Opracowany przez francuską firmę Motor Development International (MDI), AIRPod jest zasilany sprężonym powietrzem. Choć produkowany od 2009 roku, przez długi czas wywoływał jedynie protekcjonalny uśmiech u wszystkich (z wyjątkiem fanów ekologii). Rzeczywiście, początkowo mógł być eksploatowany tylko w ciepłym klimacie: silnik śmigłowy opracowany na początku lat 90. nie uruchamiał się w niskich temperaturach. I choć system ogrzewania sprężonym powietrzem został już opracowany, rozszerzając geografię aplikacji AIRPod, można go kupić tylko na Hawajach (USA).

Pokaz drogowy

Wiosną 2015 roku niezależna firma ZPM (Zero Pollution Motor – „Zero Pollution Motor”) zorganizowała publiczną roadshow w czasie największej oglądalności amerykańskiego kanału telewizyjnego ABC – prezentację mającą na celu przyciągnięcie inwestorów (dosłownie przetłumaczona na język rosyjski jako "pokaz drogowy"). ZPM kupił od Francuzów prawo do produkcji i sprzedaży nowego modelu AIRPod - na razie tylko na Hawajach, wybranego jako "rynek startowy".

Projekt zakładu do produkcji samochodów przyjaznych dla środowiska został przedstawiony przez dwóch udziałowców ZPM - słynnego amerykańskiego piosenkarza Pata Boone'a (jego szczyt kariery przypada na lata 50. XX wieku) i producenta filmowego Eitana Tuckera („Shrek”, „Siedem lat w Tybecie”), itp.). Zaoferowali potencjalnym inwestorom (tzw. „aniołowie biznesu”) 50% akcji ZPM za 5 mln dolarów.

Inwestorzy nie spieszyli się z wypłatą. Jednocześnie Robert Herjavets, uważany za najbardziej obiecującego z nich, właściciel i założyciel kanadyjskiej firmy informatycznej Herjavec Group, powiedział, że interesuje go sprzedaż AIRPodów nie w jednym stanie, ale w całych Stanach Zjednoczonych. Tak więc obecnie kierownictwo ZPM negocjuje z Francuzami rozszerzenie obszaru sprzedaży.

Grupa naszych specjalistów pracuje nad rozwojem pneumatycznych napędów ruchu w zakresie ich zastosowania w transporcie drogowym oraz w napędach różnych maszyn roboczych. Wykonali w tym kierunku bardzo dużo pracy, ale najpierw możemy powiedzieć kilka słów o aktualnym światowym trendzie w tym kierunku.

Pojazdy na sprężone powietrze.

Indyjski producent samochodów Tata bada możliwość stworzenia super ekologicznego lekkiego transportu wykorzystującego sprężone powietrze, podpisał umowę z francuską firmą MDI, która opracowuje przyjazne dla środowiska silniki wykorzystujące jako paliwo wyłącznie sprężone powietrze. Tata nabył prawa do tych technologii dla Indii i obecnie bada, gdzie i jak można je wykorzystać. Tata od dawna przygotowuje społeczeństwo do przyjaznego dla środowiska transportu, który staje się coraz bardziej powszechny w Indiach, gdzie panuje prawdziwy boom samochodowy.

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

A oto kolejna sensacja indyjskich producentów. Rozpoczynają seryjną produkcję modelu Nano OneCAT, który będzie miał sprężone powietrze zamiast silnika benzynowego. Deklarowana cena rewolucyjnej nowości wynosi około pięciu tysięcy dolarów. Pod siedzeniem kierowcy Nano znajduje się akumulator, a pasażer z przodu siedzi bezpośrednio na zbiorniku paliwa. Jeśli napełnisz samochód powietrzem na stacji kompresorowej, zajmie to od trzech do czterech minut. „Pompowanie” za pomocą minikompresora zasilanego z gniazdka trwa od trzech do czterech godzin. „Paliwo lotnicze” jest stosunkowo tanie: po przeliczeniu na ekwiwalent benzyny okazuje się, że samochód zużywa około litra na 100 kilometrów.

Ekologiczna mikrociężarówka Gator firmy Engineair, pierwszy australijski pojazd na sprężone powietrze, który wszedł do użytku komercyjnego, niedawno objął służbę w Melbourne. Nośność tego wózka to 500 kg. Objętość butli powietrznych wynosi 105 litrów. Przebieg na jednej stacji benzynowej - 16 km. W takim przypadku tankowanie trwa kilka minut. Podczas gdy ładowanie podobnego pojazdu elektrycznego z sieci zajęłoby wiele godzin. Ponadto akumulatory są droższe od butli, znacznie cięższe od nich i stanowią zanieczyszczenie środowiska po wyczerpaniu zasobu i podczas eksploatacji.

Tego typu samochody już pracują w klubach golfowych. Nie ma lepszego sposobu na przemieszczanie graczy po boisku, ponieważ to samo powietrze działa jak spaliny samochodu pneumatycznego.

Idea napędu pneumatycznego jest prosta - samochód napędzany jest nie mieszanką benzyny, która spala się w cylindrach silnika, ale silnym przepływem powietrza z cylindra (ciśnienie w cylindrze wynosi około 300 atmosfer). Te samochody nie mają zbiorników paliwa, baterii ani paneli słonecznych. Nie potrzebują wodoru, oleju napędowego ani benzyny. Niezawodność? Tak, prawie nie ma nic do złamania.

Możesz więc zorganizować przejazd samochodem osobowym według systemu Di Pietro. Dwa obrotowe silniki pneumatyczne, po jednym na koło. I żadnej przekładni – w końcu silnik pneumatyczny natychmiast dostarcza maksymalny moment obrotowy – nawet na postoju i obraca się do całkiem przyzwoitych obrotów, więc nie potrzebuje specjalnej przekładni ze zmiennym przełożeniem. Cóż, prostota projektu to kolejny plus za cały pomysł.

Silnik powietrzny ma jeszcze jedną ważną zaletę: praktycznie nie wymaga profilaktyki, standardowy przebieg między dwoma przeglądami technicznymi to nie mniej niż 100 tysięcy kilometrów.

Dużym plusem samochodu pneumatycznego jest to, że praktycznie nie potrzebuje oleju - litr „smaru” wystarcza na silnik na 50 tysięcy kilometrów (dla normalnego samochodu potrzeba około 30 litrów oleju). Nie potrzeba pneumatycznego auta i klimatyzacji – powietrze wydmuchiwane przez silnik ma temperaturę od zera do piętnastu stopni Celsjusza. To wystarczy, aby schłodzić kabinę, co jest ważne w gorących Indiach, gdzie planowana jest produkcja samochodu.

Stany muszą zbudować model CityCAT. To sześcioosobowy samochód osobowy z dużym bagażnikiem. Masa auta 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 jednym sprężonym powietrzu i będzie mógł przyspieszać do 56 kilometrów na godzinę.

4 butle wykonane z tworzywa sztucznego wzmocnionego włóknem węglowym z powłoką z kevlaru, każda o długości 2 i średnicy ćwierć metra, znajdują się pod dnem i mieszczą 400 litrów sprężonego powietrza pod ciśnieniem 300 barów. Powietrze pod wysokim ciśnieniem jest do nich wpompowywane w specjalnych stacjach sprężarek lub wytwarzane przez sprężarkę pokładową po podłączeniu do standardowej 220-woltowej sieci energetycznej. 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 energii elektrycznej odpowiada kosztowi półtora litra benzyny. Samochód na sprężone powietrze ma wiele zalet w porównaniu z samochodem elektrycznym: jest znacznie lżejszy, ładuje się dwa razy szybciej i ma podobną rezerwę mocy.

Pneumatyczne taksówki CityCAT i MiniCAT firmy Motor Development International.

Konstruktorzy silników lotniczych w MDI obliczyli całkowitą sprawność w łańcuchu rafineria-samochód dla trzech rodzajów napędu - benzynowego, elektrycznego i pneumatycznego. I okazało się, że sprawność napędu powietrznego wynosi 20 procent, czyli ponad dwukrotnie więcej niż sprawność standardowego silnika benzynowego i półtora raza sprawność napędu elektrycznego. Ponadto równowaga ekologiczna wygląda jeszcze lepiej, jeśli korzystasz z odnawialnych źródeł energii.

Tymczasem, jak podaje firma MDI, w samej Francji zebrano już ponad 60 tys. zamówień przedpremierowych na pojazd powietrzny. Austria, Chiny, Egipt i Kuba zamierzają wybudować zakłady do jego produkcji. Władze stolicy Meksyku wykazały duże zainteresowanie nowym produktem: jak wiadomo, Mexico City jest jednym z najbardziej zanieczyszczonych megamiast na świecie, więc ojcowie miasta zamierzają zastąpić wszystkie 87 tys. taksówek benzynowych i wysokoprężnych ekologicznymi francuskimi samochodami tak szybko, jak to możliwe.

