Kilka lat temu po całym świecie rozeszła się wiadomość, że indyjska firma Tata zamierza wprowadzić do tej serii samochód na sprężone powietrze. Plany pozostały planami, ale samochody pneumatyczne wyraźnie stały się trendem: każdego roku istnieje kilka całkiem opłacalnych projektów, a Peugeot planował umieścić hybrydę pneumatyczną na przenośniku w 2016 roku. Dlaczego pneumokary nagle stały się modne?
Wszystko nowe jest dobrze zapomniane i stare. Stąd samochody elektryczne pod koniec XIX wieku były bardziej popularne niż ich benzynowe odpowiedniki, potem przetrwały stulecie zapomnienia, a potem znowu „powstały z popiołów”. To samo dotyczy wyposażenia pneumatycznego. W 1879 roku pionier francuskiego lotnictwa Victor Taten zaprojektował A? samolot, który miał zostać uniesiony w powietrze dzięki silnikowi na sprężone powietrze. Model tego samolotu z powodzeniem latał, chociaż samolot nie został zbudowany w pełnym rozmiarze.
Przodkiem silników lotniczych w transporcie lądowym był inny Francuz, Louis Mekarski, który opracował podobny blok napędowy dla tramwajów paryskiego i nanteskiego. W Nantes samochody testowano pod koniec lat siedemdziesiątych XIX wieku, a do 1900 roku Mekarski posiadał flotę 96 tramwajów, co świadczyło o skuteczności systemu. Następnie "flota" pneumatyczna została zastąpiona elektryczną, ale rozpoczęto. Później lokomotywy pneumatyczne znalazły się w wąskiej sferze powszechnego zastosowania - górnictwie. W tym samym czasie zaczęto próbować zamontować silnik pneumatyczny w samochodzie. Ale do początku XXI wieku próby te pozostawały odizolowane i nie warte uwagi.
Korzyści dla powietrza
Silnik pneumatyczny (lub, jak mówią, cylinder pneumatyczny) zamienia energię rozprężającego się powietrza na pracę mechaniczną. W zasadzie jest podobny do hydraulicznego. „Sercem” silnika pneumatycznego jest tłok, do którego przymocowany jest pręt; sprężyna jest owinięta wokół łodygi. Powietrze wchodzące do komory pokonuje opór sprężyny wraz ze wzrostem ciśnienia i porusza tłok. W fazie zwalniania, gdy ciśnienie powietrza spada, sprężyna przywraca tłok do pierwotnego położenia - i cykl się powtarza. Cylinder pneumatyczny można nazwać „silnikiem spalinowym”.
Bardziej powszechny schemat membranowy, w którym rolę cylindra pełni elastyczna membrana, do której również przymocowany jest pręt ze sprężyną. Jej zaletą jest to, że nie jest potrzebna tak duża dokładność dopasowania elementów ruchomych, nie są wymagane smary, a szczelność komory roboczej wzrasta. Istnieją również obrotowe (łopatkowe) silniki pneumatyczne - analogi silnika spalinowego Wankla.
Głównymi zaletami silnika pneumatycznego są jego przyjazność dla środowiska oraz niski koszt „paliwa”. W rzeczywistości, ze względu na bezużyteczność lokomotyw pneumatycznych, stały się one powszechne w branży kopalnianej - podczas użytkowania silnika spalinowego w ograniczonej przestrzeni powietrze szybko ulega zanieczyszczeniu, znacznie pogarszając warunki pracy. Spaliny silnika pneumatycznego to zwykłe powietrze.
Jedną z wad cylindra pneumatycznego jest stosunkowo niska gęstość energii, czyli ilość energii generowanej na jednostkę objętości płynu roboczego. Dla porównania: powietrze (przy ciśnieniu 30 MPa) ma gęstość energii około 50 kWh na litr, a zwykła benzyna - 9411 kWh na litr! Oznacza to, że benzyna jest prawie 200 razy bardziej wydajna jako paliwo. Nawet biorąc pod uwagę niezbyt wysoką sprawność silnika benzynowego, „oddaje” on w końcu około 1600 kWh na litr, czyli znacznie więcej niż wskaźniki cylindra pneumatycznego. Ogranicza to wszystkie wskaźniki wydajności silników pneumatycznych i poruszanych przez nie maszyn (zasięg, prędkość, moc itp.). Ponadto silnik pneumatyczny ma stosunkowo niską sprawność - około 5-7% (w porównaniu z 18-20% dla silnika spalinowego).
