Welche Methoden werden von Autoherstellern verwendet, um die Aufmerksamkeit der Verbraucher zu erregen. Der Käufer wird mit modischem futuristischem Design, beispiellosen Sicherheitsmaßnahmen, dem Einsatz umweltfreundlicherer Motoren usw. verzaubert.

Mich persönlich rühren die neuesten Errungenschaften verschiedener Designstudios wenig an - mehr noch: Für mich war und bleibt das Auto ein lebloses Stück Metall und Plastik und all die Bemühungen der Vermarkter, mir zu sagen, wie hoch mein Selbst- Die Wertschätzung sollte nach dem Kauf in den Himmel steigen „Unser neuestes Modell ist nichts anderes als ein Beben der Luft. Naja, zumindest für mich persönlich.

Spannender für mich als Autobesitzer ist das Thema – Fragen der Wirtschaftlichkeit und Überlebensfähigkeit. Treibstoff kostet weit von drei Kopeken, zudem gibt es zu viele Anhänger von Wassili Alibabaevich aus "Gentlemen of Fortune" in den Weiten der "Großen und Mächtigen". Autohersteller versuchen seit langem, auf alternative Kraftstoffe umzusteigen. In den Vereinigten Staaten haben Elektroautos eine ziemlich starke Position eingenommen, aber nicht jeder kann sich eine solche Maschine leisten - sie ist sehr teuer. Nun, wenn Autos der Budgetklasse elektrisch gemacht würden ...

Ein interessantes Ziel hat sich der französische Hersteller PSA Peugeot Citroen gesetzt, sie haben ein interessantes Programm zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs initiiert. Diese Gruppe von Autoherstellern entwickelt ein Hybridkraftwerk, das nur zwei Liter Kraftstoff pro hundert Kilometer verbrauchen könnte. Die Ingenieure des Unternehmens haben bereits einiges vorzuweisen - die heutigen Entwicklungen ermöglichen eine Kraftstoffeinsparung von bis zu 45% im Vergleich zu einem gewöhnlichen Verbrennungsmotor: Selbst bei solchen Indikatoren von zwei Litern pro Hundert ist es noch nicht möglich, zu passen, aber um 2020 versprechen sie, diesen Meilenstein zu erobern.

Die Aussagen sind recht mutig und interessant, doch interessanter wäre es, sich dieses hybride und ebenso sparsame Setup genauer anzuschauen. Das System heißt Hybrid Air und nutzt, wie der Name schon sagt, neben herkömmlichem Kraftstoff auch die Energie von Luft und Druckluft.

Das Hybrid Air Konzept ist nicht so komplex und ist ein Hybrid aus einem Dreizylinder-Verbrennungsmotor und einer hydraulischen Motorpumpe. Zwei Zylinder sind als Tanks für alternativen Kraftstoff im mittleren Teil des Autos und unter dem Kofferraum installiert: der ist größer - für niedrigen Druck; und diejenige, die für hoch jeweils kleiner ist. Das Auto beschleunigt mit dem Verbrennungsmotor, ab einer Geschwindigkeit von 70 km / h wird der Hydromotor eingeschaltet. Durch diesen sehr hydraulischen Motor und ein ausgeklügeltes Planetengetriebe wird die Energie der Druckluft in eine Drehbewegung der Räder umgewandelt. Darüber hinaus ist bei einem solchen Auto ein Energierückgewinnungssystem vorgesehen - beim Bremsen wirkt der Hydraulikmotor als Pumpe und pumpt Luft in einen Niederdruckzylinder - das heißt, die gewünschte Energie wird nicht verschwendet.

Laut den Ingenieuren des Unternehmens wird ein Auto mit Hybrid-Installation Hybrid Air trotz der Masse von 100 kg im Vergleich zu einem herkömmlichen Motor einen Kraftstoffverbrauch von mindestens 45% aufweisen, und dies trotz der Tatsache, dass in diesem Bereich begeistert Der Motorenbau ist noch lange nicht abgeschlossen.

Es wird erwartet, dass Hybridsysteme als erste bei Citroen C3 und Peugeot 208 Schrägheck verwendet werden, und es wird möglich sein, bereits 2016 "Luft" zu fahren, und französische Manager sehen Russland und China als Hauptmärkte für Autos mit a hybrid Lufthybrid.

Wichtige Bereiche der technischen Forschung sind Elektrofahrzeuge, Hybridfahrzeuge und wasserstoffbetriebene Fahrzeuge. Wasserstoff als Brennstoff und andere weit verbreitete Technologien zur Gewinnung billiger Energie sind von den weltweiten Öl- und Industriemonopolen strengstens verboten. Der Fortschritt ist jedoch nicht aufzuhalten, und daher entwickeln einige Unternehmen und einzelne Enthusiasten weiterhin einzigartige Fahrzeuge.

Das heutige Gesprächsthema betrifft gerade pneumatische Fahrzeuge. Der Pneumowagen ist gewissermaßen eine Fortsetzung des Themas des Dampfwagens, einer von vielen Anwendungsgebieten von Motoren, die aufgrund der Druckdifferenz von Gasen arbeiten. Übrigens wurde die Dampfmaschine lange vor dem Erscheinen der ersten Dampfmaschine von James Watt, vor mehr als 2000 Jahren, von Heron von Alexandria erfunden. Die Idee von Heron wurde 1668 vom Belgier Ferdinand Verbist entwickelt und in einem kleinen Wagen umgesetzt

Die Entstehungsgeschichte des Autos bringt uns nicht viele Informationen über die erfolgreichen und erfolglosen Versuche der Erfinder, einen einfachen und billigen Mechanismus als Motor zu verwenden. Anfangs gab es Versuche, die Kraft der großen Feder und die Kraft des Schwungrades zu nutzen. Diese Mechanismen haben sich im Kinderspielzeug fest etabliert. Aber sie als Motor eines großen Autos zu verwenden, scheint leichtfertig zu sein. Dennoch werden solche Versuche fortgesetzt und es scheint, dass in naher Zukunft ungewöhnliche Autos souverän mit Autos mit Verbrennungsmotor konkurrieren können.

Trotz der scheinbaren Sinnlosigkeit dieses Arbeitsbereichs im Bereich des Straßenverkehrs hat der pneumatische Wagen viele Vorteile. Dies ist die extreme Einfachheit und Zuverlässigkeit des Designs, seine Haltbarkeit und seine geringen Kosten. Dieser Motor ist leise und verschmutzt die Luft nicht. Offenbar zieht all dies zahlreiche Anhänger dieser Transportart an.