Analitycy uważają, że samochód na sprężone powietrze, bez względu na to, kto go stworzył (Tata, Engineair, MDI czy inni), może równie dobrze zajmować wolną niszę na rynku, podobnie jak pojazdy elektryczne, które zostały już opracowane lub są dopiero testowane przez innych producentów.

Napęd pneumatyczny, plusy i minusy. Wnioski na podstawie pracy naszych specjalistów

Pojazdy pneumatyczne – ten temat w zasadzie nie jest tak obiecujący, jak mówią o nim „eksperci” indyjscy, francuscy czy amerykańscy, choć ma pewne zalety.

Sam siłownik pneumatyczny nie rozwiązuje problemów z paliwem. Faktem jest, że zapas energii sprężonego powietrza jest bardzo mały i taki napęd jest w stanie skutecznie rozwiązać problem paliwowy tylko dla niektórych typów samochodów: minisamochodów osobowych i towarowych, wózków widłowych i najlżejszych samochodów miejskich (np. specjalnych taksówki). I nic więcej, jeśli mówimy o napędzie czysto pneumatycznym, a nie hybrydowym (napęd hybrydowy to równoległy, ale zupełnie osobny temat).

Opracowując napęd pneumatyczny maszyny, trzeba mieć do czynienia nie z silnikiem pneumatycznym, ale z napędem pneumatycznym - całym układem, w którym silnik pneumatyczny jest tylko integralną częścią. Dobry siłownik pneumatyczny powinien zawierać kilka oddzielnych elementów:

1. Właściwy silnik pneumatyczny to wielotrybowy silnik tłokowy lub obrotowy (prawdopodobnie o oryginalnej konstrukcji), który zapewnia wysoki i zmienny ciąg właściwy (moment obrotowy) przy dowolnej prędkości i utrzymując niezmiennie wysoką sprawność objętościową (80-90%) .

2. System przygotowania wlotu sprężonego powietrza do cylindrów silnika, który zapewnia automatyczne ustawienie ciśnienia, dawki i fazowanie porcji powietrza kierowanych do cylindrów silnika.

3. Automat do kontroli obciążenia i prędkości wozu pneumatycznego - steruje silnikiem pneumatycznym i układem przygotowania dopływu sprężonego powietrza do jego cylindrów zgodnie z żądaniami operatora maszyny o prędkość jej ruchu i obciążenie napędu pneumatycznego.

Taki siłownik pneumatyczny nie będzie miał żadnych stałych charakterystyk. Wszystkie jego cechy - moc, moment obrotowy, prędkość - zmieniają się automatycznie od zera do maksimum, w zależności od warunków pracy i obciążenia do pokonania. Dodatkowo może mieć odwracalność skoku i pneumatyczny mechanizm wymuszonego hamowania typu retarder.

Tylko takie zintegrowane podejście do rozwiązania problemu napędu pneumatycznego sprawi, że będzie on maksymalnie wydajny, niezwykle ekonomiczny i nie wymaga stosowania różnych układów pomocniczych, takich jak sprzęgło czy skrzynia biegów. Jest również w stanie zwiększyć sprawność układu pneumatycznego o 15-30% w porównaniu ze światowymi analogami.

W przypadku maszyny prototypowej z napędem pneumatycznym najlepiej użyć specjalnie do tego przeznaczonego wózka widłowego. Ta maszyna będzie mogła pokazać się zarówno w ruchu, jak i w pracy. W przypadku wózka widłowego łatwiej jest wykonać panele licowe niż nadwozie samochodu, a poza tym wózek widłowy jest zasadniczo ciężką maszyną i waga stalowych butli na sprężone powietrze nie będzie mu przeszkadzać, a lekkie butle z włókna węglowego i kevlaru na pierwszym etapie prac będzie kosztować więcej niż cały samochód. Nie bez znaczenia będzie również fakt, że będziemy mogli korzystać z poszczególnych jednostek maszyny z seryjnych wózków widłowych, a to przyspieszy pracę.

Ponadto wózek widłowy jest jedną z niewielu maszyn, które warto wykonać z napędem pneumatycznym, zwłaszcza jako prototyp.

Taka maszyna z napędem pneumatycznym ma pewne zalety w stosunku do swoich odpowiedników spalinowych i elektrycznych: - przy produkcji seryjnej będzie tańsza w produkcji, - zapas energii w cylindrach jest podobny jak w akumulatorach elektrycznego wózka widłowego, - cylinder czas ładowania to kilka minut, a czas ładowania akumulatorów to 6-8 godzin, - napęd pneumatyczny jest praktycznie niewrażliwy na zmiany temperatury powietrza otoczenia - przy wzroście temperatury do +50º zapas energii wzrasta o 10% a przy dalszym wzroście temperatury otoczenia zapas energii napędu pneumatycznego tylko rośnie bez szkodliwych skutków (jak w przypadku silnika wysokoprężnego, który jest podatny na przegrzanie). Gdy temperatura spadnie do -20º, zapas energii napędu pneumatycznego zmniejszy się o 10% bez innych szkodliwych skutków dla jego pracy, natomiast zapas energii akumulatorów elektrycznych zmniejszy się 2 razy, a silnik Diesla może się nie uruchomić taka zimna pogoda. Gdy temperatura otoczenia spada do -50º, akumulatory i silniki wysokoprężne praktycznie nie pracują bez specjalnych poprawek, a napęd pneumatyczny traci tylko około 25% rezerwy energii. - taki napęd pneumatyczny może zapewnić znacznie szerszy zakres pracy trakcyjno-prędkościowej niż silniki trakcyjne elektrycznych wózków widłowych lub przekładnie hydrokinetyczne wózków spalinowych.

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

Napełnianie pneumatyczne nie wymaga dostawy i przerobu paliwa – jest wokół nas i jest całkowicie bezpłatne. Wymagane jest tylko zasilanie.

Tankowanie pojazdów pneumatycznych w każdym domu to rzecz absolutnie realna, tylko koszt tankowania pojazdu pneumatycznego w domu będzie nieco wyższy niż na głównej stacji pneumatycznej.

Jeśli chodzi o doładowanie samochodu pneumatycznego podczas hamowania lub zjazdu z góry (tzw. odzyskiwanie energii), ze względów technicznych jest to albo bardzo trudne, albo nieopłacalne ekonomicznie.

Problem odzysku energii w pojazdach z napędem pneumatycznym jest znacznie trudniejszy do rozwiązania niż w pojazdach elektrycznych.

Jeżeli energia jest odzyskiwana (wykorzystując hamowanie pojazdu lub jego hamowanie podczas jazdy w dół) za pomocą prądnicy i sprężarki, to łańcuch rekuperacji okazuje się znacznie dłuższy: prądnica – akumulator – przekształtnik – silnik elektryczny – sprężarka. W takim przypadku moc rekuperatora (systemu rekuperacji jako całości i wszystkich jego elementów osobno) powinna wynosić około połowy mocy silnika pneumatycznego maszyny.

W samochodzie pneumatycznym mechanizm odzyskiwania energii jest znacznie bardziej skomplikowany i droższy niż w samochodzie elektrycznym. Faktem jest, że generator pojazdu elektrycznego, związany z odzyskiem energii, niezależnie od trybu hamowania samochodu, zwraca energię do akumulatorów o stabilnym napięciu. W takim przypadku aktualna siła zależy od trybu hamowania i nie odgrywa szczególnej roli w ładowaniu akumulatora. To właśnie ten proces jest bardzo trudny do zrealizowania w napędzie pneumatycznym.

W odzysku energii napędu pneumatycznego analogiem napięcia jest ciśnienie, a analogiem siły prądu jest wydajność sprężarki. I obie te wartości są zmienne w zależności od trybu hamowania.

Aby było jaśniej, rekuperacja nie nastąpi, jeśli ciśnienie w cylindrach wyniesie 300 atmosfer, a sprężarka w wybranym trybie hamowania wytwarza tylko 200 atmosfer. Jednocześnie tryb hamowania jest dobierany przez kierowcę indywidualnie w każdym konkretnym przypadku i dostosowywany do warunków jazdy, a nie do sprawnej pracy rekuperatora.

Z odzyskiem energii w pojazdach pneumatycznych wiążą się inne problemy.

Tak więc napęd pneumatyczny może być dość ograniczony w rozwoju bardzo wąskiej gamy małych samochodów – tych samych dostawczych, lekkich mini-autów miejskich i klubowych.

