/ 11
Najhoršie Najlepšie

O tom, že sa pneumatické vozidlá môžu stať plnohodnotnou náhradou benzínových a naftových vozidiel, sa stále pochybuje. Avšak pre bežiace motory stlačený vzduch má svoj bezpodmienečný potenciál Vozidlá na stlačený vzduch využívajú na stlačenie vzduchu elektrické čerpadlo - kompresor vysoký tlak(300 – 350 Atm.) a akumulujte ho v nádrži. Jeho použitím na pohyb piestov, podobne ako pri spaľovacom motore, sa práca vykoná a auto jazdí na čistú energiu.

1. Novinka technológie

Zatiaľ čo auto poháňané vzduchom sa môže zdať ako inovatívny a dokonca futuristický vývoj, vzduchová sila sa používa na pohon automobilov od konca devätnásteho a začiatku dvadsiateho storočia. Za východiskový bod v histórii vývoja vzduchových motorov by sa však malo považovať sedemnáste storočie a vývoj Denisa Papina pre Britskú akadémiu vied. Princíp fungovania vzduchového motora bol teda objavený pred viac ako tristo rokmi a o to zvláštnejšie sa zdá, že táto technológia sa v automobilovom priemysle tak dlho nepoužívala.

2. Vývoj automobilov poháňaných vzduchom

Spočiatku sa používali motory na stlačený vzduch verejná doprava. V roku 1872 Louis Mekarski vytvoril prvú pneumatickú električku. Potom v roku 1898 Hoadley a Knight vylepšili dizajn a predĺžili pracovný cyklus motora. Medzi zakladateľmi motora na stlačený vzduch sa často spomína aj meno Charles Porter.

3. Roky zabudnutia

Vzhľadom na dlhú históriu vzduchového motora sa môže zdať prekvapujúce, že táto technológia nebola v dvadsiatom storočí dostatočne vyvinutá. V tridsiatych rokoch bola navrhnutá lokomotíva s hybridný motor, poháňaný stlačeným vzduchom, no dominantným trendom v automobilovom priemysle bola inštalácia spaľovacích motorov. Niektorí historici naznačujú existenciu „ropnej lobby“: podľa ich názoru silné spoločnosti, ktoré sa zaujímali o rast trhu s ropnými produktmi, vynaložili maximálne úsilie, aby zabezpečili, že výskum a vývoj v oblasti výroby a zlepšovania vzduchových motorov nebude nikdy zverejnený.

4. Výhody motorov na stlačený vzduch

V charakteristikách vzduchových motorov v porovnaní so spaľovacími motormi je ľahké si všimnúť veľa výhod. V prvom rade je to lacnosť a zjavná bezpečnosť vzduchu ako zdroja energie. Ďalej je zjednodušená konštrukcia motora a automobilu ako celku: nemá zapaľovacie sviečky, plynovú nádrž a chladiaci systém motora; eliminuje riziko úniku nabíjanie batérií, ako aj znečistenie životného prostredia výfukovými plynmi automobilov. V konečnom dôsledku za predpokladu masová výroba, náklady na motory na stlačený vzduch budú pravdepodobne nižšie ako náklady na benzínové motory.

Existuje však mucha: podľa experimentov sa ukázalo, že motory na stlačený vzduch sú v prevádzke hlučnejšie ako benzínové motory. To však nie je ich hlavná nevýhoda: žiaľ, výkonom zaostávajú aj za spaľovacími motormi.

5. Budúcnosť automobilov poháňaných vzduchom

Nová éra áut poháňaných stlačeným vzduchom sa začala v roku 2008, keď bývalý inžinier Formuly 1 Guy Negre predstavil svoj výtvor s názvom CityCat – auto poháňané vzduchom, ktoré dokáže dosiahnuť rýchlosť až 110 km/h a prejsť vzdialenosť 200 kilometrov Prepnutie štartovacieho režimu pneumatického pohonu do pracovného režimu trvalo viac ako 10 rokov. Spoločnosť, ktorú založila skupina rovnako zmýšľajúcich ľudí, sa stala známou ako Motor Development Internation. Jej pôvodný projekt nebol pneumatický automobil v v každom zmysle toto slovo. Prvý motor Guya Negreho mohol bežať nielen na stlačený vzduch, ale aj na zemný plyn, benzín a nafta. V motore MDI prebiehajú procesy kompresie, vznietenia horľavej zmesi, ako aj samotný výkonový zdvih v dvoch valcoch rôzneho objemu, spojených guľovou komorou.

Elektráreň sme testovali na hatchbacku Citroen AX. Zapnuté nízke rýchlosti(do 60 km/h), keď spotreba neprekročila 7 kW, auto sa mohlo pohybovať len na energiu stlačeného vzduchu, no pri rýchlostiach nad touto hranicou elektráreň automaticky prešla na benzín. V tomto prípade sa výkon motora zvýšil na 70 Konská sila. Spotreba kvapalného paliva na diaľnici bola iba 3 litre na 100 km - výsledok, ktorý by závidel každé hybridné auto.

Tím MDI sa však nezastavil a pokračoval v práci na zlepšení vzduchového motora, konkrétne na vytvorení plnohodnotného pneumatického vozidla bez dopĺňania plynu alebo kvapalného paliva. Prvým bol prototyp Taxi Zero Pollution. Toto auto „z nejakého dôvodu“ nevzbudilo záujem medzi rozvinutými krajinami, ktoré boli v tom čase silne závislé od ropného priemyslu. O tento vývoj sa však začalo zaujímať Mexiko a v roku 1997 uzavrelo dohodu o postupnom nahradení flotily taxíkov Mexico City (jedno z najviac znečistených megamiest na svete) „leteckou“ dopravou.

Ďalším projektom bol rovnaký Airpod s polkruhovým sklolaminátovým telom a 80-kilogramovými valcami so stlačeným vzduchom, ktorých plná zásoba stačila na 150-200 kilometrov. Z projektu OneCat, modernejšej interpretácie mexického taxíka Zero Pollution, sa však stalo plnohodnotné sériové pneumatické vozidlo. Ľahké a bezpečné karbónové fľaše s tlakom 300 barov dokážu uskladniť až 300 litrov stlačeného vzduchu.