Die Idee, Antriebe und Fahrzeuge mit Druckluft anzutreiben, entstand vor langer Zeit und wurde 1799 in Großbritannien patentiert. Offenbar entstand es aus dem Wunsch heraus, die Dampfmaschine so weit wie möglich zu vereinfachen und für den Einsatz im Auto extrem kompakt zu machen. Praktischer Nutzen Der Luftmotor wurde 1875 in Amerika eingeführt. Sie bauten Bergwerkslokomotiven, die mit Druckluft betrieben wurden. Der erste Personenwagen mit Luftmotor wurde erstmals 1932 in Los Angeles demonstriert.

Mit dem Aufkommen der Dampfmaschine versuchten die Erfinder, sie auf "selbstlaufenden Waggons" zu installieren, aber der sperrige und schwere Dampfkessel erwies sich für diese Transportart als ungeeignet.
Es wurden Versuche unternommen, einen Elektromotor und Batterien für selbstfahrende Fahrzeuge zu verwenden, und es wurden einige Erfolge erzielt, aber der Verbrennungsmotor war zu dieser Zeit außer Konkurrenz. Aufgrund des harten Wettbewerbs zwischen ihm und der Dampfmaschine setzte sich der Verbrennungsmotor durch.

Trotz vieler Mängel dominiert dieser Motor noch immer in vielen Bereichen des menschlichen Lebens, einschließlich aller Arten von Verkehrsmitteln. Die Unzulänglichkeiten des Verbrennungsmotors und die Notwendigkeit, einen würdigen Ersatz dafür zu finden, werden in wissenschaftlichen Kreisen zunehmend diskutiert und in verschiedenen populären Publikationen geschrieben, aber alle Versuche, neue Technologien in die Massenproduktion zu bringen, werden blockiert.

Ingenieure und Erfinder schaffen die interessantesten und vielversprechendsten Motoren, die den Verbrennungsmotor vollständig ersetzen können, aber die weltweiten Öl- und Industriemonopolisten nutzen ihre Druckhebel, um die Aufgabe des Verbrennungsmotors und den Einsatz neuer, alternativer Energien zu verhindern Quellen.

Und doch gehen die Versuche weiter, ein Serienauto ohne Verbrennungsmotor oder mit seiner teilweisen Zweitnutzung zu schaffen.

Das indische Unternehmen Tata Motors bereitet die Massenproduktion des kleinen Stadtautos Tata AIRPOD vor, dessen Motor mit Druckluft betrieben wird.

Auch den sechssitzigen CityCAT bereiten die Amerikaner zur Serienreife vor,
Druckluft. Mit einer Länge von 4,1m. und einer Breite von 1,82 m wiegt das Auto 850 Kilogramm. Er kann Geschwindigkeiten von bis zu 56 km/h erreichen und eine Distanz von bis zu 60 Kilometern zurücklegen. Die Zahlen sind sehr bescheiden, aber angesichts der vielen Vorteile des Autos und der sehr geringen Kosten für die Stadt durchaus erträglich: Was sind das für Vorteile?

Jeder, der ein Auto besitzt oder mit dem Straßenverkehr zu tun hat, weiß, wie komplex ein moderner Automobil-Verbrennungsmotor strukturell ist. Neben der Tatsache, dass der Motor selbst strukturell recht komplex ist, erfordert er ein Kraftstoffdosier- und Einspritzsystem, ein Zündsystem, einen Anlasser, ein Kühlsystem, einen Schalldämpfer, einen Kupplungsmechanismus, ein Getriebe und ein komplexes Getriebe.

All dies macht den Motor teuer, unzuverlässig, kurzlebig und unpraktisch. Ich rede gar nicht davon, dass Abgase die Luft und die Umwelt vergiften.

Ein Druckluftmotor ist das genaue Gegenteil eines Verbrennungsmotors. Es ist extrem einfach, kompakt, leise, zuverlässig und langlebig. Bei Bedarf kann es sogar in die Räder des Autos gelegt werden. Ein wesentlicher Nachteil dieses Motors, der eine freie Verwendung in Fahrzeugen nicht zulässt, ist die begrenzte Laufleistung nach einer Betankung.

Um die Reichweite eines pneumatischen Fahrzeugs zu erhöhen, ist es notwendig, das Volumen der Luftzylinder zu erhöhen und den Luftdruck in den Zylindern zu erhöhen. Beide haben strenge Beschränkungen in Bezug auf Abmessungen, Gewicht und Festigkeit der Zylinder. Vielleicht werden diese Probleme eines Tages gelöst, aber derzeit werden sogenannte Hybridantriebe verwendet.

Insbesondere für einen pneumatischen Wagen wird vorgeschlagen, einen Verbrennungsmotor mit geringer Leistung zu verwenden, der ständig Luft in die Arbeitszylinder pumpt. Der Motor läuft ständig, pumpt Luft in die Zylinder und schaltet sich erst ab, wenn der Druck in den Zylindern den Maximalwert erreicht. Diese Lösung kann den Benzinverbrauch und die Kohlenmonoxid-Emissionen deutlich reduzieren und die Reichweite des pneumatischen Autos erhöhen.

Ein solches Hybridschema ist vielseitig und wurde erfolgreich eingesetzt, auch bei Elektrofahrzeugen. Der einzige Unterschied besteht darin, dass anstelle einer Druckluftflasche ein elektrischer Akkumulator und anstelle eines Pneumatikmotors ein Elektromotor verwendet wird. Ein Verbrennungsmotor mit geringer Leistung dreht einen elektrischen Generator, der die Batterien auflädt, die wiederum die Elektromotoren speisen.

Die Essenz eines jeden Hybridsystems besteht darin, die verbrauchte Energie mithilfe eines Verbrennungsmotors aufzufüllen. Dadurch kann eine geringere Motorleistung verwendet werden. Es arbeitet im profitabelsten Modus und verbraucht weniger Kraftstoff, was bedeutet, dass weniger giftige Substanzen freigesetzt werden. Ein Luftfahrzeug oder ein Elektroauto erhält die Möglichkeit, die Laufleistung zu erhöhen, da die verbrauchte Energie direkt während der Fahrt teilweise wieder aufgefüllt wird.