Model otwartego mikrosamochodu lub mikrosamochodu działającego na sprężone powietrze. Idealny pojazd do małych miasteczek i wsi w gorącym klimacie. Absolutnie czysty wydech - czyste chłodne powietrze, które można skierować, aby stworzyć mikroklimat dla pasażerów. Wysoce ekonomiczny zautomatyzowany napęd pneumatyczny jego ruchu zapewnia maksymalną wydajność i automatyzację sterowania jego ruchem, niezależnie od zmiany wartości obciążenia zewnętrznego – oporu ruchu. Oryginalny silnik pneumatyczny o zmiennym momencie obrotowym nie wymaga skrzyni biegów. Sprawność tego siłownika pneumatycznego jest o 20% wyższa niż w przypadku istniejących podobnych siłowników pneumatycznych innych producentów i jest jak najbardziej zbliżona do teoretycznej granicy wykorzystania energii zgromadzonej w sprężonym powietrzu w cylindrach maszyny.

Silniki pneumatyczne (silniki pneumatyczne)

Silniki pneumatyczne, są to również silniki pneumatyczne, to urządzenia przetwarzające energię sprężonego powietrza na pracę mechaniczną. W szerokim sensie mechaniczna praca silnika pneumatycznego jest rozumiana jako ruch liniowy lub obrotowy – jednak silniki pneumatyczne, które wytwarzają liniowy ruch posuwisto-zwrotny, są częściej określane jako cylindry pneumatyczne, a termin „silnik powietrzny” jest zwykle kojarzony z wałem obrót. Z kolei rotacyjne silniki pneumatyczne dzielą się, zgodnie z zasadą ich działania, na łopatkowe (są też łopatkowe) i tłokowe - Parker produkuje oba typy.

Uważamy, że wielu odwiedzających naszą stronę nie jest gorszych od tego, czym jest silnik powietrzny, czym są, jak je dobierać i innymi kwestiami związanymi z tymi urządzeniami. Tacy goście zapewne chcieliby przejść od razu do informacji technicznych o oferowanych przez nas silnikach pneumatycznych:

• Seria P1V-P: tłok promieniowy, 74 ... 228 W
• Seria P1V-M: płyta, 200 ... 600 W
• Seria P1V-S: płyta, 20 ... 1200 W, stal nierdzewna
• Seria P1V-A: płytkowa, 1,6 ... 3,6 kW
• Seria P1V-B: płytkowa, 5,1 ... 18 kW

Dla naszych gości, którzy nie są tak obeznani z silnikami pneumatycznymi przygotowaliśmy na ich temat kilka podstawowych informacji o charakterze referencyjnym i teoretycznym, które mamy nadzieję mogą się komuś przydać:

Silniki pneumatyczne istnieją od około dwóch stuleci i są obecnie dość szeroko stosowane w sprzęcie przemysłowym, narzędziach ręcznych, lotnictwie (jako rozruszniki) iw niektórych innych dziedzinach.

Są też przykłady zastosowania silników pneumatycznych w budowie pojazdów na sprężone powietrze – najpierw u zarania motoryzacji w XIX wieku, a później, w okresie zainteresowania silnikami samochodowymi „bezolejowymi” od lat 80. XX wieku – niestety ten drugi rodzaj aplikacji wciąż wydaje się mało obiecujący.

Głównymi „konkurentami” silników powietrznych są silniki elektryczne, które mają zastosowanie w tych samych obszarach, co silniki pneumatyczne. Można zauważyć następujące ogólne zalety silników pneumatycznych nad elektrycznymi:
- silnik pneumatyczny zajmuje mniej miejsca niż odpowiadający mu pod względem podstawowych parametrów silnik elektryczny
- silnik pneumatyczny jest zwykle kilka razy lżejszy niż odpowiadający mu silnik elektryczny
- silniki pneumatyczne bez problemu wytrzymują wysokie temperatury, silne wibracje, wstrząsy i inne czynniki zewnętrzne
- większość silników pneumatycznych jest w pełni przystosowana do stosowania w niebezpiecznych obszarach instalacji i posiada certyfikat ATEX
- silniki pneumatyczne są znacznie bardziej odporne na rozruchy/zatrzymania niż silniki elektryczne
- konserwacja silników pneumatycznych jest znacznie łatwiejsza niż elektrycznych
- silniki pneumatyczne standardowo wyposażone są w suw powrotny
- generalnie silniki pneumatyczne są znacznie bardziej niezawodne niż silniki elektryczne - ze względu na prostą konstrukcję i małą liczbę ruchomych części

Oczywiście pomimo tych zalet dość często jednak zastosowanie silników elektrycznych okazuje się bardziej efektywne zarówno z technicznego, jak i ekonomicznego punktu widzenia; jednak tam, gdzie nadal używany jest napęd pneumatyczny, jest to zwykle spowodowane jedną lub kilkoma z powyższych zalet.

Zasada działania i urządzenie lamelarnego silnika pneumatycznego

Zasada działania silnika pneumatycznego łopatkowego
1 - korpus wirnika (cylinder)
2 - wirnik
3 - łopatka
4 - sprężyna (popycha ostrza)
5 - kołnierz końcowy z łożyskami

Oferujemy silniki pneumatyczne dwóch typów: tłokowe i łopatkowe (są też łopatkowe); jednocześnie te ostatnie są prostsze, bardziej niezawodne, doskonałe, aw konsekwencji rozpowszechnione. Ponadto są one zwykle mniejsze niż silniki pneumatyczne tłokowe, co ułatwia ich montaż w zwartych korpusach, które z nich korzystają. Zasada działania silnika elektrycznego łopatkowego jest praktycznie przeciwieństwem zasady działania sprężarki łopatkowej: w sprężarce podanie obrotów (z silnika elektrycznego lub spalinowego) na wał powoduje obrót wirnika z ostrza wystające z rowków, a tym samym zmniejszające komory sprężania; W silniku pneumatycznym do łopatek doprowadzane jest sprężone powietrze, które powoduje obrót wirnika – czyli energia sprężonego powietrza zamieniana jest na pracę mechaniczną w silniku powietrznym (ruch obrotowy wału).

Łopatkowy silnik powietrzny składa się z obudowy cylindra, w której wirnik jest osadzony na łożyskach – ponadto nie jest on umieszczony bezpośrednio w środku wnęki, ale z przesunięciem względem niej. Na całej długości wirnika wycinane są rowki, w które wkładane są ostrza wykonane z grafitu lub innego materiału. Łopatki są wyciągane ze szczelin wirnika pod wpływem działania sprężyn, dociskając do ścianek korpusu i tworząc wnękę pomiędzy ich powierzchnią, korpusem i wirnikiem - komorę roboczą.

Sprężone powietrze podawane jest do wlotu komory roboczej (może być zasilane z obu stron) i popycha łopaty wirnika, co z kolei powoduje obrót wirnika. Sprężone powietrze przepływa we wnęce pomiędzy płytami a powierzchniami obudowy i wirnika do wylotu, przez który jest odprowadzane do atmosfery. W pneumatycznych silnikach łopatkowych moment obrotowy determinowany jest przez pole powierzchni łopatek, na które działa ciśnienie powietrza oraz poziom tego ciśnienia.

Jak wybrać silnik pneumatyczny?

n	prędkość
m	moment obrotowy
P	moc
Q	Zużycie SzhV
	Możliwy tryb pracy
	Optymalny tryb pracy
	Wysokie zużycie (nie zawsze)

Dla każdego silnika pneumatycznego można sporządzić wykres przedstawiający zależność momentu obrotowego M i mocy P oraz zużycia sprężonego powietrza Q od prędkości obrotowej n (przykład na rysunku po prawej).

Jeśli silnik pracuje na biegu jałowym lub obraca się swobodnie bez obciążenia wału wyjściowego, nie wytwarza żadnej mocy. Zazwyczaj maksymalna moc powstaje, gdy silnik jest hamowany do około połowy jego maksymalnej prędkości obrotowej.

Jeśli chodzi o moment obrotowy, to również wynosi zero w trybie swobodnego obrotu. Natychmiast po rozpoczęciu hamowania silnikiem (gdy występuje obciążenie) moment obrotowy zaczyna rosnąć liniowo aż do zatrzymania silnika. Nie można jednak wskazać dokładnej wartości momentu rozruchowego - z tego powodu, że łopatki (lub tłoki silnika pneumatycznego tłoka) mogą znajdować się w różnych pozycjach po całkowitym zatrzymaniu; zawsze wskazywać tylko minimalny moment rozruchowy.

Należy zauważyć, że niewłaściwy dobór silnika pneumatycznego jest obarczony nie tylko jego nieefektywnością, ale także większym zużyciem: przy dużych prędkościach ostrza zużywają się szybciej; przy niskich prędkościach i wysokim momencie obrotowym części przekładni zużywają się szybciej.