Princíp činnosti motora MDI je nasledovný: vzduch je nasávaný do malého valca, kde je stláčaný piestom pod tlakom 18-20 barov a zahrievaný; ohriaty vzduch ide do guľovej komory, kde sa zmieša so studeným vzduchom z valcov, ktorý sa okamžite roztiahne a zohreje, čím sa zvýši tlak na piest veľkého valca, ktorý prenáša silu na kľukový hriadeľ.

Skupina našich špecialistov pracuje na vývoji pneumatických pohonov v oblasti ich aplikácie v cestná preprava a v pohonoch rôznych pracovných strojov. V tomto smere urobili obrovský kus práce, no najskôr si môžeme povedať pár slov o súčasnom celosvetovom trende v tejto oblasti práce.

Vozidlá poháňané stlačeným vzduchom.

Indická automobilka Tata skúma možnosť vytvorenia super ekologického osobnej dopravy, ktorá poháňa stlačený vzduch, podpísala dohodu s francúzskou spoločnosťou MDI, ktorá vyvíja motory šetrné k životnému prostrediu, ktoré ako palivo využívajú iba stlačený vzduch. Tata získala práva na tieto technológie pre Indiu a teraz skúma, kde a ako sa dajú použiť. Tata dlhodobo pripravuje verejnosť na environment čistá doprava, ktorý sa čoraz viac rozširuje v Indii, kde je skutočný automobilový boom.

„Tento koncept ako spôsob riadenia auta je veľmi zaujímavý,“ hovorí Ravi Kant, výkonný riaditeľ indickej spoločnosti. Spoločnosť hľadala príležitosti na uplatnenie technológie „stlačeného vzduchu“ pre mobilné a stacionárne aplikácie, dodáva Kant.

A je tu ďalšia senzácia od indických výrobcov. Spúšťajú sa do masová výroba„Nano“ model s názvom OneCAT, ktorý už nebude mať benzínový motor, ale pneumatický motor na stlačený vzduch. Udávaná cena revolučnej novinky je približne päťtisíc dolárov. Pod sedadlo vodiča"Nano" stojí batériu a predný spolujazdec sedí priamo na palivovej nádrži. Ak naplníte auto vzduchom na kompresorovej stanici, potrvá to tri až štyri minúty. „Napumpovanie“ pomocou minikompresora pracujúceho zo zásuvky trvá tri až štyri hodiny. " Vzduchové palivo“je relatívne lacný: ak ho prepočítate na benzínový ekvivalent, ukáže sa, že auto spotrebuje asi liter na 100 km.

Ekologické mikronákladné vozidlo Gator od Engineair, prvé austrálske vozidlo na stlačený vzduch, ktoré vstúpilo do živej komerčnej prevádzky, nedávno začalo prevádzku v Melbourne. Nosnosť tohto vozíka je 500 kg. Objem vzduchových fliaš je 105 litrov. Dojazd na jednej čerpacej stanici je 16 km. V tomto prípade tankovanie trvá niekoľko minút. Kým nabíjanie podobného elektromobilu zo siete by trvalo hodiny. Batérie sú navyše drahšie ako valce, oveľa ťažšie a znečisťujú životné prostredie životné prostredie po vyčerpaní zdroja a počas prevádzky.

Tento druh auta už funguje v golfových kluboch. Na pohyb hráčov po ihrisku najlepší liek nemožno nájsť, pretože v roli výfukové plyny z pneumatického vozidla vychádza rovnaký vzduch.

Myšlienka pneumatického pohonu je jednoduchá - auto nepoháňa benzínová zmes horiaca vo valcoch motora, ale silný prúd vzduchu z valca (tlak vo valci je asi 300 atmosfér). Tieto autá nemajú palivové nádrže, batérie, nie solárne panely. Nepotrebujú vodík, naftu ani benzín. Spoľahlivosť? Nie je tu takmer čo zlomiť.

Takto si môžete zariadiť pohon osobného auta pomocou systému Di Pietro. Dva rotačné vzduchové motory, jeden na koleso. A chýba prevodovka - vzduchový motor predsa produkuje maximálny krútiaci moment okamžite - aj keď stojí a vytáča sa do celkom slušných otáčok, takže nepotrebuje špeciálnu prevodovku s premenlivým prevodovým pomerom. No a jednoduchosť dizajnu je ďalším plusom celého nápadu.

Vzduchový motor má ďalšiu dôležitú výhodu: prakticky nevyžaduje údržbu, štandardný počet najazdených kilometrov medzi dvoma technickými kontrolami nie je menší ako 100 tisíc kilometrov.

Veľkou výhodou pneumatického vozidla je, že prakticky nepotrebuje olej - liter „maziva“ stačí pre motor na 50 000 kilometrov (pre bežné auto budete potrebovať asi 30 litrov oleja). Pneumatické vozidlo tiež nepotrebuje klimatizáciu – vzduch odsávaný motorom má teplotu od nuly do pätnásť stupňov Celzia. To je celkom dosť na chladenie interiéru, čo je dôležité pre horúcu Indiu, kde plánujú vydať auto.

Model CityCAT by mal byť postavený v Štátoch. Ide o šesťmiestne auto s veľký kufor. Hmotnosť vozidla bude 850 kilogramov, dĺžka - 4,1 m, šírka - 1,82 m, výška - 1,75 m Toto auto bude schopné prejsť až 60 kilometrov v meste len na stlačený vzduch a bude schopné zrýchliť 56 kilometrov za hodinu.