Pneumatyka XXI wieku
Pilność problemów środowiskowych XXI wieku zmusiła inżynierów do powrotu do dawno zapomnianego pomysłu wykorzystania cylindra pneumatycznego jako silnika do pojazdu drogowego. W rzeczywistości samochód pneumatyczny jest bardziej przyjazny dla środowiska niż nawet samochód elektryczny, którego elementy konstrukcyjne zawierają substancje szkodliwe dla środowiska. Cylinder pneumatyczny zawiera powietrze i tylko powietrze.
Dlatego głównym wyzwaniem inżynieryjnym było doprowadzenie pneumokaru do postaci, w której mógłby konkurować z pojazdami elektrycznymi pod względem wydajności i kosztów. W tej branży jest wiele pułapek. Na przykład problem odwodnienia powietrza. Jeśli w sprężonym powietrzu pojawi się chociaż kropla cieczy, to z powodu silnego chłodzenia, gdy płyn roboczy rozszerzy się, zamieni się w lód, a silnik po prostu się zgaśnie (lub nawet będzie wymagał naprawy). Zwykłe letnie powietrze zawiera ok. 10 g cieczy na 1 m 3, a przy napełnianiu jednej butli dodatkową energię (ok. 0,6 kWh) trzeba przeznaczyć na odwodnienie - a ta energia jest niezastąpiona. Ten czynnik wyklucza możliwość tankowania w domu wysokiej jakości - sprzętu do odwadniania nie można zainstalować i obsługiwać w domu. A to tylko jeden z problemów.
Niemniej jednak temat air car okazał się zbyt atrakcyjny, żeby o nim zapomnieć.
Bezpośrednio do serii?
Jednym z rozwiązań minimalizujących wady silnika pneumatycznego jest odciążenie auta. Rzeczywiście, miejski minikar nie potrzebuje dużego zasięgu i prędkości, ale efektywność środowiskowa w metropolii odgrywa znaczącą rolę. Właśnie na to liczą inżynierowie francusko-włoskiej firmy Motor Development International, którzy podczas Salonu Samochodowego w Genewie w 2009 roku zaprezentowali światu pneumatyczny wózek inwalidzki MDI AIRpod i jego bardziej poważną wersję, MDI OneFlowAir. MDI zaczęło „walczyć” o pneumokary już w 2003 roku, pokazując koncepcję Eolo Car, ale dopiero dziesięć lat później, po wypełnieniu wielu nierówności, Francuzi doszli do akceptowalnego rozwiązania dla przenośnika.
MDI AIRpod to skrzyżowanie samochodu i motocykla, bezpośredni odpowiednik zmotoryzowanego wózka inwalidzkiego „niepełnosprawnego”, jak to często nazywano w ZSRR. Dzięki silnikowi pneumatycznemu o mocy 5,45 KM trójkołowy subkompakt ważący zaledwie 220 kg może rozpędzić się do 75 km / h, a jego zasięg to 100 km w wersji podstawowej lub 250 km w poważniejszej konfiguracji. Co ciekawe, AIRpod w ogóle nie ma kierownicy - autem steruje się za pomocą joysticka. W teorii może poruszać się zarówno po drogach publicznych, jak i ścieżkach rowerowych.
AIRpod ma wszelkie szanse na masową produkcję, ponieważ w miastach o rozwiniętej strukturze rowerowej, na przykład w Amsterdamie, takie samochody mogą być poszukiwane. Jedno tankowanie powietrzem na specjalnie wyposażonej stacji zajmuje około półtorej minuty, a koszt przejazdu to około 0,5 na 100 km - taniej po prostu nie ma. Niemniej jednak zapowiadany okres produkcji seryjnej (wiosna 2014 r.) Już minął, a tak jest. Być może MDI AIRpod pojawi się na ulicach europejskich miast w 2015 roku.