Wybór normalny: musisz znać moment obrotowy M i prędkość n

W zwykłym podejściu do wymiarowania silnika pneumatycznego, zaczyna się od ustalenia momentu obrotowego przy określonej wymaganej prędkości. Innymi słowy, aby wybrać silnik, musisz znać wymagany moment obrotowy i prędkość. Ponieważ, jak zauważyliśmy powyżej, maksymalna moc rozwija się przy około ½ maksymalnej (swobodnej) prędkości silnika pneumatycznego, najlepiej wybrać silnik powietrzny, który pokazuje wymaganą prędkość i moment obrotowy przy wartości mocy bliskiej maksymalnej. Dla każdej jednostki istnieją odpowiednie wykresy określające jej przydatność do konkretnego zastosowania.

Mała podpowiedź: Generalnie można dobrać silnik pneumatyczny, który przy maksymalnej mocy zapewnia nieco wyższą od wymaganej prędkość i moment obrotowy, a następnie regulować ciśnienie za pomocą reduktora ciśnienia i/lub przepływu sprężonego powietrza za pomocą ogranicznika przepływu.

Jeżeli moment siły M i prędkość n nie są znane

W niektórych przypadkach moment obrotowy i prędkość nie są znane, ale wymagana prędkość ruchu ładunku, moment dźwigni (wektor promienia lub prościej odległość od środka przyłożenia siły) i pobór mocy są znane. Na podstawie tych parametrów można obliczyć moment obrotowy i prędkość:

Po pierwsze, chociaż ten wzór nie pomaga bezpośrednio w obliczeniu wymaganych parametrów, wyjaśnijmy, czym jest moc (w przypadku silników pneumatycznych jest to siła obrotowa). Tak więc moc (siła) jest iloczynem masy i przyspieszenia ziemskiego:

Gdzie
F to wymagana moc [Н] (pamiętaj, że ),
m - masa [kg],
g - przyspieszenie ziemskie [m/s²], w Moskwie ≈ 9,8154 m/s²

Na przykład na ilustracji po prawej stronie ładunek o wadze 150 kg jest zawieszony na bębnie przymocowanym do wału wyjściowego silnika pneumatycznego. Dzieje się to na Ziemi, w mieście Moskwa, a przyspieszenie grawitacyjne wynosi około 9,8154 m/s². W tym przypadku siła wynosi ok. 1472 kg·m/s², czyli 1472 N. Jeszcze raz powtarzamy, że ten wzór nie jest bezpośrednio związany z oferowanymi przez nas metodami doboru silników pneumatycznych.

Moment obrotowy, znany również jako moment siły, to siła przyłożona do wprawienia obiektu w ruch. Moment siły jest iloczynem siły obrotowej (obliczonej według powyższego wzoru) i odległości od środka do punktu jej przyłożenia (moment działania dźwigni lub prościej odległość od środka powietrza wał silnika do, w tym przypadku, powierzchni bębna przymocowanego do wału). Obliczamy moment siły (inaczej obracający się, czyli moment obrotowy):

Gdzie
M to wymagany moment siły (moment obrotowy) [Nm],
m - masa [kg],
g - przyspieszenie ziemskie [m/s²], w Moskwie ≈ 9,8154 m/s²
r - moment dźwigni (promień od środka) [m]

Na przykład, jeśli średnica wału + bębna wynosi 300 mm = 0,3 m, a odpowiednio moment dźwigni = 0,15 m, wówczas moment obrotowy wyniesie około 221 Nm. Moment obrotowy jest jednym z niezbędnych parametrów do wyboru silnika pneumatycznego. Korzystając z powyższego wzoru, można go obliczyć na podstawie znajomości masy i momentu dźwigni (w zdecydowanej większości przypadków różnice w przyspieszeniu ziemskim można pominąć ze względu na rzadkość stosowania silników pneumatycznych w kosmosie).

Prędkość wirnika silnika pneumatycznego można obliczyć znając prędkość translacyjną obciążenia i moment dźwigni:

Gdzie
n - wymagana prędkość obrotowa [min -1],
v - prędkość ruchu postępowego ładunku [m/s],
r - moment dźwigni (promień od środka) [m],
π - stała 3,14
Do wzoru wprowadzono współczynnik korygujący 60 w celu przeliczenia obrotów w sekundach na obroty na minutę, które są bardziej czytelne i bardziej rozpowszechnione w dokumentacji technicznej.

Na przykład, przy prędkości jazdy do przodu 1,5 m/s oraz proponowanym iw poprzednim przykładzie momencie ramienia (promień) 0,15 m, wymagana prędkość obrotowa wału wyniesie około 96 obr/min. Kolejnym parametrem niezbędnym do doboru silnika pneumatycznego jest prędkość obrotowa. Korzystając z powyższego wzoru, można go obliczyć, znając moment dźwigni i prędkość ruchu translacyjnego ładunku.

Gdzie
P to wymagana moc [kW] (pamiętaj, że ),
M to moment siły, to także moment obrotowy [N·m],
n - prędkość obrotowa [min -1],
9550 - stała (równa 30/π, aby przeliczyć prędkość z radianów/s na obroty/min, pomnożona przez 1000, aby przeliczyć waty na kilowaty, które są bardziej czytelne i częściej spotykane w dokumentacji technicznej)

Na przykład, jeśli moment obrotowy wynosi 221 Nm przy prędkości obrotowej 96 min -1, wymagana moc wynosi około 2,2 kW. Oczywiście odwrotność można również wyprowadzić z tego wzoru: obliczyć moment obrotowy lub prędkość obrotową wału silnika pneumatycznego.

Rodzaje transmisji (reduktora)

Z reguły wał silnika pneumatycznego nie jest połączony bezpośrednio z odbiorcą obrotu, lecz poprzez przekładnię-reduktor zintegrowaną z konstrukcją silnika pneumatycznego. Skrzynie biegów są różnych typów, z których główne to przekładnia planetarna, śrubowa i ślimakowa.

Reduktor planetarny

Przekładnie planetarne charakteryzują się wysoką sprawnością, niskim momentem bezwładności, możliwością tworzenia wysokich przełożeń, a także małymi wymiarami w stosunku do generowanego momentu obrotowego. Wał wyjściowy znajduje się zawsze pośrodku obudowy planetarnej. Części przekładni planetarnej są nasmarowane smarem, co oznacza, że ​​silnik pneumatyczny z taką przekładnią można zamontować w dowolnej pozycji.
+ małe wymiary montażowe
+ swoboda w wyborze miejsca montażu
+ proste połączenie kołnierzowe
+ niska waga
+ wał wyjściowy jest pośrodku
+ wysoka wydajność pracy

Reduktor śrubowy

Transmisje śrubowe są również bardzo wydajne. Kilka etapów redukcji pozwala na osiągnięcie wysokich przełożeń. Wygodę i elastyczność w montażu ułatwia centralne usytuowanie wału wyjściowego oraz możliwość zamontowania silnika pneumatycznego z przekładnią helikoidalną zarówno na kołnierzu, jak i na stojakach.

Jednak takie skrzynie biegów są smarowane przez rozpryskiwanie oleju (istnieje rodzaj „kąpieli olejowej”, w której ruchome części skrzyni biegów muszą być zawsze częściowo zanurzone), a zatem położenie silnika pneumatycznego z taką przekładnią musi być ustalone z góry - biorąc to pod uwagę zostanie określona i prawidłowa ilość oleju do napełnienia przekładni oraz położenie złączy wlewu i spustu.
+ wysoka wydajność
+ łatwy montaż za pomocą kołnierza lub słupków
+ stosunkowo niska cena
- konieczność wcześniejszego zaplanowania miejsca montażu
- wyższa niż w przypadku przekładni planetarnych lub ślimakowych, waga

Przekładnia ślimakowa

Przekładnie ślimakowe Wyróżniają się stosunkowo prostą konstrukcją, opartą na śrubie i przekładni, dzięki czemu przy pomocy takiej skrzyni biegów można uzyskać wysokie przełożenia przy niewielkich gabarytach. Jednak sprawność przekładni ślimakowej jest znacznie niższa niż przekładni planetarnej lub helikoidalnej.