Bei häufigen Ampelstopps, beim Rollen und bei Gefällefahrten verbraucht der Fahrmotor keine Energie und die Zylinder oder Batterien werden sauber geladen. Bei längeren Stopps ist es besser, die Energiereserven an einer Standardtankstelle aufzufüllen.

Stellen Sie sich vor, Sie sind bei der Arbeit angekommen, das Auto steht, der Motor läuft weiter und füllt die Energiereserven in den Zylindern auf. Würde das nicht alle Vorteile eines Hybridautos zunichte machen? Wird sich herausstellen, dass die Einsparungen beim Benzin nicht so groß sein werden, wie wir es gerne hätten?

In den Tagen meiner fernen Jugend dachte ich auch an einen Luftmotor für ein selbstgebautes Auto. Nur die Richtung meiner Suche war chemischer Natur. Ich wollte einen Stoff finden, der mit Wasser oder einem anderen Stoff eine heftige Reaktion eingeht und dabei Gase freisetzt. Dann konnte ich nichts Passendes finden und die Idee wurde für immer aufgegeben.

Aber es kam noch eine andere Idee: Warum nicht Vakuum statt hohem Luftdruck verwenden? Wenn die Druckluftflasche beschädigt wird oder der Luftdruck den zulässigen Wert überschreitet, ist dies mit seiner sofortigen Zerstörung, wie einer Explosion, verbunden. Dies bedroht einen Vakuumzylinder nicht, er kann einfach durch atmosphärischen Druck flachgedrückt werden.

Um einen hohen Druck im Zylinder von ca. 300 bar zu erhalten, wird ein spezieller Kompressor benötigt. Um ein Vakuum im Zylinder zu erzeugen, reicht es aus, eine Portion gewöhnlichen Wasserdampfs einzulassen. Der abgekühlte Dampf verwandelt sich in Wasser, hat sein Volumen um das 1600-fache verringert und ... das Ziel ist erreicht, ein Unterdruck wird erreicht. Warum teilweise? Denn nicht jeder Zylinder hält einem tiefen Vakuum stand.

Dann ist alles einfach. Damit das Auto auf einem Zylinder so weit wie möglich fahren kann, muss dem Pneumatikmotor nicht Luft, sondern Dampf zugeführt werden. Nach Abschluss der Arbeiten durchläuft der Dampf das Kühlsystem, wo er abkühlt und zu Wasser wird, in den Vakuumzylinder gelangt. Das heißt, wenn Dampf durch den Motor geleitet wird, sagen wir 1600 cm3, dann gelangt nur 1 cm3 Wasser in den Zylinder. Dadurch tritt nur eine geringe Wassermenge in den Vakuumzylinder ein und die Betriebsdauer erhöht sich um ein Vielfaches.

Kehren wir jedoch zu unseren pneumatischen Fahrzeugen zurück. Das indische Unternehmen Tata Motors will ein kompaktes Stadtauto mit Druckluftantrieb in Serie produzieren. Das Unternehmen behauptet, dass sein Luftfahrzeug in der Lage ist, auf 70 km / h zu beschleunigen und mit einer einzigen Betankung bis zu 200 Kilometer zurückzulegen.

Die Amerikaner wiederum bereiten auch den sechssitzigen CityCAT-Pneumatikwagen zur Serienreife vor. Die angegebenen Eigenschaften bedeuten, dass das Auto bis zu 80 km / h beschleunigen kann und die Reichweite 130 km beträgt. Auch ein weiterer pneumatischer Wagen der amerikanischen Firma MDI, ein kleiner dreisitziger MiniCAT, soll in Serie gehen.

Viele Firmen interessieren sich für Pneumo-Autos. Auch Australien, Frankreich, Mexiko und eine Reihe weiterer Länder sind bereit, mit der Produktion dieses ungewöhnlichen, aber vielversprechenden Transportmittels zu beginnen. Der Verbrennungsmotor muss immer noch die Arena verlassen und einem anderen Motor weichen, einfacher und zuverlässiger. Es ist schwer zu sagen, wann dies geschehen wird, aber es wird sicherlich passieren. Der Fortschritt kann nicht stehen bleiben.

Pneumatikmotoren (Pneumatikmotoren)

Pneumatikmotoren, auch Pneumatikmotoren genannt, sind Geräte, die die Energie der Druckluft in mechanische Arbeit umwandeln. Im weitesten Sinne wird der mechanische Betrieb eines Luftmotors als Linear- oder Drehbewegung verstanden - Luftmotoren, die eine lineare Hubbewegung erzeugen, werden jedoch häufiger als Pneumatikzylinder bezeichnet, und der Begriff "Luftmotor" ist normalerweise mit Wellendrehung verbunden. Rotations-Pneumatikmotoren wiederum werden nach ihrem Funktionsprinzip in Flügel- (auch Flügel-) und Kolben unterteilt - Parker stellt beide Typen her.

Wir denken, dass viele Besucher unserer Website nicht schlechter sind, als wir wissen, was ein Druckluftmotor ist, was er ist, wie man ihn auswählt und andere Probleme im Zusammenhang mit diesen Geräten. Solche Besucher möchten wahrscheinlich direkt zu den technischen Informationen zu den von uns angebotenen Druckluftmotoren gelangen:

• Baureihe P1V-P: Radialkolben, 74 ... 228 W
• Serie P1V-M: Platte, 200 ... 600 W
• Serie P1V-S: Platte, 20 ... 1200 W, Edelstahl
• Serie P1V-A: lamellar, 1,6 ... 3,6 kW
• Serie P1V-B: lamellar, 5,1 ... 18 kW

Für unsere Besucher, die mit pneumatischen Motoren nicht so vertraut sind, haben wir einige grundlegende Informationen mit Bezug und theoretischem Charakter aufbereitet, die, wie wir hoffen, für jemanden nützlich sein können:

Pneumatische Motoren gibt es seit etwa zwei Jahrhunderten und werden heute in Industrieanlagen, Handwerkzeugen, der Luftfahrt (als Starter) und in einigen anderen Bereichen weit verbreitet.

Beispiele für den Einsatz pneumatischer Motoren im Druckluftfahrzeugbau gibt es auch - erst zu Beginn der Automobilindustrie im 19. des 20. Jahrhunderts - leider scheint letztere Art der Anwendung noch wenig erfolgsversprechend.