Drugi koncept przedprodukcyjny to słynny projekt indyjskiego giganta Tata - samochód MiniCAT. Projekt został uruchomiony równolegle z AIRpodem, ale w przeciwieństwie do Europejczyków, Hindusi włożyli do programu normalny, pełnoprawny mikro-samochód z czterema kołami, bagażnikiem i tradycyjnym układem (w AIRpodzie należy zwrócić uwagę, że pasażerowie i kierowca siedzą plecami do siebie). Tata waży trochę więcej, 350 kg, maksymalna prędkość to 100 km / h, zasięg przelotowy to 120 km, czyli MiniCAT jako całość wygląda jak samochód, a nie zabawka. Co ciekawe, Tata nie zawracał sobie głowy opracowywaniem silnika pneumatycznego od podstaw, ale za 28 milionów dolarów nabył prawa do korzystania z opracowań MDI (co pozwoliło temu drugiemu utrzymać się na powierzchni) i ulepszył silnik, aby napędzać większy pojazd. Jedną z cech tej technologii jest wykorzystanie ciepła uwalnianego podczas schładzania rozprężającego się powietrza do ogrzewania powietrza podczas napełniania cylindrów.
Tata pierwotnie planowała umieścić MiniCAT na linii montażowej w połowie 2012 roku i produkować około 6000 sztuk rocznie. Ale proces docierania trwa, a produkcja seryjna jest odkładana na lepsze czasy. W trakcie opracowywania koncepcji udało się zmienić nazwę (wcześniej OneCAT) i projekt, więc nikt nie wie, która wersja trafi ostatecznie do sprzedaży. Wydaje się, że nawet przedstawiciele Tata.
Na dwóch kołach
Im lżejszy pojazd na sprężone powietrze, tym bardziej wydajny pod względem osiągów i ekonomii. Logicznym wnioskiem z tego stwierdzenia jest to, dlaczego nie zrobić skutera lub motocykla?
Wziął w nim udział australijski Dean Benstead, który w 2011 roku pokazał światu motocykl motocrossowy O 2 Pursuit z jednostką napędową opracowaną przez Engineair. Ta ostatnia specjalizuje się we wspomnianych już rotacyjnych silnikach pneumatycznych opracowanych przez Angelo di Pietro. W rzeczywistości jest to klasyczny układ Wankelego bez spalania - wirnik wprawiany jest w ruch dostarczając powietrze do komór. Benstede przeszedł od odwrotnej do rozwoju. Najpierw zamówił silnik Engineair, a następnie zbudował wokół niego motocykl, używając ramy i części z produkcji Yamaha WR250R. Samochód okazał się zaskakująco energooszczędny: na jednej stacji benzynowej pokonuje 100 km i teoretycznie rozwija maksymalną prędkość 140 km / h. Nawiasem mówiąc, liczby te przekraczają wartości wielu motocykli elektrycznych. Benstede sprytnie bawił się kształtem balonu, dopasowując go do ramy - to oszczędność miejsca; silnik jest dwa razy mniejszy niż jego benzynowy odpowiednik, a wolna przestrzeń pozwala na zamontowanie drugiego cylindra, podwajając przebieg motocykla.
Niestety, O 2 Pursuit pozostał tylko zabawką jednorazowego użytku, chociaż był nominowany do prestiżowej nagrody Jamesa Dysona Invention Award. Dwa lata później pomysł Bensteda podjął inny Australijczyk, Darby Bicheno, który zaproponował stworzenie, według podobnego schematu, nie motocykla, ale czysto miejskiego pojazdu, skutera. Jego EcoMoto 2013 ma być wykonane z metalu i bambusa (bez plastiku), ale nie wyszło poza renderingi i plany.
Oprócz Benstede i Bicheno, podobny samochód zbudował w 2010 roku Evin Yi Yan (jego projekt nosił nazwę Green Speed \u200b\u200bAir Motorcycle). Nawiasem mówiąc, wszyscy trzej projektanci byli studentami Królewskiego Instytutu Technologii w Melbourne, dlatego ich projekty są podobne, korzystają z tego samego silnika i ... nie mają szans na serię, pozostałą pracę badawczą.
Korporacje na starcie
Powyższe potwierdza, że \u200b\u200bpojazdy lotnicze mają przyszłość, ale najprawdopodobniej nie w „czystej postaci”. Mimo to mają swoje ograniczenia. Ten sam MDI AIRpod nie zdał absolutnie wszystkich testów zderzeniowych, ponieważ jego ultralekka konstrukcja nie pozwalała odpowiednio chronić kierowcy i pasażerów.
Ale wykorzystanie technologii pneumatycznych jako dodatkowego źródła energii w samochodzie hybrydowym jest całkiem realistyczne. W związku z tym Peugeot zapowiedział, że od 2016 roku część crossoverów Peugeot 2008 będzie produkowana w wersji hybrydowej, której jednym z elementów będzie instalacja Hybrid Air. System ten został opracowany we współpracy z firmą Bosch; jego istotą jest to, że energia silnika spalinowego nie będzie magazynowana w postaci energii elektrycznej (jak w konwencjonalnych hybrydach), ale w cylindrach ze sprężonym powietrzem. Plany pozostały jednak planami: w tej chwili instalacja nie jest instalowana w samochodach produkcyjnych.