Wał wyjściowy jest skierowany pod kątem 90° do wału silnika pneumatycznego. Montaż silnika pneumatycznego z przekładnią ślimakową możliwy jest zarówno poprzez kołnierz jak i na stojakach. Jednak podobnie jak w przypadku przekładni śrubowych nieco komplikuje to fakt, że przekładnie ślimakowe, podobnie jak przekładnie śrubowe, również wykorzystują smarowanie rozbryzgowe olejem - dlatego też położenie montażowe takich układów również musi być z góry znane, ponieważ wpłynie to na ilość oleju wlewanego do skrzyni biegów, a także położenie połączeń wlewu i spustu.
+ niska w stosunku do przełożenia waga
+ stosunkowo niska cena
- stosunkowo niska wydajność
- konieczne jest wcześniejsze poznanie miejsca montażu
+/- wał wyjściowy jest pod kątem 90 ° do wału silnika pneumatycznego

Metody regulacji silnika pneumatycznego

Poniższa tabela przedstawia dwa główne sposoby regulacji pracy silników pneumatycznych:

Monitorowanie pracy i kierunku obrotów

Silnik pneumatyczny działa, gdy jest dostarczane i wydalane z niego sprężone powietrze. Jeżeli wymagane jest zapewnienie obrotu wału silnika pneumatycznego tylko w jednym kierunku, wówczas doprowadzenie sprężonego powietrza powinno być zapewnione tylko do jednego z wlotów pneumatycznych zespołu; odpowiednio, jeśli konieczne jest, aby wał silnika pneumatycznego obracał się w dwóch kierunkach, konieczne jest zapewnienie naprzemiennego dostarczania sprężonego powietrza między obydwoma wejściami.

Doprowadzanie i odprowadzanie sprężonego powietrza odbywa się za pomocą zaworów sterujących. Mogą różnić się sposobem uruchamiania: najczęściej spotykane zawory sterowane są elektrycznie (elektromagnetyczne, są to solenoidy, których otwieranie lub zamykanie odbywa się poprzez podanie napięcia na cewkę indukcyjną cofającą tłok), sterowane pneumatycznie (gdy sygnał otwieranie lub zamykanie następuje poprzez doprowadzenie sprężonego powietrza), mechanicznego (gdy otwieranie lub zamykanie następuje mechanicznie, poprzez automatyczne naciśnięcie określonego przycisku lub dźwigni) oraz ręcznej (podobnie jak mechanicznej, z tą różnicą, że otwieranie lub zamykanie odbywa się bezpośrednio przez osobę).

Widzimy oczywiście najprostszy przypadek z jednokierunkowymi silnikami pneumatycznymi: dla nich wystarczy zapewnić dopływ sprężonego powietrza do jednego z wlotów. Nie jest konieczne kontrolowanie w żaden sposób wylotu sprężonego powietrza z drugiego przyłącza pneumatycznego silnika pneumatycznego. W takim przypadku wystarczy zamontować zawór elektromagnetyczny 2/2-drogowy lub inny zawór 2/2-drogowy na wlocie sprężonego powietrza do silnika pneumatycznego (należy pamiętać, że konstrukcja "Zawór X/Y-drogowy" oznacza, że ​​zawór ten ma porty X, przez które można doprowadzać lub usuwać czynnik roboczy, oraz pozycje Y, w których można umieścić część roboczą zaworu). Rysunek po prawej pokazuje jednak zastosowanie zaworu 3/2-drogowego (po raz kolejny w przypadku jednodrogowych silników pneumatycznych nie ma znaczenia, który zawór zastosować - 2/2-drogowy czy 3 /2-drogowy). Ogólnie rzecz biorąc, na rysunku po prawej stronie, kolejno, od lewej do prawej, schematycznie pokazano następujące urządzenia: zawór odcinający, filtr sprężonego powietrza, regulator ciśnienia, zawór 3/2-drogowy, regulator przepływu, silnik pneumatyczny.

W przypadku silników dwustronnych zadanie jest nieco bardziej skomplikowane. Pierwsza opcja to zastosowanie pojedynczego zaworu 5/3-drogowego - taki zawór będzie miał 3 pozycje (stop, przód, wstecz) i 5 portów (jeden na wlot sprężonego powietrza, jeden na doprowadzenie sprężonego powietrza do każdego z dwóch połączenia pneumatyczne silnika pneumatycznego i jeszcze jedno do odprowadzania sprężonego powietrza z każdego z tych samych dwóch połączeń). Oczywiście taki zawór będzie miał co najmniej dwa siłowniki – w przypadku np. z zaworem elektromagnetycznym będą to 2 cewki indukcyjne. Rysunek po prawej pokazuje kolejno, od lewej do prawej: zawór 5/3-drogowy, regulator przepływu ze zintegrowanym zaworem zwrotnym (aby mogło uchodzić sprężone powietrze), silnik pneumatyczny, inny regulator przepływu z zaworem zwrotnym.

Alternatywnym sposobem sterowania 2-drogowym silnikiem pneumatycznym jest użycie dwóch oddzielnych zaworów 3/2-drogowych. W zasadzie taki schemat nie różni się od wariantu z zaworem 5/3-drogowym opisanym w poprzednim akapicie. Rysunek po prawej pokazuje kolejno, od lewej do prawej, zawór 3/2-drogowy, regulator przepływu ze zintegrowanym zaworem zwrotnym, silnik pneumatyczny, inny regulator przepływu ze zintegrowanym zaworem zwrotnym i kolejny 3/2- zawór drogowy.

Wyciszanie hałasu

Hałas generowany przez silnik pneumatyczny podczas pracy składa się z hałasu mechanicznego od części ruchomych oraz hałasu generowanego przez pulsację sprężonego powietrza opuszczającego silnik. Wpływ hałasu z silnika pneumatycznego może dość zauważalnie wpłynąć na ogólny hałas tła w miejscu instalacji - jeśli na przykład pozwolisz sprężonemu powietrzu swobodnie wydostać się z silnika pneumatycznego do atmosfery, poziom ciśnienia akustycznego może osiągnąć, w zależności od konkretna jednostka, do 100-110 dB (A ), a nawet więcej.

Po pierwsze należy starać się, w miarę możliwości, unikać tworzenia efektu mechanicznego rezonansu dźwięku. Ale nawet w najlepszych warunkach hałas może być bardzo zauważalny i nieprzyjemny. Aby wyeliminować hałas należy zastosować filtro-tłumiki - proste urządzenia specjalnie do tego przeznaczone i rozpraszające strumień sprężonego powietrza w swojej obudowie i materiał filtrujący.

W zależności od materiału konstrukcyjnego tłumiki dzielą się na te wykonane ze spieków (czyli proszkowych, a następnie formowanych/spiekanych pod wysokim ciśnieniem i temperaturą) brązu, miedzi lub stali nierdzewnej, spiekanych tworzyw sztucznych, a także wykonane z plecionego drutu zamkniętego w obudowie stalowej lub aluminiowej siatkowej i wykonanej na bazie innych materiałów filtracyjnych. Pierwsze dwa typy są zwykle małe pod względem przepustowości i rozmiaru oraz niedrogie. Tłumiki te są zwykle instalowane na samym silniku pneumatycznym lub w jego pobliżu. Przykładami są m.in.

Tłumiki z siatki drucianej mogą charakteryzować się bardzo dużą przepustowością (nawet rzędy wielkości większą niż zapotrzebowanie na sprężone powietrze największego silnika pneumatycznego), duże średnice przyłączy (z naszej oferty do gwintu 2"). z reguły zanieczyszczają się znacznie wolniej, można je sprawnie i wielokrotnie regenerować – niestety są one zazwyczaj dużo droższe niż spiekane z brązu czy z tworzyw sztucznych.

Jeśli chodzi o rozmieszczenie tłumików, istnieją dwie główne opcje. Najprostszym sposobem jest przykręcenie tłumika bezpośrednio do silnika pneumatycznego (w razie potrzeby za pomocą adaptera). Jednak po pierwsze, sprężone powietrze na wylocie silnika pneumatycznego podlega zwykle dość silnym pulsacjom, które zarówno zmniejszają sprawność tłumika, jak i potencjalnie skracają jego żywotność. Po drugie, tłumik w ogóle nie usuwa hałasu, a jedynie go zmniejsza - a gdy tłumik zostanie umieszczony na urządzeniu, hałas najprawdopodobniej nadal będzie dość duży. Dlatego, jeśli to możliwe i jeśli jest to pożądane, aby zminimalizować poziom ciśnienia akustycznego, należy podjąć następujące środki, wybiórczo lub łącznie, następujące środki: 1) zainstalować rodzaj komory rozprężnej między silnikiem pneumatycznym a tłumikiem, co zmniejsza pulsacja sprężonego powietrza, 2) podłączyć tłumik przez miękki, elastyczny wąż służący do tego samego celu, oraz 3) przenieść tłumik w miejsce, w którym hałas nikomu nie będzie przeszkadzał.

Należy również pamiętać, że początkowo niewystarczająca pojemność tłumika (z powodu błędu doboru) lub jego (częściowe) zablokowanie przed zanieczyszczeniami podczas pracy może prowadzić do znacznego oporu tłumika na przepływ wypływającego sprężonego powietrza - co z kolei , prowadzi do zmniejszenia mocy silnika pneumatycznego. Wybierz (w tym konsultując się z nami) tłumik o wystarczającej wydajności, a następnie w trakcie jego eksploatacji monitoruj jego stan!