Die wichtigsten „Konkurrenten“ von Druckluftmotoren sind Elektromotoren, die Anwendungen in den gleichen Bereichen wie Druckluftmotoren beanspruchen. Die folgenden allgemeinen Vorteile von pneumatischen Motoren gegenüber elektrischen können festgestellt werden:
- ein pneumatischer Motor braucht weniger Platz als ein ihm in den Grundparametern entsprechender Elektromotor
- ein pneumatischer Motor ist in der Regel um ein Vielfaches leichter als der entsprechende Elektromotor
- Pneumatikmotoren halten hohen Temperaturen, starken Vibrationen, Stößen und anderen äußeren Einflüssen problemlos stand
- die meisten Pneumatikmotoren sind uneingeschränkt für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen geeignet und ATEX zertifiziert
- pneumatische Motoren sind viel toleranter gegenüber Starts / Stopps als Elektromotoren
- Die Wartung von pneumatischen Motoren ist viel einfacher als die von elektrischen
- pneumatische Motoren haben standardmäßig einen Rückwärtshub
- pneumatische Motoren sind im Allgemeinen viel zuverlässiger als Elektromotoren - aufgrund ihrer einfachen Konstruktion und einer geringen Anzahl beweglicher Teile

Trotz dieser Vorteile erweist sich der Einsatz von Elektromotoren jedoch häufig sowohl aus technischer als auch aus wirtschaftlicher Sicht als effektiver; Wo jedoch noch ein pneumatischer Antrieb verwendet wird, liegt dies in der Regel an einem oder mehreren der oben genannten Vorteile.

Das Funktionsprinzip und die Einrichtung des pneumatischen Lamellenmotors

Das Funktionsprinzip des Flügelzellen-Pneumatikmotors
1 - Rotorkörper (Zylinder)
2 - Rotor
3 - Schulterblatt
4 - Feder (drückt die Klingen)
5 - Endflansch mit Lager

Wir bieten pneumatische Motoren von zwei Typen an: Kolben und Flügel (sie sind auch Flügel); gleichzeitig sind letztere einfacher, zuverlässiger, perfekter und daher weit verbreitet. Darüber hinaus sind sie in der Regel kleiner als Hubkolbenmotoren, was den Einbau in kompakte Gehäuse erleichtert, die sie verwenden. Das Funktionsprinzip eines Flügelzellen-Elektromotors ist praktisch das Gegenteil des Funktionsprinzips eines Flügelzellenverdichters: Bei einem Verdichter bewirkt die Rotationszufuhr (von einem Elektromotor oder Verbrennungsmotor) auf die Welle eine Drehung des Rotors mit Schaufeln, die aus seinen Nuten herausragen und somit die Kompressionskammern verringern; Bei einem Druckluftmotor wird den Schaufeln Druckluft zugeführt, die den Rotor in Rotation versetzt, dh die Energie der Druckluft wird im Druckluftmotor in mechanische Arbeit (Drehbewegung der Welle) umgewandelt.

Ein Flügelzellenmotor besteht aus einem Zylindergehäuse, in dem ein Rotor gelagert ist – zudem befindet er sich nicht direkt im Zentrum der Kavität, sondern versetzt zu dieser. Über die gesamte Länge des Rotors sind Nuten eingeschnitten, in die Schaufeln aus Graphit oder anderem Material eingelegt werden. Die Schaufeln werden durch die Wirkung von Federn aus den Rotorschlitzen gezogen, drücken gegen die Wände des Körpers und bilden einen Hohlraum zwischen ihren Körper- und Rotoroberflächen - eine Arbeitskammer.

Druckluft wird dem Einlass der Arbeitskammer zugeführt (diese kann von beiden Seiten zugeführt werden) und drückt die Rotorblätter, was wiederum den Rotor in Rotation versetzt. Die Druckluft gelangt im Hohlraum zwischen den Platten und den Oberflächen von Gehäuse und Rotor zum Auslass, durch den sie in die Atmosphäre abgegeben wird. Bei Flügelzellen-Pneumatikmotoren wird das Drehmoment durch die Oberfläche der dem Luftdruck ausgesetzten Schaufeln und die Höhe dieses Drucks bestimmt.

Wie wählt man einen pneumatischen Motor?

n	Geschwindigkeit
m	Drehmoment
P	Energie
Q	SzhV-Verbrauch
	Mögliche Betriebsart
	Optimaler Betriebsmodus
	Hoher Verschleiß (nicht immer)

Für jeden Luftmotor kann ein Diagramm gezeichnet werden, das die Abhängigkeit des Drehmoments M und der Leistung P sowie des Druckluftverbrauchs Q von der Drehzahl n zeigt (ein Beispiel befindet sich in der Abbildung rechts).

Wenn der Motor im Leerlauf ist oder ohne Last auf der Abtriebswelle frei dreht, entwickelt er keine Leistung. Typischerweise wird die maximale Leistung entwickelt, wenn der Motor auf etwa die Hälfte seiner maximalen Drehzahl abgebremst wird.

Das Drehmoment ist im freien Rotationsmodus ebenfalls Null. Unmittelbar nach Beginn der Motorbremsung (bei auftretender Last) beginnt das Drehmoment linear zu steigen, bis der Motor stoppt. Es ist jedoch unmöglich, den genauen Wert des Startdrehmoments anzugeben, da sich die Schaufeln (oder Kolben eines Kolbenluftmotors) im vollständig gestoppten Zustand in verschiedenen Positionen befinden können; immer nur das minimale Anlaufdrehmoment angeben.

Es ist zu beachten, dass die falsche Auswahl des Luftmotors nicht nur mit seiner Ineffizienz, sondern auch mit seinem höheren Verschleiß verbunden ist: Bei hohen Geschwindigkeiten verschleißen die Klingen schneller; bei niedrigen Drehzahlen mit hohem Drehmoment verschleißen Getriebeteile schneller.

Normale Auswahl: Sie müssen das Drehmoment M und die Drehzahl n kennen

Bei der üblichen Auslegung eines Druckluftmotors beginnt man damit, das Drehmoment bei einer bestimmten erforderlichen Drehzahl aufzubauen. Mit anderen Worten, um einen Motor auszuwählen, müssen Sie das erforderliche Drehmoment und die erforderliche Drehzahl kennen. Da, wie oben erwähnt, die maximale Leistung bei etwa der Hälfte der maximalen (freien) Drehzahl des Druckluftmotors entsteht, sollten Sie idealerweise einen Druckluftmotor wählen, der die erforderliche Drehzahl und das erforderliche Drehmoment bei einem Leistungswert nahe dem Maximum zeigt . Für jedes Gerät gibt es entsprechende Diagramme, um seine Eignung für einen bestimmten Einsatz zu bestimmen.