Peugeot 2008 Hybrid Air będzie mógł poruszać się wykorzystując energię silnika spalinowego, jednostki napędowej powietrza lub ich kombinacji. System sam rozpozna, które źródło jest bardziej wydajne w danej sytuacji. Szczególnie w cyklu miejskim energia sprężonego powietrza będzie wykorzystywana w 80% czasu - napędza pompę hydrauliczną, która obraca wał, gdy silnik spalinowy jest wyłączony. Całkowita oszczędność paliwa w tym programie wyniesie do 35%. Podczas pracy w czystym powietrzu maksymalna prędkość pojazdu jest ograniczona do 70 km / h.
Koncepcja Peugeota wygląda na absolutnie wykonalną. Biorąc pod uwagę korzyści dla środowiska, takie hybrydy mogą z powodzeniem zastąpić elektryczne w ciągu najbliższych pięciu do dziesięciu lat. A świat stanie się trochę czystszy. Albo nie będzie.
Jakie metody stosują producenci samochodów, aby przyciągnąć uwagę konsumentów. Kupującego oczarowuje modny futurystyczny design, niespotykane dotąd środki bezpieczeństwa, zastosowanie bardziej przyjaznych dla środowiska silników itp.
Osobiście nie przejmuję się najnowszymi zachwytami różnych studiów projektowych - tym bardziej: dla mnie samochód był i pozostanie nieożywionym kawałkiem metalu i plastiku oraz wszelkie próby marketerów, aby powiedzieć mi, jak wysoko moja samoocena powinna wzbić się w niebo po zakupie „naszego najnowszego modelu »To nic innego jak drganie powietrza. Cóż, przynajmniej dla mnie osobiście.
Bardziej ekscytujący dla mnie, jako właściciela samochodu, temat - kwestie ekonomii i przeżywalności. Paliwo kosztuje daleko od trzech kopiejek, poza tym w ogromie „wielkich i potężnych” jest zbyt wielu zwolenników Wasilija Alibabajewicza z „Panów fortuny”. Producenci samochodów od dawna próbują przestawić się na paliwa alternatywne. W USA samochody elektryczne zajęły dość mocną pozycję, ale nie każdego stać na zakup takiej maszyny - jest ona bardzo droga. Gdyby tylko samochody klasy ekonomicznej były elektryczne ...
Ciekawy cel postawili sobie francuscy producenci PSA Peugeot Citroen, którzy zainicjowali ciekawy program redukcji zużycia paliwa. Ta grupa producentów samochodów opracowuje elektrownię hybrydową, która może zużywać zaledwie dwa litry paliwa na sto kilometrów. Inżynierowie firmy mają już coś do pokazania - dzisiejsze osiągnięcia pozwalają zaoszczędzić do 45% paliwa w porównaniu ze zwykłym silnikiem spalinowym: nawet przy takich wskaźnikach dwóch litrów na sto na razie nie można go zmieścić, ale do 2020 roku obiecują podbić ten kamień milowy.
Stwierdzenia są dość odważne i interesujące, ale ciekawiej byłoby przyjrzeć się bliżej tej hybrydowej i równie ekonomicznej konfiguracji. System nosi nazwę Hybrid Air i jak sama nazwa wskazuje, oprócz tradycyjnego paliwa wykorzystuje energię powietrza i sprężonego powietrza.
Koncepcja Hybrid Air nie jest tak skomplikowana i stanowi hybrydę trzycylindrowego silnika spalinowego i hydraulicznej pompy silnikowej. Dwa cylindry są zainstalowane jako zbiorniki paliwa alternatywnego w środkowej części samochodu i pod przestrzenią bagażnika: która jest większa - dla niskiego ciśnienia; a mniejszy odpowiednio dla wysokiego. Samochód przyspieszy na silniku spalinowym, po prędkości 70 km / h załączany jest silnik hydrauliczny. Dzięki temu bardzo hydraulicznemu silnikowi i pomysłowej przekładni planetarnej energia sprężonego powietrza zostanie przekształcona w ruch obrotowy kół. Dodatkowo w takim samochodzie zapewniony jest system odzyskiwania energii - podczas hamowania silnik hydrauliczny działa jak pompa i pompuje powietrze do cylindra niskiego ciśnienia - czyli tak bardzo pożądana energia nie zostanie zmarnowana.