4 valce, vyrobené z uhlíkových vlákien s kevlarovým plášťom, každý s dĺžkou 2 metre a priemerom štvrť metra, umiestnené pod dnom, pojmú 400 litrov stlačeného vzduchu pod tlakom 300 barov. Vysokotlakový vzduch sa do nich buď prečerpáva na špeciálnych kompresorových staniciach, alebo ich vyrába palubný kompresor po pripojení na bežný 220-voltový zdroj. V prvom prípade tankovanie trvá asi 2 minúty, v druhom - asi 3,5 hodiny. Spotreba energie je v oboch prípadoch asi 20 kW/h, čo pri súčasných cenách elektriny zodpovedá nákladom na jeden a pol litra benzínu. Auto na stlačený vzduch má oproti elektromobilu mnoho výhod: je oveľa ľahšie, nabíja sa dvakrát rýchlejšie a má podobný dojazd.

Pneumatické taxi CityCAT a MiniCAT od spoločnosti Motor Development International.

Vývojári vzduchových motorov z MDI vypočítali celkovú účinnosť v reťazci rafinérie a vozidla pre tri typy pohon - benzínový, elektrický a vzduchový. A ukázalo sa, že účinnosť vzduchového pohonu je 20 percent, čo je viac ako dvakrát viac ako účinnosť štandardného. benzínový motor a jeden a pol násobok účinnosti elektrického pohonu. Ekologická rovnováha navyše vyzerá ešte lepšie, ak využívate obnoviteľné zdroje energie.

Medzitým sa podľa MDI len vo Francúzsku vyzbieralo viac ako 60-tisíc predobjednávok na letecký dopravný prostriedok. Rakúsko, Čína, Egypt a Kuba majú v úmysle postaviť továrne na jeho výrobu. Úrady hlavného mesta Mexika prejavili o nový produkt veľký záujem: ako viete, Mexico City je jedným z najviac znečistených miest na svete, takže otcovia miest majú v úmysle nahradiť všetkých 87 tisíc benzínových a naftových taxíkov ekologickými francúzskymi autami. čo najskôr.

Analytici sa domnievajú, že auto poháňané stlačeným vzduchom, bez ohľadu na to, kto ho vytvoril (Tata, Engineair, MDI alebo iní), môže dobre zaberať voľné miesto na trhu ako elektrické vozidlá, ktoré iní výrobcovia už vyvinuli alebo práve testujú.

Pneumatický pohon, výhody a nevýhody. Závery vyvodené z práce našich špecialistov

Pneumaticky poháňané stroje sú téma, ktorá v skutočnosti nie je taká perspektívna, ako o nej hovoria indickí, francúzski či americkí „experti“, aj keď nie je bez niektorých výhod.

Samotný pneumatický pohon problém s palivom nerieši. Faktom je, že energetická rezerva stlačeného vzduchu je veľmi malá a takýto pohon je schopný efektívne riešiť problém s palivom len pre určité typy vozidiel: osobné a nákladné miniautá, vysokozdvižné vozíky a najľahšie mestské autá (napríklad špeciálne taxíky). A nič viac, ak hovoríme o čistom pneumatickom, a nie hybridnom pohone (hybridný pohon je paralelná, ale úplne samostatná téma).

Pri vývoji pneumatického pohonu pre stroj sa musíte zaoberať nie pneumatickým motorom, ale pneumatickým pohonom - celým systémom, v ktorom je pneumatický motor iba neoddeliteľnou súčasťou. Dobrý pneumatický pohon by mal obsahovať niekoľko samostatných komponentov:

1. Samotný pneumatický motor je piestový alebo rotačný multimódový motor (možno originálnej konštrukcie), poskytujúci vysoký a variabilný špecifický ťah (krútiaci moment) pri akejkoľvek rýchlosti a pri zachovaní konštantne vysokej objemovej účinnosti (80-90%).

2. Systém prípravy nasávania stlačeného vzduchu do valcov motora, ktorý zabezpečuje automatická inštalácia tlak, dávkovanie a fázovanie častí vzduchu smerujúcich do valcov motora.

3. Automatický blok riadenie zaťaženia a rýchlosti pneumatického vozidla - riadi pneumatický motor a systém prípravy nasávania stlačeného vzduchu do jeho valcov v súlade s požiadavkami obsluhy stroja na rýchlosť jeho pohybu a zaťaženie pneumatického pohonu .

Takýto pneumatický pohon nebude mať žiadny konštantné charakteristiky. Všetky jeho charakteristiky - výkon, krútiaci moment, rýchlosť otáčania - sa automaticky menia z nuly na maximum v závislosti od prevádzkových podmienok a prekonávaného zaťaženia. Okrem toho môže mať reverzibilný pojazd a pneumatický nútený brzdový mechanizmus, ako je retardér.

Len takto Komplexný prístup na vyriešenie problému pneumatického pohonu bude čo najefektívnejšie, mimoriadne hospodárne a nevyžaduje použitie rôznych pomocné systémy ako je spojka alebo prevodovka. Je tiež schopný zvýšiť účinnosť pneumatického systému o 15-30% v porovnaní so svetovými analógmi.

vzadu experimentálny stroj s pneumatickým pohonom je najlepšie použiť vysokozdvižný vozík špeciálne navrhnutý na tento účel. Tento stroj sa bude môcť ukázať v pohybe aj v práci. Vyrobiť obkladové panely na vysokozdvižný vozík je jednoduchšie ako vyrobiť karosériu auta a okrem toho, nakladač je zásadne ťažký stroj a neprekáža mu váha oceľových valcov na stlačený vzduch a ľahké valce z uhlíkových vlákien a kevlaru pri prvá etapa práce bude stáť viac ako celý stroj. Svoju rolu zohrá aj fakt, že jednotlivé komponenty stroja môžeme použiť zo sériových vysokozdvižných vozíkov, čo urýchli prácu.

Vysokozdvižný vozík je navyše jedným z mála strojov, ktorý má zmysel vyrábať s pneumatickým pohonom, najmä ako prototyp.