Jednym z najważniejszych problemów naszych czasów jest problem zanieczyszczenia środowiska. Każdego dnia ludzkość emituje do atmosfery ogromne ilości dwutlenku węgla. Każdy samochód napędzany silnikiem spalinowym szkodzi naszej planecie i pogarsza sytuację środowiskową. Niestety to nie wszystko. Problem energetyczny jest nie mniej dotkliwy, bo zapasy ropy nie są nieskończone, ceny benzyny wciąż rosną i nie ma powodu, aby je zmniejszać. 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, możliwe, że… powietrze stanie się nowym paliwem przyszłości!

Brzmi fantastycznie, prawda? Czy samochód może jeździć na powietrzu? Oczywiście jest to możliwe. Ale to powietrze nie jest w takiej postaci, w jakiej teraz nim oddychamy – do ruszenia auta potrzebne jest sprężone powietrze. Sprężone powietrze o wysokim ciśnieniu porusza tłoki silnika, a samochód rusza! Po pracy w silniku powietrze wraca do atmosfery absolutnie czyste. Zbiornika starczy na 200 kilometrów, a prędkość też jest imponująca - do 110 kilometrów na godzinę! (Co dziwne, silniki samochodowe na sprężone powietrze mają bardzo długą historię. Ta technologia została po raz pierwszy zastosowana już w latach osiemdziesiątych XIX wieku, kiedy Louis Mekarski opatentował swój wynalazek, zwany „tramwajem pneumatycznym”.) Ten samochód jest nie tylko całkowicie ekologiczny przyjazny, znacznie zaoszczędzi także dla swojego właściciela! Jedno pełne naładowanie sprężonego powietrza kosztuje 1,50 €, a pojazd jest gotowy do jazdy w ciągu kilku minut. Półtora euro jest praktycznie równe cenie dwóch litrów benzyny. Oblicz, ile Twój samochód przejedzie na dwóch litrach - na pewno będzie to znacznie mniej niż 200 kilometrów. Przecież po małych i prostych obliczeniach codzienne napełnianie auta sprężonym powietrzem będzie kosztować co najmniej 10 razy mniej! Wynalazca tej ciekawej koncepcji, niestrudzony Francuz Guy Negre, były inżynier Formuły 1, pracuje nad swoim projektem od ponad dziesięciu lat. Oryginalny schemat silnika, zbliżony do konwencjonalnego silnika spalinowego, umożliwiał prowadzenie samochodu przy użyciu sprężonego powietrza zmagazynowanego w cylindrach. Pomysł został przez Nagroma zapożyczony właśnie z konstrukcji samochodów wyścigowych, w których do przyspieszania wykorzystywana jest turbina zasilana sprężonym powietrzem ze specjalnego cylindra. Guy Nagre rozpoczął od oryginalnej koncepcji samochodu hybrydowego, który byłby napędzany powietrzem przy niskich obrotach i napędzałby konwencjonalny silnik spalinowy przy wysokich obrotach. Ten samochód został opracowany w połowie lat 90., ale wynalazca postanowił pójść jeszcze dalej. Ponad 10 lat ciężkiej pracy zaowocowało kilkoma modelami, które działają wyłącznie na sprężone powietrze. Sercem „samochodu lotniczego” Guya Negry jest silnik, który jest bardzo podobny do standardowego silnika spalinowego. Silnik ma dwa cylindry robocze i dwa pomocnicze. Ciepłe powietrze jest pobierane bezpośrednio z atmosfery i dodatkowo ogrzewane. Następnie trafia do komory, gdzie miesza się ze sprężonym powietrzem schłodzonym do -100 stopni Celsjusza. Powietrze szybko się nagrzewa, gwałtownie rozszerza i popycha tłok pompy hamulcowej, który napędza wał korbowy. Pierwsze prototypy czysto lotniczego samochodu, stworzone przez Francuzów z Guy Negra Motor Development International (MDI), zostały zademonstrowane na początku 2000 roku, a teraz wreszcie doszło do wdrożenia na dużą skalę tego niezwykłego rozwoju. Tata Motors, największy producent samochodów w Indiach, uzgodnił z MDI rozpoczęcie licencjonowanej produkcji małego, trzyosobowego ekologicznego pojazdu na sprężone powietrze. Model MiniC.A.T jest wyposażony w cylinder z włókna węglowego o pojemności 90 cm3. m. sprężonego powietrza. Przy jednym zatankowaniu powietrza samochód może przejechać od 200 do 300 km, z maksymalną prędkością 110 km/h. Za pomocą kompresorów zainstalowanych na stacji benzynowej będzie można ją zatankować w 2-3 minuty, płacąc około 1,5 euro. Alternatywna opcja napełniania jest również możliwa przy użyciu wbudowanej sprężarki podłączonej do konwencjonalnej sieci prądu przemiennego. Całkowite napełnienie „zbiornika” zajmie 3-4 godziny. Pomimo tego, że energię elektryczną wytwarza się głównie ze spalania surowców kopalnych, eko-samochód powietrzny okazuje się znacznie wydajniejszy niż auta z silnikiem spalinowym. Pod względem wydajności przewyższa auta konwencjonalne 2 razy, a samochody elektryczne o 1,5. Ponadto wyróżnia się całkowitym brakiem szkodliwych emisji, a także wyjątkową prostotą konserwacji: ze względu na brak komory spalania olej w silniku można wymieniać nie częściej niż co 50 tysięcy kilometrów. Eco-samochód MiniC.A.T będzie produkowany w czterech modyfikacjach. Należą do nich trzyosobowy samochód osobowy, pięcioosobowa taksówka, minivan i lekki pickup. Samochody będą sprzedawane za około 5500 funtów (około 11 000 USD), co jest dość przystępne. Tata planuje produkować co najmniej 3 000 „samochodów lotniczych" rocznie. Planują sprzedawać je w Europie i Indiach, ale jeśli projekt zyska popularność, prawdopodobnie na całym świecie. Inicjatywę Indian poparła amerykańska firma Zero Pollution Motors, która zapowiedziała rychłe wprowadzenie na rynek amerykański samochodów na sprężone powietrze zbudowanych w technologii Guy Negre. Zero Pollution Motors planuje produkować samochody CityCAT z opcją silnika (6-cylindrowy, 75-konny Dual-Energy), który pozwala na pracę w dwóch trybach: po prostu na sprężone powietrze lub przy zużyciu niewielkiej ilości paliwa do zwiększyć temperaturę powietrza w cylindrach i odpowiednio moc. W tym trybie samochód zużywa około 2,2 litra benzyny na 100 kilometrów poza miastem. CityCAT to samochód sześcioosobowy z pojemnym bagażnikiem. Korpus składa się z paneli z włókna szklanego przymocowanych do aluminiowej ramy. Samochód będzie mógł przejechać 60 kilometrów po mieście na jednym dostawie powietrza, a poza miastem przy niskim zużyciu gazu - 1360 kilometrów. Prędkość auta przy pracy wyłącznie na sprężonym powietrzu wynosi 56 km/h, przy zasilaniu benzyną – 155 km/h. Szacunkowy koszt samochodu to 17,8 tys. dolarów. Pierwsza partia ma trafić na rynek w 2010 roku. Mamy nadzieję, że nie jest to ostatni krok w rozwoju przyjaznych dla środowiska środków transportu. Jednak opinie o „samochodzie powietrznym” w mediach stopniowo przeszły od entuzjastycznych do sceptycznych.O nich – poniżej.

W 2000 roku liczne media, w tym Siły Powietrzne, przewidywały, że masowa produkcja samochodów wykorzystujących powietrze zamiast paliwa rozpocznie się na początku 2002 roku.

Powodem tak odważnej wypowiedzi była prezentacja samochodu o nazwie e.Volution na targach Auto Africa Expo2000, które odbyły się w Johannesburgu.

