyku wykazały duże zainteresowanie nowym produktem: jak wiadomo, Meksyk jest jednym z najbardziej zanieczyszczonych miast na świecie, dlatego ojcowie miasta zamierzają wymienić wszystkie 87 tys. taksówek benzynowych i diesla na przyjazne dla środowiska samochody francuskie tak szybko, jak to możliwe.

Analitycy uważają, że samochód zasilany sprężonym powietrzem, niezależnie od tego, kto go stworzył (Tata, Engineair, MDI czy inni), może równie dobrze zająć pustą niszę na rynku, podobnie jak pojazdy elektryczne, które inni producenci już opracowali lub dopiero testują.

Napęd pneumatyczny, zalety i wady. Wnioski wyciągnięte z pracy naszych specjalistów

Maszyny napędzane pneumatycznie to temat, który w istocie nie jest tak obiecujący, jak mówią o nim „eksperci” z Indii, Francji czy Ameryki, choć nie jest pozbawiony pewnych zalet.

Sam napęd pneumatyczny nie rozwiązuje problemu paliwa. Faktem jest, że zapas energii sprężonego powietrza jest bardzo mały i taki napęd jest w stanie skutecznie rozwiązać problem paliwowy tylko w przypadku niektórych typów pojazdów: minisamochodów osobowych i towarowych, ładowarek oraz najlżejszych samochodów miejskich (np. taksówki). I nic więcej, jeśli mówimy o napędzie czysto pneumatycznym, a nie hybrydowym (napęd hybrydowy to temat równoległy, ale zupełnie odrębny).

Opracowując napęd pneumatyczny do maszyny, nie trzeba zajmować się silnikiem pneumatycznym, ale napędem pneumatycznym - całym układem, w którym silnik pneumatyczny jest tylko część integralna. Dobry napęd pneumatyczny powinien składać się z kilku odrębnych elementów:

1. Sam silnik pneumatyczny jest silnikiem tłokowym lub obrotowym wielomodowym (prawdopodobnie oryginalnej konstrukcji), zapewniającym wysoki i zmienny ciąg właściwy (moment obrotowy) przy dowolnej prędkości i przy zachowaniu niezmiennie wysokiej sprawności objętościowej (80-90%).

2. Układ przygotowania wlotu sprężonego powietrza do cylindrów silnika, który zapewnia instalacja automatyczna ciśnienie, dozowanie i fazowanie porcji powietrza kierowanego do cylindrów silnika.

3. Automat do sterowania obciążeniem i prędkością pojazdu pneumatycznego - steruje silnikiem pneumatycznym i układem przygotowania dopływu sprężonego powietrza do jego cylindrów zgodnie z żądaniami operatora maszyny dotyczącymi prędkości jego ruchu i obciążenia na napędzie pneumatycznym.

Taki napęd pneumatyczny nie będzie miał żadnych stałych charakterystyk. Wszystkie jego charakterystyki – moc, moment obrotowy, prędkość obrotowa – automatycznie zmieniają się od zera do maksimum w zależności od warunków pracy i pokonywanego obciążenia. Ponadto może mieć jazdę nawrotną i pneumatyczny mechanizm hamowania wymuszonego, taki jak zwalniacz.

Tylko tak Złożone podejście rozwiązanie problemu napędu pneumatycznego sprawi, że będzie on maksymalnie wydajny, niezwykle ekonomiczny i nie wymaga stosowania różnych systemy pomocnicze takich jak sprzęgło lub skrzynia biegów. Jest także w stanie zwiększyć wydajność układu pneumatycznego o 15-30% w porównaniu ze światowymi analogami.

Za eksperymentalna maszyna przy napędzie pneumatycznym najlepiej zastosować specjalnie do tego przeznaczony wózek widłowy. Maszyna ta będzie mogła pokazać się zarówno w ruchu, jak i w pracy. Łatwiej jest wykonać okładziny do wózka widłowego niż nadwozie samochodu, a poza tym ładowarka jest zasadniczo ciężką maszyną i ciężar stalowych butli na sprężone powietrze nie będzie jej przeszkadzał, a lekkie cylindry z włókna węglowego i kevlaru w pierwszy etap pracy będzie kosztować więcej niż cała maszyna. Nie bez znaczenia będzie również fakt, że możemy zastosować poszczególne elementy maszyny z seryjnych wózków widłowych, a to przyspieszy pracę.

Poza tym wózek widłowy to jedna z niewielu maszyn, która ma sens wykonać z napędem pneumatycznym, zwłaszcza jako prototyp.