Takýto stroj s pneumatickým pohonom má oproti svojim dieselovým a elektrickým náprotivkom niektoré výhody: - pri hromadnej výrobe bude lacnejšia, - energetická rezerva vo valcoch je podobná energetickej rezerve v batériách elektrického vysokozdvižného vozíka, - doba nabíjania valcov je niekoľko minút a doba nabíjania batérií - 6-8 hodín, - pneumatický pohon je prakticky necitlivý na zmeny okolitej teploty - keď teplota stúpne na +50º, rezerva energie sa zvýši o 10% a s ďalším zvýšením teploty okolia sa energetická rezerva pneumatického pohonu len zvyšuje, bez škodlivého účinku (ako dieselový motor, ktorý je náchylný na prehrievanie). Keď teplota klesne na -20º, rezerva energie pneumatického pohonu sa zníži o 10% bez akýchkoľvek iných škodlivých vplyvov na jeho prevádzku, zatiaľ čo energetická rezerva elektrických batérií sa zníži 2-krát a dieselový motor sa nemusí spustiť. také chladné počasie. Keď okolitá teplota klesne na -50º nabíjateľné batérie a dieselové motory prakticky nefungujú bez špeciálnych trikov a pneumatický pohon stráca len asi 25% svojej energetickej rezervy. - takýto pneumatický pohon môže poskytnúť oveľa väčší rozsah trakčných otáčok ako trakčné elektromotory elektrických vysokozdvižných vozíkov alebo meniče krútiaceho momentu dieselových vysokozdvižných vozíkov.

Infraštruktúra pre tankovanie a servis pneumaticky poháňaných strojov môže byť vytvorená oveľa jednoduchšie ako podobná infraštruktúra pre konvenčné stroje.

Pneumatické tankovanie nevyžaduje dodávku a spracovanie paliva – je okolo nás a úplne zadarmo. Vyžaduje sa iba elektrické napájanie.

Dopĺňanie pneumatických vozidiel v každej domácnosti je absolútne reálna vec, len náklady na tankovanie pneumatického vozidla doma budú o niečo vyššie ako na hlavnej pneumatickej stanici.

Čo sa týka dobíjania pneumatického vozidla pri brzdení alebo jazde z kopca (tzv. rekuperácia energie), je z technických dôvodov buď veľmi náročné, alebo ekonomicky nerentabilné.

Problém rekuperácie energie pre pneumaticky poháňané vozidlá je oveľa ťažšie vyriešiť ako pre elektrické vozidlá.

Ak rekuperujete energiu (pomocou brzdenia auta alebo jeho brzdenia pri jazde zo svahu) pomocou generátora a kompresora, potom sa reťaz rekuperácie ukáže ako oveľa dlhšia: generátor - batéria - menič - elektromotor - kompresor. V tomto prípade by mal byť výkon rekuperátora (rekuperačného systému ako celku a všetkých jeho komponentov samostatne) približne polovičný ako výkon vzduchového motora stroja.

V pneumatickom vozidle je mechanizmus rekuperácie energie oveľa zložitejší a drahší ako v elektrickom vozidle. Faktom je, že generátor elektrického vozidla, spojený s rekuperáciou energie, vracia energiu do batérií pri stabilnom napätí, bez ohľadu na režim brzdenia vozidla. V tomto prípade závisí sila prúdu od režimu brzdenia a nehrá zvláštnu úlohu pri dobíjaní batérie. Práve tento proces je pri pneumatickom pohone veľmi ťažko dosiahnuteľný.

Pri rekuperácii energie pneumatického pohonu je analógom napätia tlak a analógom sily prúdu je výkon kompresora. A obe tieto veličiny sú premenné v závislosti od režimu brzdenia.

Aby to bolo jasnejšie, zotavenie nenastane, ak je tlak vo valcoch 300 atmosfér a kompresor vo zvolenom režime brzdenia vytvorí iba 200 atmosfér. Zároveň si režim brzdenia volí vodič individuálne v každom konkrétnom prípade a prispôsobuje sa jazdným podmienkam, a nie efektívnu prácu rekuperátor.

S rekuperáciou energie v pneumatických vozidlách sú spojené aj ďalšie problémy.

Takže pneumatický pohon sa dá v dosť obmedzenej miere použiť pri vývoji veľmi úzkeho radu malých áut - rovnakých dodávkových vozíkov, ľahkých mestských a klubových miniáut.

Model otvoreného mikroauta alebo mikronákladu poháňaný stlačeným vzduchom. Ideálny dopravný prostriedok pre malé mestá a obce v horúcom podnebí. Absolútne čistý výfuk - čistý chladný vzduch, ktorý je možné nasmerovať na vytvorenie mikroklímy pre cestujúcich. Vysoko ekonomický automatizovaný pneumatický pohon pre jeho pohyb zaisťuje maximálnu efektivitu a automatizáciu riadenia jeho pohybu bez ohľadu na zmeny veľkosti vonkajšieho zaťaženia - odporu proti pohybu. Pôvodný vzduchový motor s premenlivým krútiacim momentom nevyžaduje prevodovku. Účinnosť tohto pneumatického pohonu je o 20 % vyššia ako u existujúcich podobných pneumatických pohonov od iných vývojárov a je čo najbližšie k teoretickej hranici využitia energie uloženej v stlačenom vzduchu vo valcoch stroja.

Zo všetkých moderných alternatív k autám so spaľovacím motorom vyzerajú najneobvyklejšie a najzaujímavejšie. vozidiel, pracujúci na stlačenom vzduchu. Je to paradoxné, ale podobných dopravných prostriedkov je na svete už veľa. Prezradíme vám o nich v dnešnej recenzii.

Austrálčan Darby Bicheno vytvoril nezvyčajný motocykel-skúter s názvom EcoMoto 2013. Toto vozidlo nepoháňa spaľovací motor, ale impulz daný stlačeným vzduchom z valcov.

Darby Bicheno sa pri výrobe EcoMoto 2013 snažil používať výhradne materiály šetrné k životnému prostrediu. Žiadny plast – len kov a laminovaný bambus, z ktorého je vyrobená väčšina dielov tohto vozidla.