Ein kleiner Hinweis: Generell kann ein pneumatischer Motor gewählt werden, der bei maximaler Leistung etwas höhere Drehzahlen und Drehmomente liefert als erforderlich, und dann durch Regulierung des Drucks mit einem Druckminderer und/oder des Druckluftstroms mit einem Durchflussbegrenzer eingestellt werden.

Wenn Kraftmoment M und Geschwindigkeit n nicht bekannt sind

In einigen Fällen sind Drehmoment und Geschwindigkeit nicht bekannt, aber die erforderliche Bewegungsgeschwindigkeit der Last, das Moment des Hebels (Radiusvektor oder einfacher der Abstand vom Zentrum der Krafteinleitung) und die Leistungsaufnahme sind bekannt. Aus diesen Parametern lassen sich Drehmoment und Drehzahl berechnen:

Obwohl diese Formel nicht direkt bei der Berechnung der erforderlichen Parameter hilft, wollen wir zunächst klären, was Leistung ist (bei pneumatischen Motoren ist es Drehkraft). Leistung (Kraft) ist also das Produkt aus Masse und Erdbeschleunigung:

Woher
F ist die erforderliche Leistung [Н] (denken Sie daran, dass ),
m - Masse [kg],
g - Erdbeschleunigung [m / s²], in Moskau ≈ 9,8154 m / s²

In der Abbildung rechts hängt beispielsweise ein Gewicht von 150 kg an einer Trommel, die an der Abtriebswelle eines Druckluftmotors befestigt ist. Dies geschieht auf der Erde in der Stadt Moskau, und die Erdbeschleunigung beträgt ungefähr 9,8154 m / s². In diesem Fall beträgt die Kraft ca. 1472 kg · m / s² oder 1472 N. Wir wiederholen noch einmal, dass diese Formel nicht in direktem Zusammenhang mit den von uns angebotenen Methoden zur Auswahl von Pneumatikmotoren steht.

Drehmoment, auch bekannt als Kraftmoment, ist die Kraft, die aufgebracht wird, um das Objekt in Drehung zu versetzen. Das Kraftmoment ist das Produkt aus der Rotationskraft (berechnet nach obiger Formel) und dem Abstand vom Mittelpunkt zum Angriffspunkt (das Moment des Hebels oder einfacher der Abstand vom Mittelpunkt der Luft Motorwelle, in diesem Fall die Oberfläche der an der Welle befestigten Trommel). Wir berechnen das Kraftmoment (aka rotierend, aka Drehmoment):

Woher
M ist das erforderliche Kraftmoment (Drehmoment) [Nm],
m - Masse [kg],
g - Erdbeschleunigung [m / s²], in Moskau ≈ 9,8154 m / s²
r - Moment des Hebels (Radius von der Mitte) [m]

Wenn beispielsweise der Durchmesser von Welle + Trommel 300 mm = 0,3 m beträgt und das Hebelmoment entsprechend 0,15 m beträgt, beträgt das Drehmoment etwa 221 Nm. Das Drehmoment ist einer der notwendigen Parameter für die Auswahl eines Druckluftmotors. Mit obiger Formel kann sie aus der Kenntnis der Masse und des Moments des Hebels berechnet werden (in den allermeisten Fällen können die Unterschiede in der Erdbeschleunigung aufgrund der Seltenheit des Einsatzes von pneumatischen Motoren im Weltraum vernachlässigt werden) .

Die Rotordrehzahl eines Luftmotors kann berechnet werden, indem man die Translationsgeschwindigkeit der Last und das Moment des Hebels kennt:

Woher
n - die erforderliche Drehzahl [min -1],
v - Geschwindigkeit der Translationsbewegung der Last [m / s],
r - Moment des Hebels (Radius von der Mitte) [m],
π - konstant 3,14
In die Formel wurde ein Korrekturfaktor von 60 eingeführt, um Umdrehungen in Sekunden in Umdrehungen pro Minute umzurechnen, die in der technischen Dokumentation besser lesbar und weiter verbreitet sind.

Beispielsweise beträgt bei einer Vorwärtsgeschwindigkeit von 1,5 m / s und dem vorgeschlagenen und im vorherigen Beispiel dem Armmoment (Radius) von 0,15 m die erforderliche Wellendrehzahl etwa 96 U / min. Die Drehzahl ist ein weiterer Parameter, der für die Auswahl eines Pneumatikmotors erforderlich ist. Mit der obigen Formel kann es berechnet werden, wenn das Moment des Hebels und die Geschwindigkeit der translatorischen Bewegung der Last bekannt sind.

Woher
P ist die erforderliche Leistung [kW] (denken Sie daran, dass ),
M ist das Kraftmoment, es ist auch das Drehmoment [N · m],
n - Drehzahl [min -1],
9550 - konstant (entspricht 30 / π, um die Geschwindigkeit von Radiant / s in Umdrehungen / min umzuwandeln, multipliziert mit 1000, um Watt in Kilowatt umzuwandeln, die in der technischen Dokumentation besser lesbar und häufiger vorkommen)

Beträgt das Drehmoment beispielsweise 221 Nm bei einer Drehzahl von 96 min -1, so beträgt die erforderliche Leistung ca. 2,2 kW. Aus dieser Formel lässt sich natürlich auch die Umkehrung ableiten: um das Drehmoment bzw. die Drehzahl der Welle des Pneumatikmotors zu berechnen.

Getriebe-(Untersetzungs-)Typen

Die Welle des Pneumatikmotors ist in der Regel nicht direkt mit dem Drehaufnehmer verbunden, sondern über ein in die Struktur des Pneumatikmotors integriertes Untersetzungsgetriebe. Es gibt verschiedene Arten von Getrieben, von denen die wichtigsten Planeten-, Stirnrad- und Schneckengetriebe sind.