Zdaniem inżynierów firmy, samochód z instalacją hybrydową Hybrid Air, nawet pomimo masy o 100 kg w stosunku do tradycyjnego silnika, będzie miał wskaźniki zużycia paliwa na poziomie co najmniej 45%, i to pomimo tego, że zachwycenia w tej dziedzinie motoryzacji są dalekie od ukończenie.
Oczekuje się, że pierwsze systemy hybrydowe zostaną zastosowane w hatchbackach Citroena C3 i Peugeota 208, a podróżowanie „powietrzem” będzie możliwe już w 2016 r., A francuscy menedżerowie postrzegają Rosję i Chiny jako główne rynki samochodów z hybrydowym Air.
Czy da się zbudować samochód, który pomieści sześć osób, zużywa mniej gazu niż skuter, emituje do atmosfery minimum szkodliwych substancji, a nawet zeruje na krótkich trasach? Może tak. A żeby jednocześnie też kosztował jak najzwyklejszy samochód osobowy? Być zaskoczonym.
Otworzył się nowy rozdział w historii „samochodu w powietrzu”, który przez wiele lat rozwijał się i doskonalił, a także „pchał” do seryjnej produkcji przez francuskiego wynalazcę Guy Negre: amerykańska firma Zero Pollution Motors ogłosiła rychłe wprowadzenie tych niezwykłych samochodów na rynek USA. Co więcej, Amerykanie zamierzają wyprodukować w swojej ojczyźnie jeden z najbardziej pojemnych i efektownych modeli Francuza.
Przypomnijmy krótko. Ogólna zasada samochodu „pneumatycznego” jest prosta: sprężone powietrze jest dostarczane do cylindrów silnika, który pod wieloma względami przypomina silnik spalinowy, z cylindrów zastępujących zbiornik gazu w takim urządzeniu. Powietrze to popycha tłoki, obracając wał korbowy.
Negre i jego silnik na sprężone powietrze (zdjęcie z zeropollutionmotors.us).
Firma Zero Pollution Motors zamierza wdrożyć w Stanach Zjednoczonych dokładnie rozwój Negre - Motor Development International (MDI), którego oficjalna siedziba znajduje się obecnie w Luksemburgu, oraz kluczowego oddziału (gdzie tworzą eksperymentalne cudowne samochody) - we Francji, w Nicei.
Trzeba powiedzieć, że projekt amerykańsko-francuski nie jest jedynym przykładem powrotu do wieloletniej idei maszyn na sprężone powietrze. Jest na przykład projekt australijski. Jednak w Australii tego typu „paliwo” jest używane przez otwartą mikro ciężarówkę i wózek do transportu towarów w warsztatach.
Ale przecież MDI nie ogranicza swojego rozwoju do samochodów osobowych. Firma niedawno zbudowała dwa miniciągniki (kołowe i gąsienicowe) z tymi samymi silnikami „pneumatycznymi”. Ich zalety jako transportu wewnątrzzakładowego to brak emisji spalin (w porównaniu z urządzeniami opartymi na silnikach spalinowych) oraz błyskawiczne ładowanie (w porównaniu z samochodami elektrycznymi i wózkami widłowymi).
Mini traktory firmy MDI to prototypy do fabrycznego transportu przyszłości. Są w stanie holować przyczepy o masie kilku ton i działać na jednym ładowaniu butli ze sprężonym powietrzem na pokładzie przez 2-4 godziny. Samo „napełnianie” (z dużych stacjonarnych butli, wstępnie napompowanych przez kompresor) trwa najwyżej 30 sekund, minutę (zdjęcia MDI).
Wśród nowicjuszy na polu auto-on-air należy również wspomnieć o często migającej firmie prasowej Air Car Factories, założonej przez Miguela Celadesa Rexa w Barcelonie. Witryna nie zawiera żadnych szczegółów technicznych, ale w rzeczywistości mówi o odmianach rozwoju Negre.
Faktem jest, że Miguel pracował z Guyem w MDI (jako przedstawiciel firmy w Hiszpanii) przez 8 lat, a ostatnio zdecydował się na samodzielną „podróż”.