– toto ešte nie je auto, ale už to nie je motorka. Toto vozidlo tiež jazdí na stlačený vzduch a má relatívne vysoké technické vlastnosti.

Trojkolesový kočík AIRpod váži 220 kilogramov. Je určený na prepravu až troch osôb a ovláda sa pomocou joysticku na predný panel tento poloautomat.

AIRpod dokáže prejsť 220 kilometrov na jednu plnú zásobu stlačeného vzduchu, pričom dosahuje rýchlosť až 75 kilometrov za hodinu. Doplnenie paliva do nádrží trvá len jeden a pol minúty a náklady na cestu sú 0,5 eura na 100 km.
A vyšlo prvé sériové auto na svete s motorom na stlačený vzduch indická spoločnosť Tata, známa po celom svete lacnou výrobou Vozidlo pre chudobných ľudí.

Automobilový Tata OneCAT váži 350 kg a na jeden prívod stlačeného vzduchu dokáže prejsť 130 km, pričom zrýchli až na 100 kilometrov za hodinu. Takéto indikátory sú však možné len s maximálne naplnenými nádržami. Čím nižšia je hustota vzduchu v nich, tým nižšia je priemer rýchlosť.

A rekordérom v rýchlosti medzi v súčasnosti existujúcimi vozidlami na stlačený vzduch je automobil. Počas testov uskutočnených v septembri 2011 toto vozidlo zrýchlilo na 129,2 kilometra za hodinu. Pravda, podarilo sa mu prejsť len vzdialenosť 3,2 km.

Treba tiež poznamenať, že Toyota Ku:Rin nie je sériovým osobným vozidlom. Toto auto vytvorený špeciálne s cieľom demonštrovať na predvádzacích pretekoch neustále sa zvyšujúce rýchlostné schopnosti áut s motormi na stlačený vzduch.
francúzsky Spoločnosť Peugeot dáva nový význam pojmu „hybridné vozidlo“. Ak sa to predtým považovalo za auto, ktoré kombinuje spaľovací motor s elektromotorom, potom môže byť v budúcnosti nahradený motorom na stlačený vzduch.

Peugeot 2008 sa v roku 2016 stane prvým sériovým automobilom na svete vybaveným inovatívnou elektrárňou Hybridný vzduch. Umožní vám kombinovať jazdu na kvapalné palivo, stlačený vzduch a v kombinovanom režime.

Yamaha WR250R - prvý motocykel na stlačený vzduch

Austrálska spoločnosť Engineair už dlhé roky vyvíja a vyrába motory na stlačený vzduch. Práve ich produkty využívali inžinieri z miestnej pobočky Yamaha vytvoriť prvý motocykel tohto typu na svete.

Pravda, vo vlakoch nie je Aeromovel vlastný motor. Silné prúdy vzduchu vychádzajú z koľajnicového systému, po ktorom sa pohybuje. Absencia elektrocentrály vo vnútri samotného vlaku ho zároveň robí veľmi ľahkým.

Vlaky Aeromovel v súčasnosti premávajú na letisku Porto Alegre v Brazílii a v zábavnom parku Taman Mini v Jakarte v Indonézii.

Ekológia spotreby Motor: Indická spoločnosť Tata, známa po celom svete výrobou lacných vozidiel, uviedla na trh prvé sériovo vyrábané auto na svete s motorom na stlačený vzduch.

Indická spoločnosť Tata, známa po celom svete výrobou lacných vozidiel, uviedla na trh prvé sériovo vyrábané auto na svete s motorom poháňaným stlačeným vzduchom.

Tata OneCAT váži 350 kg a dokáže prejsť 130 km na jeden prívod vzduchu stlačeného na 300 atmosfér, pričom zrýchli až 100 km za hodinu.

Ako poznamenávajú vývojári, dosiahnutie takýchto ukazovateľov je možné iba s nádržami naplnenými na maximum, čo vedie k zníženiu hustoty vzduchu, čo povedie k zníženiu maximálnej rýchlosti.

Na naplnenie štyroch valcov z uhlíkových vlákien umiestnených pod spodkom auta, každý s dĺžkou 2 metre a priemerom štvrť metra, je potrebných 400 litrov stlačeného vzduchu pod tlakom 300 barov. Okrem toho môžete Tata OneCAT natankovať na kompresorovej stanici (zaberie to 3-4 minúty) aj z domácej zásuvky. V druhom prípade bude „napumpovanie“ pomocou minikompresora zabudovaného do stroja trvať tri až štyri hodiny.

Mimochodom, valce z uhlíkových vlákien pri poškodení nevybuchnú, ale iba prasknú, čím sa uvoľní vzduch.

Na rozdiel od elektrických vozidiel, ktorých batérie majú problémy s recykláciou a nízkou účinnosťou cyklu nabíjania a vybíjania (od 50 % do 70 % v závislosti od úrovne nabíjacích a vybíjacích prúdov), je stroj na stlačený vzduch celkom ekonomický a ekologický.

„Vzduchové palivo“ je relatívne lacné, ak ho prevediete na ekvivalent benzínu, ukáže sa, že auto spotrebuje asi liter na 100 km.

Vzduchové vozidlá zvyčajne nemajú prevodovku, pretože vzduchový motor okamžite produkuje maximálny krútiaci moment - aj keď stojí. Okrem toho vzduchový motor prakticky nevyžaduje údržbu: štandardný nájazd medzi dvoma technickými kontrolami je 100 000 km a olej - liter oleja stačí na 50 000 km (na bežné auto by bolo asi 30 litrov oleja potrebné).

Tata OneCAT má štvorvalcový motor s objemom 700 kociek a hmotnosťou len 35 kg. Funguje na princípe miešania stlačeného vzduchu s vonkajším, atmosférickým vzduchom. Táto pohonná jednotka pripomína klasický spaľovací motor, no jej valce majú rozdielny priemer – dva malé, hnacie, a dva veľké, pracovné. Keď motor beží vonkajší vzduch sa nasáva do malých valcov, tam sa stláča piestami a zahrieva sa a potom sa vtláča do dvoch pracovných valcov, kde sa zmiešava so studeným stlačeným vzduchom prichádzajúcim z nádrže. Ako výsledok zmes vzduchu rozpína ​​a uvádza do pohybu pracovné piesty, ktoré sa následne spúšťajú kľukový hriadeľ motora.