Planetenreduktor

Planetengetriebe zeichnen sich durch hohen Wirkungsgrad, geringes Trägheitsmoment, hohe Übersetzungsverhältnisse sowie kleine Abmessungen im Verhältnis zum erzeugten Drehmoment aus. Die Abtriebswelle befindet sich immer in der Mitte des Planetengehäuses. Die Teile des Planetengetriebes sind mit Fett geschmiert, wodurch ein Druckluftmotor mit einem solchen Getriebe in jeder gewünschten Position eingebaut werden kann.
+ kleine Einbaumaße
+ Freiheit bei der Wahl der Einbauposition
+ einfacher Flanschanschluss
+ geringes Gewicht
+ Abtriebswelle ist in der Mitte
+ hohe Arbeitseffizienz

Spiralreduzierer

Stirnradgetriebe sind zudem hocheffizient. Mehrere Untersetzungsstufen ermöglichen das Erreichen hoher Übersetzungsverhältnisse. Komfort und Flexibilität bei der Montage werden durch die zentrale Lage der Abtriebswelle und die Möglichkeit, einen Druckluftmotor mit Stirnradgetriebe sowohl am Flansch als auch an den Ständern zu montieren, erleichtert.

Allerdings werden solche Getriebe durch Spritzöl geschmiert (es gibt eine Art "Ölbad", in das die beweglichen Teile des Getriebes immer teilweise eingetaucht werden müssen), und daher muss die Position eines Luftmotors mit einem solchen Getriebe sein vorab festgelegt - unter Berücksichtigung dessen wird die richtige Ölmenge, die dem Getriebe nachgefüllt werden muss, sowie die Position der Einfüll- und Ablassstutzen bestimmt.
+ hohe Effizienz
+ einfache Montage über Flansch oder Pfosten
+ relativ günstiger Preis
- die Notwendigkeit, die Einbauposition im Voraus zu planen
- höher als bei Planeten- oder Schneckengetrieben, Gewicht

Schneckengetriebe

Schneckengetriebe Sie zeichnen sich durch einen relativ einfachen Aufbau, basierend auf einer Schraube und einem Getriebe, aus, wodurch mit Hilfe eines solchen Getriebes hohe Übersetzungen bei kleinen Bauabmessungen erreicht werden können. Allerdings ist der Wirkungsgrad eines Schneckengetriebes deutlich geringer als der eines Planeten- oder Schraubengetriebes.

Die Abtriebswelle ist im 90°-Winkel zur Luftmotorwelle gerichtet. Der Einbau eines Pneumatikmotors mit Schneckengetriebe ist sowohl durch den Flansch als auch auf Ständern möglich. Etwas kompliziert wird es aber wie bei Stirnradgetrieben dadurch, dass auch Schneckengetriebe wie Stirnradgetriebe eine Öltauchschmierung verwenden – daher muss auch bei solchen Systemen die Einbaulage vorab bekannt sein, denn es beeinflusst die in das Getriebe eingefüllte Ölmenge sowie die Position der Einfüll- und Ablassanschlüsse.
+ gering, bezogen auf die Übersetzung, Gewicht
+ relativ günstiger Preis
- relativ geringer Wirkungsgrad
- es ist notwendig, die Einbauposition im Voraus zu kennen
+/- die Abtriebswelle steht 90° zur Luftmotorwelle

Methoden zur Einstellung des Luftmotors

Die folgende Tabelle zeigt zwei Hauptarten zur Regelung des Betriebs von pneumatischen Motoren:

Betriebs- und Drehrichtungsüberwachung

Ein Druckluftmotor arbeitet, wenn Druckluft zugeführt wird und wenn Druckluft austritt. Wenn die Drehung der Welle des pneumatischen Motors nur in eine Richtung sichergestellt werden soll, sollte die Druckluftversorgung nur an einem der pneumatischen Eingänge des Geräts erfolgen; wenn es also erforderlich ist, dass sich die Welle des pneumatischen Motors in zwei Richtungen dreht, dann ist es erforderlich, für den Wechsel der Druckluftversorgung zwischen beiden Eingängen zu sorgen.

Die Zu- und Abführung der Druckluft erfolgt über Regelventile. Sie können sich in der Art der Aktivierung unterscheiden: Die gebräuchlichsten Ventile werden elektrisch gesteuert (elektromagnetisch, es handelt sich um Magnetventile, deren Öffnen oder Schließen durch Anlegen einer Spannung an eine Induktionsspule erfolgt, die den Kolben zurückzieht), pneumatisch gesteuert (wenn ein Signal Öffnen oder Schließen erfolgt durch Zufuhr von Druckluft), mechanisch (wenn das Öffnen oder Schließen mechanisch bewirkt wird, durch automatisches Drücken eines bestimmten Knopfes oder Hebels) und manuell (ähnlich wie mechanisch, außer dass das Öffnen oder Schließen des Ventils direkt erfolgt durch eine Person).

Den einfachsten Fall sehen wir natürlich bei Einweg-Pneumatikmotoren: Bei ihnen müssen Sie nur die Druckluftversorgung an einem der Eingänge sicherstellen. Es ist nicht erforderlich, den Druckluftaustritt aus dem anderen pneumatischen Anschluss des pneumatischen Motors in irgendeiner Weise zu steuern. In diesem Fall genügt es, am Drucklufteingang des Pneumatikmotors ein 2/2-Wege-Magnetventil oder ein anderes 2/2-Wege-Ventil zu installieren (beachten Sie, dass die Bauform "X / Y-Wegeventil" bedeutet, dass dieses Ventil X-Anschlüsse hat, über die das Arbeitsmedium zugeführt oder abgeführt werden kann, und Y-Positionen, in denen sich der Arbeitsteil des Ventils befinden kann). Die rechte Abbildung zeigt jedoch den Einsatz eines 3/2-Wege-Ventils (wiederum bei Einweg-Pneumatikmotoren ist es egal, welches Ventil verwendet wird - 2/2-Wege oder 3/ 2-Wege). Generell sind in der rechten Abbildung der Reihe nach von links nach rechts folgende Geräte schematisch dargestellt: Absperrventil, Druckluftfilter, Druckregler, 3/2-Wegeventil, Durchflussregler, Pneumatikmotor.