Taka maszyna z napędem pneumatycznym ma pewne zalety w stosunku do swoich spalinowych i elektrycznych odpowiedników: - w produkcji masowej będzie tańsza w produkcji, - rezerwa energii w cylindrach jest podobna do rezerwy energii w akumulatorach elektrycznego wózka widłowego, - czas ładowania cylindrów wynosi kilka minut, a czas ładowania akumulatorów - 6-8 godzin, - napęd pneumatyczny jest praktycznie niewrażliwy na zmiany temperatury otoczenia - gdy temperatura wzrośnie do +50°, rezerwa energii wzrasta o 10% i wraz z dalszym wzrostem temperatury otoczenia rezerwa energii napędu pneumatycznego tylko się zwiększa, nie powodując przy tym szkodliwego efektu (jak w przypadku silnika Diesla, który jest podatny na przegrzanie). Gdy temperatura spadnie do -20°, rezerwa energii napędu pneumatycznego zmniejsza się o 10% bez innego szkodliwego wpływu na jego pracę, natomiast rezerwa energii akumulatorów elektrycznych zmniejsza się 2-krotnie, a silnik Diesla może nie uruchomić się taka zimna pogoda. Kiedy temperatura otoczenia spada do -50 stopni, akumulatory i silniki Diesla praktycznie nie działają bez specjalnych sztuczek, a napęd pneumatyczny traci jedynie około 25% rezerwy energii. - taki napęd pneumatyczny może zapewnić znacznie większy zakres prędkości trakcyjnych niż elektryczne silniki trakcyjne elektrycznych wózków widłowych lub przemienniki momentu obrotowego wózków spalinowych.

Infrastrukturę do tankowania i serwisowania maszyn napędzanych pneumatycznie można stworzyć znacznie prościej niż podobną infrastrukturę dla maszyn konwencjonalnych.

Tankowanie pneumatyczne nie wymaga dostarczania i przetwarzania paliwa – jest wokół nas i całkowicie bezpłatne. Wymagane jest jedynie zasilanie elektryczne.

Tankowanie pojazdów pneumatycznych w każdym domu to rzecz jak najbardziej realna, jedynie koszt zatankowania pojazdu pneumatycznego w domu będzie nieco wyższy niż na głównej stacji pneumatyki.

Jeśli chodzi o doładowanie pojazdu pneumatycznego podczas hamowania lub jazdy w dół (tzw. odzyskiwanie energii), to ze względów technicznych jest to albo bardzo trudne, albo nieopłacalne ekonomicznie.

Problem odzysku energii w pojazdach o napędzie pneumatycznym jest znacznie trudniejszy do rozwiązania niż w pojazdach elektrycznych.

Jeśli energię odzyskujemy (hamując samochodem lub hamując podczas zjazdu ze wzniesienia) za pomocą generatora i sprężarki, to łańcuch odzyskiwania okazuje się znacznie dłuższy: generator - akumulator - przetwornica - silnik elektryczny - sprężarka. W takim przypadku moc rekuperatora (układu odzysku jako całości i wszystkich jego elementów z osobna) powinna wynosić około połowy mocy silnika pneumatycznego maszyny.

W pojeździe pneumatycznym mechanizm odzyskiwania energii jest znacznie bardziej złożony i kosztowny niż w pojeździe elektrycznym. Faktem jest, że generator pojazdu elektrycznego, powiązany z odzyskiem energii, oddaje energię do akumulatorów przy stabilnym napięciu, niezależnie od trybu hamowania pojazdu. W tym przypadku natężenie prądu zależy od trybu hamowania i nie odgrywa szczególnej roli w ładowaniu akumulatora. Jest to proces bardzo trudny do osiągnięcia w napędzie pneumatycznym.

W odzyskiwaniu energii napędu pneumatycznego analogiem napięcia jest ciśnienie, a analogią natężenia prądu jest wydajność sprężarki. Obie te wielkości są zmienne w zależności od trybu hamowania.

Aby było jaśniej, odzysk nie nastąpi, jeśli ciśnienie w cylindrach wyniesie 300 atmosfer, a sprężarka w wybranym trybie hamowania wytworzy tylko 200 atmosfer. Jednocześnie sposób hamowania dobierany jest przez kierowcę indywidualnie w każdym konkretnym przypadku i dopasowywany do warunków jazdy, a nie do efektywna praca rekuperator.

Istnieją inne problemy związane z odzyskiem energii w pojazdach pneumatycznych.

Napęd pneumatyczny można zatem zastosować w dość ograniczonym zakresie przy opracowywaniu bardzo wąskiej gamy małych samochodów – samych wózków dostawczych, lekkich minisamochodów miejskich i klubowych.

Model otwartego mikrosamochodu lub mikroładunku, zasilany sprężonym powietrzem. Idealny środek transport dla małych miast i miasteczek w gorących strefach klimatycznych. Absolutnie czysty wydech - czyste, chłodne powietrze, które można skierować tak, aby stworzyć mikroklimat dla pasażerów. Wysoce ekonomiczny zautomatyzowany napęd pneumatyczny do jego ruchu zapewnia maksymalną wydajność i automatyzację sterowania jego ruchem, niezależnie od zmian wielkości obciążenia zewnętrznego - oporów ruchu. Oryginalny silnik pneumatyczny o zmiennym momencie obrotowym nie wymaga skrzyni biegów. Sprawność tego napędu pneumatycznego jest o 20% wyższa od istniejących, podobnych napędów pneumatycznych innych producentów i jest jak najbardziej zbliżona do teoretycznej granicy wykorzystania energii zmagazynowanej w sprężonym powietrzu w cylindrach maszyny.