Keďže v takomto motore nedochádza k spaľovaniu, výstupom je iba odsávaný, čistý vzduch.

Po výpočte celkovej energetickej účinnosti v reťazci „ropná rafinéria – automobil“ pre tri typy pohonu – benzínový, elektrický a vzduchový, vývojári zistili, že účinnosť vzduchového pohonu je 20 %, čo je viac ako dvakrát viac ako účinnosť štandardného benzínového motora a jeden a pol krát - účinnosť elektrického pohonu. Navyše stlačený vzduch možno skladovať pre budúce použitie pomocou nestabilných obnoviteľných zdrojov energie, ako sú napríklad veterné generátory – potom možno dosiahnuť ešte vyššiu účinnosť.

Ako poznamenávajú vývojári, pri poklese teploty na -20 C sa energetická rezerva pneumatického pohonu zníži o 10% bez akýchkoľvek iných škodlivých účinkov na jeho prevádzku, zatiaľ čo energetická rezerva elektrických batérií sa zníži približne 2 krát.

Odpadový vzduch zo vzduchového motora má navyše nízku teplotu a možno ho v horúcich dňoch použiť na chladenie interiéru vozidla. Majiteľ Tata OneCAT bude musieť míňať energiu iba na vykurovanie auta v chladnom období.

Tata OneCAT, ktorý sa vyznačuje jednoduchosťou v dizajne, bol vyvinutý predovšetkým pre použitie v taxíkoch. publikovaný

Pred niekoľkými rokmi obletela svet správa, že indická spoločnosť Tata sa chystá uviesť na trh sériu áut poháňaných stlačeným vzduchom. Plány zostali plánmi, ale pneumatické autá sa jednoznačne stali trendom: každý rok sa objaví niekoľko životaschopných projektov a Peugeot plánoval v roku 2016 nasadiť na dopravník vzduchový hybrid. Prečo sa pneumatické autá zrazu stali módnymi?

Všetko nové je dobre zabudnuté staré. Na konci 19. storočia boli teda elektromobily populárnejšie ako ich benzínové náprotivky, potom prežili storočie zabudnutia a potom opäť „vstali z popola“. To isté platí pre pneumatické zariadenia. V roku 1879 francúzsky priekopník letectva Victor Tatin navrhol A? roplan, ktorý sa mal vzniesť do vzduchu vďaka motoru na stlačený vzduch. Model tohto stroja úspešne letel, hoci lietadlo v plnej veľkosti nebolo postavené.

Zakladateľom pneumatických motorov v pozemnej doprave bol ďalší Francúz Louis Mekarski, ktorý vyvinul podobnú pohonnú jednotku pre parížske a nantské električky. Nantes testoval stroje koncom 70. rokov 19. storočia a do roku 1900 vlastnil Mekarski flotilu 96 električiek, čo dokazuje efektívnosť systému. Následne bola pneumatická „flotila“ nahradená elektrickou, ale spustil sa štart. Neskôr pneumatické lokomotívy našli úzku oblasť širokého použitia - baníctvo. Zároveň sa začali pokusy o inštaláciu vzduchového motora na auto. Ale predtým začiatok XXI Po stáročia zostali tieto pokusy izolované a nestáli za pozornosť.

Plusy: žiadne škodlivé emisie, možnosť natankovať auto doma, nízke náklady vďaka jednoduchosti konštrukcie motora, možnosť využitia rekuperátora energie (napríklad stláčanie a akumulácia dodatočného vzduchu v dôsledku brzdenia auta ). Nevýhody: nízka účinnosť (5–7 %) a hustota energie; potreba externého výmenníka tepla, pretože keď tlak vzduchu klesá, motor je výrazne podchladený; nízka ukazovatele výkonnosti pneumatické vozidlá.

Výhody vzduchu

Vzduchový motor (alebo, ako sa hovorí, vzduchový valec) premieňa energiu rozpínajúceho sa vzduchu na mechanickú prácu. Princíp činnosti je podobný hydraulickému. „Srdcom“ vzduchového motora je piest, ku ktorému je pripevnená tyč; okolo tyče je navinutá pružina. Vzduch vstupujúci do komory so zvyšujúcim sa tlakom prekonáva odpor pružiny a pohybuje piestom. Počas výfukovej fázy, keď tlak vzduchu klesne, pružina vráti piest do počiatočná poloha- a cyklus sa opakuje. Pneumatický valec možno dobre nazvať „motorom s vnútorným spaľovaním“.

Bežnejšia membránová schéma je tam, kde úlohu valca zohráva pružná membrána, ku ktorej je rovnakým spôsobom pripevnená tyč s pružinou. Jeho výhodou je, že nevyžaduje takú vysokú presnosť osadenia pohyblivých prvkov, akú nevyžaduje lubrikanty a zvyšuje sa tesnosť pracovnej komory. Existujú aj rotačné (doskové) pneumatické motory - analógy Wankelových spaľovacích motorov.

Maličké trojmiestne pneumatické autíčko od francúzskeho MDI bolo predstavené širokej verejnosti na Autosalón v Ženeve 2009. Má právo pohybovať sa po vyhradených cyklotrasách a nevyžaduje vodičský preukaz. Možno najsľubnejšie pneumatické auto.

Hlavnými výhodami pneumatického motora sú jeho šetrnosť k životnému prostrediu a nízke náklady„palivo“. V skutočnosti sa pneumatické lokomotívy vďaka svojej bezodpadovej povahe rozšírili v baníctve - pri použití spaľovacích motorov v r. uzavretý priestor vzduch sa rýchlo znečistí, čím sa prudko zhoršia pracovné podmienky. Výfukové plyny pneumatického motora sú obyčajný vzduch.