Bei doppelseitigen Motoren ist die Aufgabe etwas komplizierter. Die erste Möglichkeit besteht darin, ein einzelnes 5/3-Wege-Ventil zu verwenden - dieses Ventil hat 3 Positionen (Stopp, Vorwärts, Rückwärts) und 5 Anschlüsse (einen für den Drucklufteingang, einen für die Druckluftversorgung an jedem der beiden pneumatischen Anschlüsse des dem Luftmotor und einem weiteren zum Ablassen der Druckluft aus den gleichen beiden Anschlüssen). Natürlich hat ein solches Ventil mindestens zwei Aktuatoren - im Falle eines Magnetventils beispielsweise 2 Induktionsspulen. Die rechte Abbildung zeigt der Reihe nach von links nach rechts: 5/3-Wege-Ventil, Durchflussregler mit integriertem Rückschlagventil (damit Druckluft entweichen kann), Luftmotor, weiterer Durchflussregler mit Rückschlagventil.

Eine alternative Möglichkeit, einen 2-Wege-Luftmotor zu steuern, besteht darin, zwei separate 3/2-Wege-Ventile zu verwenden. Grundsätzlich unterscheidet sich ein solches Schema nicht von der im vorigen Absatz beschriebenen Variante mit einem 5/3-Wegeventil. Die Abbildung rechts zeigt nacheinander von links nach rechts ein 3/2-Wegeventil, einen Durchflussregler mit integriertem Rückschlagventil, einen Luftmotor, einen weiteren Durchflussregler mit integriertem Rückschlagventil und einen weiteren 3/2 -Wege-Ventil.

Geräusche stummschalten

Das vom Druckluftmotor während des Betriebs erzeugte Geräusch besteht aus mechanischen Geräuschen von beweglichen Teilen und aus dem Geräusch, das durch das Pulsieren der aus dem Motor austretenden Druckluft erzeugt wird. Der Einfluss von Geräuschen des Pneumatikmotors kann die allgemeine Geräuschkulisse am Aufstellungsort ganz merklich beeinflussen - wenn beispielsweise die Druckluft aus dem Pneumatikmotor ungehindert in die Atmosphäre entweichen kann, kann der Schalldruckpegel je nach auf dem spezifischen Gerät bis zu 100-110 dB (A ) und noch mehr.

Zunächst sollte man, wenn möglich, versuchen, den Effekt einer mechanischen Resonanz des Klangs zu vermeiden. Aber selbst unter den besten Bedingungen kann das Geräusch immer noch sehr auffällig und unangenehm sein. Um Geräusche zu eliminieren, sollten Filterschalldämpfer verwendet werden - einfache Geräte, die speziell für diesen Zweck entwickelt wurden und einen Druckluftstrom in ihrem Gehäuse und Filtermaterial abführen.

Je nach Konstruktionsmaterial werden Schalldämpfer unterteilt in solche aus gesinterter (d. h. pulverisierter und dann bei hohem Druck und Temperatur geformter / gesinterter) Bronze, Kupfer oder Edelstahl, gesinterten Kunststoffen sowie aus geflochtenem Draht eingeschlossen in einem Maschenstahl- oder Aluminiumgehäuse und auf Basis anderer Filtermaterialien hergestellt. Die ersten beiden Typen sind in der Regel sowohl hinsichtlich der Bandbreite als auch der Größe klein und kostengünstig. Solche Schalldämpfer werden normalerweise am oder in der Nähe des Luftmotors selbst installiert. Beispiele hierfür sind unter anderem.

Drahtgeflecht-Schalldämpfer können eine sehr große Durchflussleistung (auch um Größenordnungen höher als der Druckluftbedarf des größten Pneumatikmotors), große Anschlussdurchmesser (aus unserem Angebot, bis zu einem 2"-Gewinde) aufweisen. Draht-Schalldämpfer, wie z In der Regel verschmutzen sie viel langsamer, lassen sich effizient und immer wieder regenerieren - sind aber leider meist viel teurer als Sinterbronze oder Kunststoff.

Wenn es um die Platzierung von Schalldämpfern geht, gibt es zwei Hauptoptionen. Am einfachsten ist es, den Schalldämpfer direkt auf den Luftmotor zu schrauben (ggf. über einen Adapter). Zum einen unterliegt die Druckluft am Ausgang des Pneumatikmotors jedoch in der Regel ziemlich starken Pulsationen, die sowohl den Wirkungsgrad des Schalldämpfers als auch möglicherweise seine Lebensdauer verringern. Zweitens entfernt der Schalldämpfer das Geräusch überhaupt nicht, sondern reduziert es nur - und wenn der Schalldämpfer auf das Gerät gesetzt wird, wird das Geräusch wahrscheinlich immer noch ziemlich laut sein. Daher sollten, wenn möglich und gewünscht, zur Minimierung des Schalldruckpegels folgende Maßnahmen einzeln oder in Kombination mit folgenden Maßnahmen ergriffen werden: 1) eine Art Expansionskammer zwischen Pneumatikmotor und Schalldämpfer einbauen, die die Pulsieren der Druckluft, 2) den Schalldämpfer über einen weichen flexiblen Schlauch anschließen, der dem gleichen Zweck dient, und 3) den Schalldämpfer an einen Ort bringen, an dem das Geräusch niemanden stört.

Es ist auch zu bedenken, dass die anfänglich unzureichende Kapazität des Schalldämpfers (aufgrund eines Auswahlfehlers) oder seine (teilweise) Verstopfung durch Verschmutzung während des Betriebs zu einem erheblichen Widerstand des Schalldämpfers gegen den abströmenden Druckluftstrom führen kann - was, führt wiederum zu einer Abnahme der Leistung des Pneumatikmotors. Wählen Sie (einschließlich Rücksprache mit uns) einen Schalldämpfer mit ausreichender Kapazität und überwachen Sie dann während des Betriebs seinen Zustand!

Der von der französischen Firma Motor Development International (MDI) entwickelte AIRPod wird mit Druckluft betrieben. Obwohl es seit 2009 produziert wird, sorgte es lange Zeit nur für ein herablassendes Lächeln bei allen (mit Ausnahme von Umweltfans). Tatsächlich konnte er zunächst nur in warmen Klimazonen betrieben werden: Der Anfang der 1990er Jahre entwickelte Luftpropellermotor startete nicht bei niedrigen Temperaturen. Und obwohl bereits ein Druckluftheizsystem entwickelt wurde, das die Geographie der AIRPod-Anwendung erweitert, kann es nur in Hawaii (USA) erworben werden.