Nie wiadomo dokładnie, jak to było. Ale Negre w komunikacie prasowym MDI z 3 lutego 2008 r. Pisze zwykłym tekstem o kłótni i zerwaniu wszelkich relacji z Selades. A także, że wypowiedzi Hiszpana o rozwoju jego firmowych technologii od MDI są fałszywe.
Są to bitwy, które wybuchają wokół rozwoju, wszystkie rozkosze, których ludzie nawet nie zdążyli odpowiednio skosztować.
Swoją drogą, dlaczego francuski inżynier nadal z taką uporem walczy o rozpowszechnienie maszyn na sprężone powietrze? Przecież postęp w dziedzinie akumulatorów zapowiada pojawienie się mniej lub bardziej praktycznych pojazdów elektrycznych, a samochody wodorowe nadal istnieją?
Powód jest prosty: samochody na sprężone powietrze są znacznie tańsze niż ich czysto elektryczne lub wodorowe rywale o w przybliżeniu równych parametrach technicznych (rozmiar, prędkość, rezerwa mocy). Ponadto, w przeciwieństwie do chemicznych baterii elektrycznych (czy to kwasu siarkowego, czy litu), butle powietrzne mogą być ładowane ogromną liczbę razy. Prawie nie mają rozbiórki.
Przykłady pojazdów "powietrznych" z przeszłości: tramwaj, który wjechał na linię Nantes w 1879 r. Oraz prototyp pojazdu na sprężone powietrze, zaprezentowany w Los Angeles w 1932 r. (Zdjęcia z theaircar.com).
Ciekawe, że Jules Verne pisał o rozpowszechnieniu się samochodów na sprężone powietrze w przyszłości w 1860 roku.
Jego przewidywania nie wydają się tak zaskakujące, biorąc pod uwagę, że mniej więcej w tym samym czasie maszyny na sprężone powietrze (tramwaje miejskie, ciężarówki i transport wewnątrzzakładowy) otrzymały pewną ograniczoną dystrybucję w Europie. Tylko ze względu na możliwości ówczesnej technologii rezerwa mocy na jednym ładowaniu tych urządzeń była niezwykle mała, więc szybko o nich zapomniano.
Negre jest jednym z pierwszych współczesnych inżynierów, którzy ponownie umieścili kwestię maszyn „powietrznych” na porządku dziennym. Wydaje się, że rodak wielkiego pisarza science fiction przywiózł teraz swój wynalazek na linię montażową.
Jedyną rzeczą, która prawdopodobnie nieco zaciemnia jego radość, jest to, że konstruktorzy samochodów zamierzają uosabiać rozwój nie we Francji, ale w Indiach i USA.
Gwałtowny rozwój hybrydowego napędu benzynowo-elektrycznego doprowadził do tego, że jest on obecnie uważany za prawie jedynego kandydata do samochodów wyposażonych w jeden silnik benzynowy. Wszystkie nowoczesne seryjne samochody hybrydowe wykorzystują takie elektrownie w połączeniu z silnikami elektronicznymi, których energia jest wytwarzana w procesie odzyskiwania energii hamowania. Efektem tej praktyki jest znaczna oszczędność paliwa i minimalizacja szkodliwego wpływu na środowisko. Ceną, jaką trzeba zapłacić za te pozytywne aspekty, jest znaczny wzrost kosztów produkcji pojazdów z elektrowniami hybrydowymi.
Maszyna na sprężone powietrze.
Taki stan rzeczy sprawił, że wiele firm zaczęło szukać alternatyw dla już wykonanych instalacji hybrydowych, bardziej opłacalnych zarówno w oparciu o przekonania o działaniu, jak io przekonania produkcyjne. Jednym z rozwiązań, które wydawały się całkowicie udane i skuteczne, było wprowadzenie pojazdów na sprężone powietrze (należy zauważyć, że tramwaj na sprężone powietrze pojawił się pod koniec XIX wieku).
Mechanizm działania takich instalacji polega na tym, że odzyskana energia hamowania ma być akumulowana nie elektronicznie, lecz mechanicznie. Proponuje się zastąpienie akumulatorów pojemnikami do przechowywania sprężonego powietrza, a silniki elektroniczne - agregatami sprężarkowymi.