Zdumioną publiczność poinformowano, że e.Volution może przejechać bez tankowania około 200 kilometrów, rozwijając prędkość do 130 km/h. Lub przez 10 godzin przy średniej prędkości 80 km/h. Stwierdzono, że koszt takiego wyjazdu kosztowałby właściciela e.Volution 30 centów. W tym samym czasie samochód waży zaledwie 700 kg, a silnik waży 35 kg. Rewolucyjny nowy produkt zaprezentowała francuska firma MDI (Motor Development International), która natychmiast ogłosiła zamiar rozpoczęcia seryjnej produkcji samochodów wyposażonych w silnik na sprężone powietrze. Wynalazcą silnika jest francuski inżynier silnika Guy Negre, znany z opracowywania rozruszników do samochodów Formuły 1 i silników lotniczych. Murzyn powiedział, że udało mu się stworzyć silnik napędzany wyłącznie sprężonym powietrzem bez domieszek tradycyjnego paliwa. Francuz nazwał swój pomysł Zero Pollution, co oznacza zerową emisję szkodliwych substancji do atmosfery. Motto Zero Pollution brzmiało „Prosto, oszczędnie 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 przez tłok do ciśnienia 20 barów. W takim przypadku powietrze nagrzewa się do 400 stopni. Gorące powietrze jest następnie wtłaczane do komory kulistej. W „komorze spalania” chociaż nic się w niej nie pali, zimne sprężone powietrze z cylindrów jest dostarczane pod ciśnieniem, natychmiast się nagrzewa, rozszerza, ciśnienie gwałtownie rośnie, tłok dużego cylindra powraca i przenosi siłę roboczą na wał korbowy. Można nawet powiedzieć, że silnik „powietrzny” pracuje tak samo jak konwencjonalny silnik spalinowy, ale tutaj spalania nie ma.” Stwierdzono, że emisje z samochodu nie są bardziej niebezpieczne niż dwutlenek węgla emitowany przez ludzkie oddychanie, silnik można smarować olejem roślinnym, a instalacja elektryczna składa się tylko z dwóch przewodów. Zatankowanie takiego pojazdu lotniczego zajmuje około 3 minut. Przedstawiciele Zero Pollution powiedzieli, że do zatankowania „samochodu lotniczego” wystarczy napełnić zbiorniki powietrza znajdujące się pod spodem auta, co zajmuje około czterech godzin. Jednak w przyszłości planowano zbudować stacje „napełniania powietrzem” zdolne do napełnienia 300-litrowych butli w zaledwie 3 minuty. Założono, że sprzedaż „samochodów powietrznych” rozpocznie się w RPA w cenie około 10 tys. Rozmawiali także o budowie pięciu fabryk w Meksyku i Hiszpanii oraz trzech w Australii. Kilkanaście krajów rzekomo otrzymało już licencję na produkcję samochodu, a południowoafrykańska firma wydaje się, że otrzymała zamówienie na produkcję 3000 samochodów, zamiast planowanej partii eksperymentalnej 500 sztuk. Ale po głośnych oświadczeniach i ogólnej radości coś się stało. Nagle wszystko się uspokoiło i prawie zapomniano o „samochodzie powietrznym”. Cisza wydaje się tym bardziej złowieszcza, że ​​jakiś czas temu oficjalna strona Zero Pollution „zamarła”. Powód jest absurdalny: strona podobno nie radzi sobie z ogromnym strumieniem żądań. Jednak twórcy strony niejasno obiecują „ulepszyć” ją kiedyś. Pojawienie się pojazdów lotniczych na drogach miało stanowić poważne wyzwanie dla tradycyjnego transportu. Uważa się, że ekologiczny rozwój został sabotowany przez motoryzacyjnych gigantów: przewidując zbliżający się upadek, kiedy produkowane przez nich silniki benzynowe nie będą nikomu potrzebne, rzekomo postanowili „udusić nowicjusza”. Tę wersję częściowo potwierdza Deutsche Welle: „Rafinerie samochodowe i koncerny naftowe jednogłośnie uznają samochód z silnikiem powietrznym za „niedokończony”. Można to jednak przypisać ich stronniczości. Jednak wielu niezależnych ekspertów jest raczej sceptycznych, zwłaszcza że wiele dużych koncernów motoryzacyjnych – np. Volkswagen – już w latach 70. i 80. prowadziło badania w tym kierunku, ale potem je ograniczyło z powodu ich całkowitej bezcelowości. Ekolodzy są podobnego zdania: „Przekonanie producentów samochodów do rozpoczęcia produkcji silników „powietrznych” zajmie bardzo dużo czasu. Firmy samochodowe wydały już ogromne sumy pieniędzy na eksperymenty z samochodami elektrycznymi, które okazały się niewygodne i drogie. Nie potrzebują już nowych pomysłów.” Zero zanieczyszczeń — silniki o zerowej emisji. Ponadto są lekkie i kompaktowe. Ale Deutsche Welle zwraca uwagę na fakt, że w różnych publikacjach „opis silnika i schemat jego działania grzeszy nieścisłościami i błędami, a w dodatku wersje w różnych językach nie tylko znacznie się różnią, ale czasami bezpośrednio sprzeczne ze sobą. Niemal każda edycja ma swoje, odmienne od pozostałych, parametry techniczne. Rozpiętość liczb jest tak duża, że ​​mimowolnie można się zastanawiać: czy rzeczywiście odnoszą się do tego samego samochodu? Innym dziwnym schematem jest to, że z każdą kolejną publikacją parametry auta się poprawiają: albo moc wzrośnie, potem cena spadnie, potem masa się zmniejszy, potem pojemność cylindrów wzrośnie. Tak więc wątpliwości są tutaj całkiem odpowiednie i uzasadnione. Nie trzeba było jednak długo czekać. Prawdopodobnie już w nadchodzącym roku dowiemy się na pewno, czym jest ten opracowany przez MDI silnik na sprężone powietrze - rewolucja w motoryzacji lub, we wszystkich znaczeniach tego słowa, „rozdmuchana” sensacja ”. Tymczasem całkiem możliwe, że w 2002 roku intryga z „samochodem lotniczym” nie zostanie rozwiązana. W wyniku długich poszukiwań informacji w sieci odkryto jedną mniej więcej „na żywo” stronę, która zapowiada seryjną produkcję rewolucyjnych samochodów w 2003 roku. Nawiasem mówiąc, w trakcie poszukiwań znaleziono wiele interesujących rzeczy na temat „powietrza”. Ciekawe, że na międzynarodowych targach zabawek, które odbyły się w lutym 2001 roku w Norymberdze, kanadyjska firma Spin Master zaproponowała nabywcom model samolotu wyposażonego w silnik na sprężone powietrze. Mini-czołg można napompować dowolną pompą, a śmigła przenoszą oryginalną zabawkę w niebiosa. Ponadto w Internecie jest oferta handlowa, najwyraźniej skierowana do władz moskiewskich. W tym dokumencie jedna firma metropolitalna zaprasza urzędników „do zapoznania się z propozycją firmy samochodowej MDI (Francja) w sprawie produkcji absolutnie przyjaznych dla środowiska i ekonomicznych samochodów w Moskwie”. Pojawiła się też propozycja W.A. Konoszczenko, który donosi o wynalezionym przez siebie samochodzie napędzanym sprężonym powietrzem, dołączając opis urządzenia. Moją uwagę przykuł też wynalazek Raisa Shaimukhametova – „Sadochod”, który „jest napędzany sprężonym powietrzem: pod maską znajduje się mały silnik i seryjny kompresor. Powietrze obraca się niezależnie od siebie dwa bloki (lewy i prawy) mimośrodowych wirników (tłoków). Wirniki w bloku są połączone łańcuchem gąsienicowym przez koła jezdne ”. W rezultacie odniosło się podwójne wrażenie: z jednej strony historia z francuskim „samochodem lotniczym” nie jest do końca jasna, a z drugiej istnieje znacznie wyraźniejsze wrażenie, że transport „lotniczy” został wykorzystany do przez długi czas, a zwłaszcza z jakiegoś powodu w Rosji. A co więcej, sprzed wieku. Istnieją dowody na to, że 33-metrowa łódź podwodna z silnikiem na sprężone powietrze, zaprojektowana przez samouka IF Aleksandrowskiego, została zwodowana latem 1865 roku, pomyślnie przeszła szereg testów i dopiero po tym zatonęła. MASZYNA NEGRY - BLOOLING SENSATION Olśniewający pomysł - samochód na sprężone powietrze - okazał się mitem Sergey LESKOV Znane zasoby ropy naftowej na Ziemi wystarczą na nie więcej niż 50 lat. Starają się zastąpić benzynę, która między innymi jest głównym źródłem zanieczyszczenia powietrza w dużych miastach. I skroplony gaz ziemny oraz wszelkiego rodzaju syntetyzowane gazy i ciecze, a nawet alkohol. Przez długi czas wiązano nadzieje z samochodem elektrycznym, ale jego parametry techniczne są niskie, a wykorzystanie źródła energii okazało się problemem dla środowiska. A oto nowy, zachwycający pomysł – samochód na sprężone powietrze. Francuski inżynier Guy Negro wyrobił sobie markę w świecie motoryzacyjnym dzięki swoim rozrusznikom samochodów Formuły 1 i silników lotniczych. W jego dossier projektowym znajduje się 70 patentów. Sugeruje to, że Murzyn nie jest samoukiem spośród tych, którzy denerwują wszystkie firmy motoryzacyjne na świecie swoimi odkryciami. Kilka lat temu szanowany Murzyn założył firmę MDI (Motor Development International), która zajmowała się rozwojem silników na sprężone powietrze. Pierwszą reakcją każdego eksperta są bzdury, kaprysy i znowu bzdury. Ale już w 1997 roku w Meksyku parlamentarna komisja transportu zainteresowała się tym rozwojem, eksperci odwiedzili fabrykę w Brignoli i podpisali porozumienie o stopniowej wymianie wszystkich 87 000 taksówek w Mexico City, najbardziej nadgryzionej stolicy świata, na czyste oddychanie. samochody. Dwa lata temu na targach Auto Africa Expo 2000 odbyła się prezentacja samochodu koncepcyjnego stworzonego przez zespół Negra o nazwie e. Wolumen. Zgodnie z obietnicą jako paliwo używał sprężonego powietrza. W Johannesburgu, na fali powszechnego zainteresowania, w 2002 roku ogłoszono rozpoczęcie seryjnej produkcji cudownego samochodu z silnikiem Zero Pollution. W RPA miał zarobić 3 tys. Wolumen. Wyznaczony rok jest na podwórku. Gdzie jest „pojazd powietrzny”? Publikacji na ten temat jest wiele, ale cechy skaczą, jakbyśmy nie mówili o technologii, ale o arabskim ogierze. Jeśli uśrednisz wszystkie protokoły, otrzymasz następujący portret: Volution waży 700 kg, a silnik Zero Pollution waży 35 kg. Samochód może przejechać 200 km bez tankowania. Maksymalna prędkość to 130 km/h. Przy prędkości 80 km/h może poruszać się przez 10 godzin. Szacunkowa cena - 10 tysięcy dolarów. Pompowanie powietrza do butli wymaga energii, a elektrownie są również źródłem zanieczyszczeń. Autorzy projektu obliczyli sprawność w łańcuchu „rafineria – samochód” dla silnika benzynowego, elektrycznego i powietrznego: odpowiednio 9, 13 i 20%. Oznacza to, że „odpowietrznik” znajduje się na czele z zauważalnym marginesem. Samo tankowanie trwa około 4 godzin, a butle schowane są pod dnem. Zasada działania „odpowietrznika” nie różni się od silnika spalinowego. Nie, ze względu na brak paliwa, tylko samo spalanie. Poza tym nie ma układów zapłonowych, układów wtrysku paliwa ani zbiornika gazu. Powietrze w butlach znajduje się pod ciśnieniem 200 atmosfer. Pomysł konstruktorów jest następujący: część spalin jest zasysana do małego cylindra i sprężana przez tłok do ciśnienia 20 atmosfer. Powietrze ogrzane do 400 stopni jest wtłaczane do komory, analogicznie do komory spalania. Zasilany jest sprężonym powietrzem z butli. Nagrzewa się - w wyniku czego tłok cylindra porusza się, przenosząc siłę roboczą na wał korbowy. W miarę zbliżania się do zapowiedzianej daty premiery, niespójność w publikacjach na ten temat staje się coraz bardziej zauważalna. Wygląda na to, że zespół Guya Negry boryka się z poważnymi problemami technicznymi. Aby wyjaśnić sytuację, "Izwiestia-Nauka" zwróciła się do najbardziej autorytatywnych specjalistów w naszym kraju z Państwowego Centrum Naukowego "Instytut Badawczy Motoryzacji i Motoryzacji (NAMI)". „Obliczyliśmy cykl operacyjny tego silnika”, powiedział Vladislav Luksho, szef działu wyposażenia butli gazowych w NAMI. - To kolejna próba oszukania podstawowych praw natury, przekroczenia zasad termodynamiki. Możesz rozwinąć ten pomysł: sprawić, by kierowca pompował powietrze stopami. Idea silnika na sprężone powietrze jest absurdalna, ponieważ jego sprawność jest bardzo niska. Energia uzyskana z kompresji mechanicznej na kilogram masy jest 20-30 razy gorsza od energii chemicznej paliwa węglowodorowego. Benzyna nie ma konkurentów. Tylko energia atomowa ma wyższe wskaźniki. To mi. Volution będzie mógł podróżować tylko na krótkich dystansach, tak jak latają zabawki napędzane powietrzem. Sceptyczne podejście do silnika na sprężone powietrze wcale nie oznacza, eksperci NAMI są tego pewni, że próby znalezienia alternatywy dla silnika benzynowego są skazane na niepowodzenie. W silnikach na gaz propan-butan udało się już osiągnąć tolerowane charakterystyki, które są tylko 1,5 raza gorsze w przenoszeniu ciepła z paliwa do silnika benzynowego. Kontynuując nakazy przyjaciela Chonki, Gładyszewa, podejmowane są próby opanowania silnika biogazowego, który uzyskuje się z wszelkiego rodzaju odpadów. Wodór ma wielkie perspektywy, a sposoby jego wykorzystania są bardzo różnorodne – od dodatków przez benzynę po upłynnianie czy zastosowanie w postaci związków z metalami (wodorkami). Zgodnie z najnowszymi osiągnięciami NAMI lepiej nie spalać wodoru: reaguje on w elemencie paliwowym, powstaje prąd elektryczny, który zamienia się w energię mechaniczną. Inną opcją jest alkohol, który jest energetycznie „silniejszy” niż gaz, choć „słabszy” niż benzyna. Silniki alkoholowe są szeroko stosowane w Brazylii. To prawda, że ​​\u200b\u200bw Rosji nie warto nawet mówić o wprowadzeniu tego projektu - to po prostu głupie.