Jednou z nevýhod pneumatického valca je relatívne nízka hustota energie, to znamená množstvo energie vygenerovanej na jednotku objemu pracovnej tekutiny. Porovnaj: vzduch (pri tlaku 30 MPa) má hustotu energie asi 50 kWh na liter a bežný benzín— 9411 kWh na liter! To znamená, že benzín ako palivo je takmer 200-krát účinnejší. Aj s prihliadnutím nie veľmi vysoká účinnosť benzínový motor v konečnom dôsledku „vyrobí“ okolo 1600 kWh na liter, čo je výrazne viac ako výkon pneumatického valca. To obmedzuje všetky ukazovatele výkonu pneumatických motorov a strojov, ktoré poháňajú (výkonová rezerva, rýchlosť, výkon atď.). Okrem toho má vzduchový motor relatívne nízku účinnosť - asi 5-7% (oproti 18-20% pre spaľovací motor).

Pneumatika XXI storočia

Naliehavosť environmentálnych problémov v 21. storočí prinútila inžinierov vrátiť sa k dávno zabudnutej myšlienke použitia pneumatického valca ako motora pre cestné vozidlo. Pneumatické auto je v skutočnosti ekologickejšie ako dokonca elektromobil, ktorého dizajnové prvky obsahujú látky škodlivé pre životné prostredie. V pneumatickom valci je vzduch a nič iné ako vzduch.

Hlavnou inžinierskou úlohou preto bolo doviesť pneumatický automobil do podoby, v ktorej by mohol konkurovať elektromobilom prevádzkové vlastnosti a náklady. V tejto veci je veľa úskalí. Napríklad problém dehydratácie vzduchu. Ak je v stlačenom vzduchu čo i len kvapka kvapaliny, potom sa v dôsledku silného ochladzovania počas expanzie pracovnej tekutiny zmení na ľad a motor sa jednoducho zastaví (alebo dokonca vyžaduje opravu). Bežný letný vzduch obsahuje približne 10 g kvapaliny na 1 m 3 a pri plnení jedného valca je potrebné vynaložiť ďalšiu energiu (asi 0,6 kWh) na dehydratáciu - a táto energia je nenahraditeľná. Tento faktor neguje možnosť kvalitného domáceho doplňovania - dehydratačné zariadenie nie je možné inštalovať a prevádzkovať doma. A toto je len jeden z problémov.

Téma pneumatického auta sa však ukázala byť príliš atraktívna na to, aby sa na ňu zabudlo.

Na plnú nádrž a plnú náplň vzduchu dokáže Peugeot 2008 Hybrid Air prejsť až 1 300 km.

Ísť rovno do seriálu?

Jedným z riešení, ako minimalizovať nevýhody vzduchového motora, je odľahčenie auta. Mestské miniauto skutočne nepotrebuje veľký dojazd a rýchlosť, no environmentálny výkon v metropole hrá významnú rolu. Presne s tým rátajú inžinieri francúzsko-talianskej spoločnosti Motor Development International, ktorí na autosalóne v Ženeve 2009 predstavili svetu pneumatický invalidný vozík MDI AIRpod a jeho vážnejšiu verziu MDI OneFlowAir. Spoločnosť MDI začala „bojovať“ o pneumatické auto už v roku 2003 a ukázala koncept Eolo Car, ale až o desať rokov neskôr, keď narazili na veľa nerovností, prišli Francúzi k riešeniu prijateľnému pre montážnu linku.

MDI AIRpod je kríženec medzi automobilom a motocyklom, priamym analógom „invalidného vozíka“, ako ho často nazývali v ZSSR. Vďaka vzduchovému motoru s výkonom 5,45 konských síl dokáže trojkolesový pojazd s hmotnosťou iba 220 kg zrýchliť na 75 km/h a má dojazd 100 km/h. základná verzia alebo 250 km vo vážnejšej konfigurácii. Zaujímavosťou je, že AIRpod vôbec nemá volant – auto sa ovláda joystickom. Teoreticky sa môže pohybovať ako na cestách bežné používanie a na cyklotrasách.

AIRpod má všetky šance na masovú výrobu, pretože v mestách s rozvinutou cyklistickou infraštruktúrou, ako je Amsterdam, môžu byť takéto stroje žiadané. Jedno natankovanie vzduchu na špeciálne vybavenej stanici trvá približne jeden a pol minúty a náklady na cestu sú v konečnom dôsledku asi 0,5 na 100 km – lacnejšie to už jednoducho nemôže byť. Napriek tomu uvedený dátum sériovej výroby (jar 2014) už uplynul a veci sú stále tam. Možno sa MDI AIRpod v roku 2015 objaví v uliciach európskych miest.

Cross-country motocykel, ktorý postavil Austrálčan Dean Benstead na podvozku Yamaha, je schopný zrýchliť na 140 km/h a jazdiť bez prestávky tri hodiny rýchlosťou 60 km/h. Vzduchový motor systému Angelo di Pietro váži iba 10 kg.

Druhým predprodukčným konceptom je slávny projekt indického giganta Tata, automobil MiniCAT. Projekt bol spustený súčasne s AIRpodom, no na rozdiel od Európanov Indovia zaradili do programu normálne, plnohodnotné mikroauto so štyrmi kolesami, kufrom a tradičným usporiadaním (v AIRpod, všimnite si, pasažieri a vodič sedia so svojimi chrbtom k sebe). Hmotnosť Taty je o niečo väčšia, 350 kg, maximálna rýchlosť— 100 km/h, rezerva chodu — 120 km, to znamená, že MiniCAT ako celok vyzerá ako auto, a nie ako hračka. Je zaujímavé, že v Spoločnosť Tata Namiesto toho, aby bojovali s vývojom vzduchového motora od nuly, kúpili práva na používanie vývoja spoločnosti MDI za 28 miliónov dolárov (čo umožnilo udržať sa nad vodou) a vylepšili motor na pohon väčšieho vozidla. Jednou z vlastností tejto technológie je využitie tepla uvoľneného pri ochladzovaní expandujúceho vzduchu na ohrev vzduchu pri plnení valcov.