Ogólnie energia tylko jednego sprężonego powietrza do ruchu samochodu nie wystarczyłaby na długi czas. Nowoczesne samochody na sprężone powietrze nie są tak czyste. Z samej swej istoty są to te same modyfikacje, których główną częścią, jak poprzednio, są silniki spalinowe. Ale ich dużą zaletą jest to, że poza elektrowniami benzynowymi nie wymagają wyposażenia w dodatkowe silniki (np. Benzynowo-elektryczne, gdzie wymagany jest silnik elektryczny). Samochody w powietrzu, które jest sprężane energią hamowania, pracują na tych samych, rozpoznawalnych od drugiej stuleci silnikach spalinowych. Tutaj są po prostu znacznie ulepszone.
Ulepszenie, a raczej modyfikacja silnika spalinowego polega na tym, że wszystkie cylindry zamontowane w ich cylindrach pracują na paliwie tylko w razie potrzeby, o dość dużej mocy (bardzo przesadzona, ale raczej trafnie opisująca istotę opisu). W pozostałym czasie do cylindrów dostarczane jest sprężone powietrze, które dostarcza energię, która powoduje obrót koła zamachowego.
Działanie mechanizmu dostarczania sprężonego powietrza.
Jeśli dokładniej opiszemy działanie samochodów na sprężone powietrze, wygodniej będzie skojarzyć jego działanie z konwencjonalnym silnikiem benzynowym. Tak więc konwencjonalny ICE ma cztery suwy w swoim własnym cyklu roboczym, przepływając w każdym cylindrze:
- Wlot.
- Kompresja.
- Skok roboczy.
- Wyrzucanie.
W silnikach pneumatycznych skoki są rozłożone na pary cylindrów (kompresyjny i główny). W pomieszczeniu sprężarek powietrze jest wlotem i nadchodzącą kompresją. Zasadniczo, odpowiednio, skok roboczy i uwolnienie spalin. Sprężone powietrze z cylindra sprężania wpływa do głównego cylindra. W tym celu stosuje się specjalne zawory nadmiarowe i system zaworów.
Najbardziej ekscytującą rzeczą w pracy takiego silnika jest to, że suw roboczy w nim można wykonać dzięki energii dwóch rodzajów: spalania paliwa i rozprężania wcześniej sprężonego powietrza.
Ważniejsze jest również to, że dwa rodzaje energii pobieranej przez silnik pracujący na sprężonym powietrzu i paliwie nie prowadzą do pomnożenia przez dwa liczby cylindrów, jak mogłoby się na początku wydawać. W zasadzie skok w głównym cylindrze odpowiada każdemu obrotowi wału (tak jak w silniku dwusuwowym), a nie każdemu drugiemu obrotowi, co jest cechą charakterystyczną silnika czterosuwowego.
Należy zauważyć, że taki mechanizm działania silników pneumatycznych został wynaleziony przez inżyniera testowego Formuły 1 Guy Negre. Firma, którą założył, MDI, wprowadziła nawet na rynek kilka typów samochodów z podobnymi elektrowniami hybrydowymi. Ale firma nie zwolniła na laurach i na chwilę obecną samochód OneCat został wprowadzony do serii i jest produkowany, w którym silnik Negre pracuje wyłącznie na sprężonym powietrzu.
W dodatku ta zasada wykorzystania energii sprężonego powietrza do napędzania samochodu jest, choć najbardziej „nieskręcona”, ale daleka od jedynej. Pod koniec lat 80. Nikolai Pustynsky, inżynier z fabryki samochodów w Wołdze, wynalazł i zmontował silnik pneumatyczny, który w dziewięćdziesięciu pięciu procentach przypomina silnik benzynowy, ale działa tylko na sprężone powietrze. W przemyśle samochodowym nigdy nie znaleziono wynalazku Pustynsky'ego, ale służył on do tworzenia elektrowni dla samochodów, które przewożą towary w sklepach fabrycznych.
Silnik DiPietro.
Jednak silnik australijskiego wynalazcy Angelo DiPietro, opracowany przez niego w latach 70. XX wieku, zachwyca oryginalnością rozwiązania i wydajnością. Zasadniczo nowa konstrukcja silnika DiPietro nie oznacza ogólnie obecności cylindrów i tłoków. W specjalnym przypadku urządzenia obraca się pierścień wspomagany specjalnymi rolkami zamocowanymi na wale. Wokół pierścienia znajdują się specjalne komory, które pod wpływem sprężonego powietrza mogą zmieniać swoją objętość i tym samym obracać wirnik, który przenosi ruch na koła.