Roadshow

Im Frühjahr 2015 veranstaltete das unabhängige Unternehmen ZPM (Zero Pollution Motor - "Zero Pollution Motor") zur Hauptsendezeit des amerikanischen Fernsehsenders ABC eine öffentliche Roadshow - eine Präsentation, die Investoren anlocken sollte (wörtlich übersetzt ins Russische als "Roadshow"). ZPM kaufte von den Franzosen das Recht, das neue Modell AIRPod herzustellen und zu verkaufen - bisher nur auf Hawaii, ausgewählt als "Einführungsmarkt".

Das Projekt einer Fabrik zur Herstellung umweltfreundlicher Autos wurde von zwei ZPM-Gesellschaftern präsentiert - dem berühmten amerikanischen Sänger Pat Boone (seine Karriere erreichte ihren Höhepunkt in den 1950er Jahren) und dem Filmproduzenten Eitan Tucker ("Shrek", "Seven Years in Tibet", etc.). Sie boten potenziellen Investoren (sogenannten „Business Angels“) 50 % der ZPM-Aktien für 5 Millionen US-Dollar an.

Die Anleger hatten es nicht eilig zu berappen. Gleichzeitig sagte Robert Herjavets, der als der vielversprechendste von ihnen galt, der Eigentümer und Gründer des kanadischen IT-Unternehmens Herjavec Group, dass er sich für den Verkauf von AIRPods nicht in einem bestimmten Bundesstaat, sondern in den gesamten Vereinigten Staaten interessiere. So verhandelt das ZPM-Management derzeit mit den Franzosen über eine Erweiterung des Vertriebsgebietes.

Ökologie des Verbrauchs Motor: Das indische Unternehmen Tata, weltweit bekannt für die Herstellung von Billigfahrzeugen, hat das weltweit erste Serienauto mit Druckluftmotor auf den Markt gebracht.

Das indische Unternehmen Tata, weltweit bekannt für die Herstellung von Billigfahrzeugen, hat das weltweit erste Serienauto mit einem druckluftbetriebenen Motor auf den Markt gebracht.

Der Tata OneCAT wiegt 350 kg und kann mit einer Druckluftversorgung von bis zu 300 Atmosphären 130 km zurücklegen und auf 100 km/h beschleunigen.

Wie die Entwickler anmerken, ist es möglich, solche Indikatoren nur mit den maximal gefüllten Tanks zu erreichen, wobei eine Abnahme der Luftdichte zu einer Abnahme der Höchstgeschwindigkeit führt.

Zum Befüllen der vier Kohlefaser-Zylinder, die sich unter dem Boden des Wagens befinden, 2 lang und ein viertel Meter Durchmesser, werden jeweils 400 Liter Druckluft mit einem Druck von 300 bar benötigt. Außerdem können Sie den Tata OneCAT sowohl an der Kompressorstation (dauert 3-4 Minuten) als auch an einer Haushaltssteckdose betanken. Im letzteren Fall dauert das „Aufpumpen“ mit Hilfe des im Auto eingebauten Mini-Kompressors drei bis vier Stunden.

Übrigens explodieren Kohlefaserzylinder bei Beschädigung nicht, sondern knacken nur und geben Luft ab.

Im Gegensatz zu Elektrofahrzeugen mit Batterien, die Probleme mit der Entsorgung und einer geringen Effizienz des Lade-Entlade-Zyklus haben (von 50% bis 70% je nach Höhe der Lade- und Entladeströme), ist ein Druckluftauto recht wirtschaftlich und umweltfreundlich.

"Luftkraftstoff" ist relativ günstig, umgerechnet auf Benzinäquivalent stellt sich heraus, dass das Auto etwa einen Liter pro 100 Kilometer verbraucht.

Luftfahrzeuge haben in der Regel kein Getriebe, da der Luftmotor sofort das maximale Drehmoment liefert – auch im Stand. Darüber hinaus benötigt der Luftmotor praktisch keine Prophylaxe: Die Standardlaufleistung zwischen zwei technischen Inspektionen beträgt 100.000 km und Öle - ein Liter Öl reicht für 50.000 km Lauf (für ein normales Auto etwa 30 Liter Öl wäre nötig).

Der Tata OneCAT hat einen 700-cm³-Vierzylindermotor und wiegt nur 35 kg. Es funktioniert nach dem Prinzip, Druckluft mit äußerer, atmosphärischer Luft zu mischen. Dieses Aggregat ähnelt einem herkömmlichen Verbrennungsmotor, aber seine Zylinder haben unterschiedliche Durchmesser - zwei kleine, treibende und zwei große, funktionierende. Bei laufendem Motor wird Außenluft in kleine Zylinder gesaugt, dort von Kolben verdichtet und erwärmt und dann in zwei Arbeitszylinder geschoben, wo sie mit kalter Druckluft aus dem Tank vermischt wird. Dadurch dehnt sich das Luftgemisch aus und treibt die Arbeitskolben an, die wiederum die Kurbelwelle des Motors starten.

Da bei einem solchen Motor keine Verbrennung stattfindet, wird am Ausgang nur reine Abgasluft erhalten.

Bei der Berechnung der Gesamtenergieeffizienz in der Kette "Raffinerie - Auto" für drei Antriebsarten - Benzin, Elektro und Luft - stellten die Entwickler fest, dass der Wirkungsgrad des Luftantriebs mit 20 % mehr als doppelt so hoch ist wie der Wirkungsgrad von ein Standard-Benziner und eineinhalb Mal - Effizienz des Elektroantriebs. Darüber hinaus kann Druckluft für die zukünftige Verwendung mit instabilen erneuerbaren Energiequellen wie Windkraftanlagen gespeichert werden – dann können Sie noch mehr Effizienz erzielen.

Wie die Entwickler anmerken, sinkt die Energiereserve des pneumatischen Antriebs bei einer Temperatur von -20 ° C ohne weitere schädliche Auswirkungen auf den Betrieb um 10 %, während sich die Energiereserve der elektrischen Batterien um etwa das Doppelte verringert.

Außerdem hat die im Luftmotor verbrauchte Luft eine niedrige Temperatur und kann an heißen Tagen zur Kühlung des Fahrzeuginnenraums verwendet werden. Der Besitzer eines Tata OneCAT muss in der kalten Jahreszeit nur Energie für das Heizen des Autos aufwenden.

Das schlichte Design des Tata OneCAT wurde in erster Linie für den Einsatz in Taxis konzipiert. veröffentlicht