Pôvodne sa Tata chystala uviesť MiniCAT na výrobnú linku v polovici roku 2012 a vyrábať približne 6 000 kusov ročne. Testovanie ale pokračuje a sériová výroba sa odkladá na lepšie časy. Koncept počas vývoja stihol zmeniť názov (predtým sa volal OneCAT) aj dizajn, takže nikto nevie, ktorá jeho verzia sa nakoniec dostane do predaja. Zdá sa, že aj zástupcovia Tata.

Na dvoch kolesách

Čím je vozidlo na stlačený vzduch ľahšie, tým je efektívnejšie z hľadiska prevádzkového a ekonomického výkonu. Logický záver z tohto tvrdenia je – prečo si nevyrobiť skúter alebo motorku?

O to sa staral Austrálčan Dean Benstead, ktorý v roku 2011 ukázal svetu cross-country motocykel O 2 Pursuit s pohonnou jednotkou vyvinutou spoločnosťou Engineair. Tá sa špecializuje na už spomínanú rotačnú vzduchové motory navrhol Angelo di Pietro. V skutočnosti ide o klasickú Wankelovu konštrukciu bez spaľovania – rotor je poháňaný prívodom vzduchu do komôr. Benstead išiel pri vývoji opačným smerom. Najprv si objednal motor od Engineair a potom okolo neho postavil motocykel s použitím rámu a niektorých prvkov zo sériovej Yamahy WR250R. Auto sa ukázalo ako prekvapivo energeticky efektívne: na jedno natankovanie prejde 100 km a teoreticky dosiahne maximálnu rýchlosť 140 km/h. Tieto čísla mimochodom presahujú čísla mnohých elektrických motocyklov. Benstead sa šikovne pohral s tvarom valca a zapadol ho do rámu - to ušetrilo miesto; motor je dvakrát kompaktnejší ako jeho benzínový náprotivok a voľné miesto umožňuje nainštalovať druhý valec, čím sa zdvojnásobí kilometrový výkon motocykla.

O 2 Pursuit však, žiaľ, zostal len jednorazovou hračkou, hoci bol nominovaný na prestížnu cenu za vynález, ktorú založil James Dyson. O dva roky neskôr Bensteadovu myšlienku prevzal ďalší Austrálčan Darby Bicheno, ktorý navrhol použiť podobný dizajn nie na vytvorenie motocykla, ale čisto mestského vozidla, skútra. Jeho EcoMoto 2013 by malo byť vyrobené z kovu a bambusu (žiadny plast), ale veci ešte nepokročili nad rámec renderov a nákresov.

Okrem Benstead a Bicheno postavil podobné auto v roku 2010 Evin I Yang (jeho projekt sa volal Green Speed ​​​​Air Motorcycle). Všetci traja dizajnéri, mimochodom, boli študentmi Royal Melbourne Institute of Technology, a preto sú ich projekty podobné, používajú rovnaký motor a... nemajú šancu na sériu, zostávajúcu výskumnú prácu.

V roku 2011 športové auto Toyota Ku:Rin vytvorila svetový rýchlostný rekord pre vozidlá poháňané stlačeným vzduchom. Pneumatické autá zvyčajne nezrýchľujú na viac ako 100-110 km/h, ale koncept Toyota ukázal oficiálny výsledok 129,2 km/h. Vďaka zameraniu na rýchlosť dokázal Ku: Rin prejsť iba 3,2 km na jedno nabitie, ale trojkolesové jednomiestne auto nepotrebovalo viac. Rekord bol dosiahnutý. Zaujímavosťou je, že predtým bol rekord len 75,2 km/h a v Bonneville ho vytvorilo auto Silver Rod, ktoré v lete 2010 navrhol Američan Derek McLeish.

Korporácie na začiatku

Vyššie uvedené to potvrdzuje letecké autá existuje budúcnosť, ale s najväčšou pravdepodobnosťou nie v " čistej forme" Napriek tomu majú svoje obmedzenia. Ten istý MDI ​​AIRpod neprešiel absolútne všetkými nárazovými testami, pretože jeho ultraľahká konštrukcia mu neumožňovala správne chrániť vodiča a cestujúcich.

Použitie pneumatických technológií ako dodatočného zdroja energie v hybridnom aute je však celkom možné. V tejto súvislosti Peugeot oznámil, že od roku 2016 sa budú niektoré crossovery Peugeot 2008 vyrábať v hybridná verzia, ktorej jedným z prvkov bude inštalácia Hybrid Air. Tento systém bol vyvinutý v spolupráci so spoločnosťou Bosch; jeho podstatou je, že energia spaľovacieho motora sa bude skladovať nie vo forme elektriny (ako pri bežných hybridoch), ale vo valcoch stlačeného vzduchu. Plány však zostali plánmi: za tento moment Inštalácia nie je inštalovaná na sériové autá.

Peugeot 2008 Hybrid Air sa bude môcť pohybovať pomocou energie spaľovacieho motora, vzduchu pohonná jednotka alebo ich kombinácie. Systém sám rozpozná, ktorý zdroj energie je v danej situácii efektívnejší. Najmä v mestskom cykle sa na 80 % využije energia stlačeného vzduchu – poháňa hydraulické čerpadlo, ktoré pri vypnutí spaľovacieho motora roztáča hriadeľ. Celková úspora paliva pri tejto schéme bude až 35 %. Pri prevádzke na čistom vzduchu je maximálna rýchlosť vozidla obmedzená na 70 km/h.

Koncept Peugeotu vyzerá absolútne životaschopne. Ak vezmeme do úvahy prínosy pre životné prostredie, takéto hybridy môžu v priebehu nasledujúcich piatich až desiatich rokov nahradiť tie elektrické. A svet bude o niečo čistejší. Alebo nebude.