Silnik DiPietro jest lekki i konstrukcyjnie prosty, dlatego można go wyposażyć w samochód wykorzystujący sprężone powietrze pod określonym ciśnieniem. Najbardziej efektywne jest instalowanie takich elektrowni osobno na każdym kole samochodu. Dodatkowo silnik australijskiego wynalazcy ma możliwość wytworzenia najwyższego momentu obrotowego nawet przy najniższych obrotach, co niemal automatycznie pozwala na stworzenie auta na sprężone powietrze w specjalnych pojemnikach, nie wyposażonych w skrzynię.
Ze wszystkich nowoczesnych alternatyw dla samochodów z silnikiem spalinowym najbardziej niezwykły i interesujący wygląd pojazdypracujący skompresowane powietrze... Paradoksalnie na świecie jest już wiele takich pojazdów. Opowiemy o nich w dzisiejszej recenzji.
Australijczyk Darby Bicheno stworzył niezwykłą hulajnogę motocyklową o nazwie EcoMoto 2013. Ten pojazd nie pracuje z silnika spalinowego, ale z impulsu podawanego przez sprężone powietrze z cylindrów.
W produkcji EcoMoto 2013 Darby Bicheno starał się używać wyłącznie materiałów przyjaznych dla środowiska. Żadnego plastiku - tylko metal i łuszczący się bambus, z którego wykonana jest większość części tego pojazdu.
Nie jest jeszcze samochodem, ale to już nie jest motocykl. Ten pojazd również działa na sprężone powietrze i ma stosunkowo wysokie parametry techniczne.
Wózek trójkołowy AIRpod waży 220 kilogramów. Jest przeznaczony do przewozu maksymalnie trzech osób i jest sterowany joystickiem na przednim panelu tego półautomatycznego.
AIRpod może przejechać 220 kilometrów na jednym pełnym zasilaniu sprężonym powietrzem, rozwijając prędkość do 75 kilometrów na godzinę. Tankowanie zbiorników „paliwem” odbywa się w zaledwie półtorej minuty, a koszt przejazdu to 0,5 euro za 100 km.
A pierwszy na świecie samochód produkcyjny z silnikiem na sprężone powietrze został wyprodukowany przez indyjską firmę Tata, znaną na całym świecie z produkcji tanich pojazdów dla biednych ludzi.
Samochód Tata OneCAT waży 350 kg i może przejechać 130 km na jednym źródle sprężonego powietrza, jednocześnie przyspieszając do 100 kilometrów na godzinę. Ale takie wskaźniki są możliwe tylko przy maksymalnie napełnionych zbiornikach. Im niższa gęstość powietrza w nich, tym niższa staje się średnia prędkość.
Rekordem prędkości wśród istniejących samochodów na sprężone powietrze jest samochód. W testach, które odbyły się we wrześniu 2011 roku, pojazd ten przyspieszał do 129,2 kilometrów na godzinę. To prawda, że \u200b\u200budało mu się przejechać tylko odległość 3,2 km.
Należy również zauważyć, że Toyota Ku: Rin nie jest seryjnym samochodem osobowym. Ten samochód został stworzony specjalnie w celu zademonstrowania stale rosnących możliwości maszyn z silnikami na sprężone powietrze w wyścigach demonstracyjnych.
Francuska firma Peugeot nadaje nowe znaczenie terminowi „pojazd hybrydowy”. Jeśli wcześniej rozważano samochód, który łączy silnik spalinowy z silnikiem elektrycznym, to w przyszłości ten ostatni można zastąpić silnikiem na sprężone powietrze.
Peugeot 2008 będzie pierwszym produkowanym samochodem na świecie, który w 2016 roku będzie wyposażony w innowacyjny układ napędowy Hybrid Air. Pozwoli Ci to łączyć jazdę na paliwie płynnym, na sprężonym powietrzu oraz w trybie mieszanym.
Yamaha WR250R to pierwszy motocykl na sprężone powietrze
Australijska firma Engineair od wielu lat projektuje i produkuje silniki na sprężone powietrze. To z ich produktów inżynierowie z lokalnego oddziału Yamahy stworzyli pierwszy na świecie motocykl tego typu.
To prawda, że \u200b\u200bpociągi Aeromovel nie mają własnego silnika. Silne strumienie powietrza wydobywają się z systemu szynowego, po którym się porusza. Jednocześnie brak elektrowni wewnątrz samego pociągu sprawia, że \u200b\u200bjest on bardzo lekki.
Pociągi Aeromovel kursują obecnie na lotnisku w brazylijskim mieście Porto Alegre oraz w parku rozrywki Taman Mini w Dżakarcie w Indonezji.