W większości krajów świata nadal głównym środkiem transportu są samochody z silnikami spalinowymi. W krajach „złotego miliarda”, gdzie wymagania dla samochodów są znacznie wyższe, sytuacja wygląda inaczej – tam samochody napędzane energią elektryczną i innymi paliwami alternatywnymi stają się obecnie wiodącym kierunkiem w produkcji.

Jednak pojawienie się pojazdu elektrycznego jako nowego standardu w branży motoryzacyjnej nie powstrzymało inicjatywy naukowców i projektantów nowych typów pojazdów.

W ciągu ostatnich dwudziestu lat na świecie powstało wiele różnych prototypów samochodów: paliwo wodorowe, biopaliwo, panele słoneczne itp. Nie można jednak z całą pewnością stwierdzić, że którakolwiek z tych alternatyw ma realne perspektywy konkurowania z „tradycyjnymi” samochodami benzynowymi i elektrycznymi.

Problem w tym, że decydującym czynnikiem jest zawsze prostota i niski koszt produkcji, a jeśli alternatywna opcja jest nieopłacalna, to wszystkie inne jej zalety nie mają już większego znaczenia.

W takiej sytuacji znacznie większe szanse na rozpoznanie i masową produkcję mają eksperymenty dużych koncernów samochodowych. Przykładem takiego rozwoju jest Air Hybrid, innowacyjna jednostka hybrydowa składająca się z zaawansowanego silnika spalinowego i sprężarki hydraulicznej, zaprojektowana i zbudowana przez PSA Peugeot Citroen.

Ten francuski koncern, łącząc potencjał dwóch znanych koncernów motoryzacyjnych, postanowił stworzyć nowy typ silnika, w którym zamiast elektryczności zastosowano sprężone powietrze. Air Hybrid stał się udanym zakończeniem kolejnego etapu programu firmy, który ma na celu zmniejszenie zużycia paliwa w markowych samochodach do rekordowych 2 litrów na 100 kilometrów.

Rewolucyjny Air Hybrid polega na tym, że taki silnik może pracować jednocześnie w trzech trybach – tylko na sprężone powietrze, na benzynę, a także na powietrze i benzynę jednocześnie. Jedną z głównych zalet takiego rozwiązania jest znaczna redukcja masy, która sama w sobie jest również ważnym czynnikiem oszczędności paliwa.

Układ hydrauliczny jest nie tylko lżejszy, ale także znacznie tańszy w produkcji niż tradycyjny układ akumulatorowy. Dodatkowo hydraulika jest bardziej niezawodna - z nią niepotrzebnych staje się wiele skomplikowanych układów elektronicznych, których w zwykłym samochodzie jest za dużo i które sterują wszystkim - od uruchomienia silnika po wbudowany alkomat.

Należy zauważyć, że wbudowane profesjonalne alkomaty, które testują kierowcę przed uruchomieniem silnika, są popularnym rozwiązaniem wśród wielu europejskich producentów samochodów.

Nowy silnik hybrydowy Peugeot Citroen składa się z silnika benzynowego, dostosowanej przekładni epicyklicznej, w której zamiast silnika elektrycznego zostanie zastosowana sprężarka hydrauliczna.

W prototypie pod podłogą samochodu znajdują się dwie butle ze sprężonym powietrzem - jedna o niskim ciśnieniu, druga o wysokim ciśnieniu.

Na sprężonym powietrzu taki samochód może poruszać się z prędkością do 70 km/h, co jest optymalne na wycieczki po mieście. Kiedy potrzebujesz zwiększyć prędkość, możesz przełączyć się na silnik benzynowy, a przy ekstremalnym przyspieszeniu silniki będą współpracować.