Rozważmy każdą część takiego silnika lotniczego osobno. Silnik ten może dawać od 500 do 1000 obr/min, a dzięki zastosowaniu koła zamachowego ma przyzwoitą moc. Dostarczenie sprężonego powietrza w rezonatorze wystarcza na 20 minut ciągłej pracy silnika, ale istnieje możliwość wydłużenia czasu pracy, jeśli jako zbiornik stosuje się koło samochodowe. Ten silnik może być również obsługiwany parą. Zasada działania jest następująca – cylinder z przylutowanym z jednej strony pryzmatem ma w górnej części otwór, który przechodzi i kołysze się przez pryzmat wraz z osadzoną w nim osią w łożysku zębatki.
Po prawej i lewej stronie łożyska wykonane są dwa otwory, jeden dla wlotu powietrza ze zbiornika do cylindra, drugi dla wylotu powietrza wywiewanego. Pierwsza pozycja pracy silnika wskazuje moment wlotu powietrza (otwór w cylindrze pokrywa się z prawym otworem w rozpórce). Powietrze ze zbiornika, po przedostaniu się do wnęki cylindra, naciska na tłok i popycha go w dół. Ruch tłoka przez korbowód jest przenoszony na koło zamachowe, które obracając się, wyciąga cylinder z skrajnie prawego położenia i nadal się obraca. Cylinder przyjmuje pozycję pionową i w tym momencie wlot powietrza zatrzymuje się, ponieważ otwory cylindra i stojaka nie pasują do siebie.
Ze względu na bezwładność koła zamachowego ruch jest kontynuowany, a cylinder jest już przesunięty do skrajnej lewej pozycji. Otwór cylindra jest wyrównany z lewym otworem w stelażu i przez ten otwór wypychane jest powietrze wylotowe. A cykl powtarza się w kółko.
Części do silników pneumatycznych
CYLINDER - wykonany z rury mosiężnej, miedzianej lub stalowej o średnicy 10 - 12 mm. Jako cylinder można użyć mosiężnej łuski do karabinu odpowiedniego kalibru. Rurka powinna mieć gładkie ścianki wewnętrzne. Pryzmat wycięty z kawałka żelaza należy przylutować do cylindra, w którym śruba z nakrętką (oś obrotu) jest mocno osadzona, nad śrubą, w odległości 10 mm od jej osi, otwór o średnicy 2 mm wierci się przez pryzmat do cylindra dla wlotu i wylotu powietrza.
ŁĄCZNIK - wycięty z płyty mosiężnej o grubości 2 mm. jeden koniec korbowodu jest przedłużeniem, w którym wywiercony jest otwór o średnicy 3 mm na czop korby. Drugi koniec korbowodu jest przeznaczony do wlutowania w tłok. Długość korbowodu wynosi 30 mm.
TŁOK - odlewany z ołowiu bezpośrednio w cylindrze. Aby to zrobić, suchy piasek rzeczny wlewa się do puszki. Następnie rurkę przygotowaną na cylinder wkładamy do piasku, pozostawiając na zewnątrz występ 12 mm. Aby zniszczyć wilgoć, słoik z piaskiem i cylinder należy rozgrzać w piekarniku lub na kuchence gazowej. Teraz musisz wtopić przewód w cylinder i natychmiast zanurzyć tam korbowód. Korbowód musi być zainstalowany dokładnie pośrodku tłoka. Po ostygnięciu odlewu cylinder jest wyjmowany z puszki z piaskiem i wypychany z niego gotowy tłok. Wszystkie nieprawidłowości wygładzamy małym pilnikiem.
KONSTRUKCJE SILNIKA - należy wykonać zgodnie z wymiarami przedstawionymi na zdjęciu. Wykonany jest z 3 mm żelaza lub mosiądzu. Wysokość odpływu głównego wynosi 100 mm. W górnej części kolumny głównej wzdłuż środkowej linii osi wywiercony jest otwór o średnicy 3 mm, który służy jako łożysko osi obrotu cylindra. Dwa górne otwory o średnicy 2 mm są wywiercone wzdłuż okręgu o promieniu 10 mm, narysowanego od środka łożyska osi obrotu. Otwory te znajdują się po obu stronach linii środkowej szafy, w odległości 5 mm od niej. Przez jeden z tych otworów powietrze dostaje się do cylindra, przez drugi jest wypychane z cylindra. Cała konstrukcja silnika pneumatycznego osadzona jest na głównej rozpórce, która wykonana jest z drewna o grubości około 5 cm.
MAXOVIK - można odebrać gotowy lub odlany z ołowiu (samochody z silnikiem bezwładnościowym były wcześniej produkowane, tam jest koło zamachowe, którego potrzebujemy). Jeśli jednak zdecydujesz się na odlanie go z ołowiu, nie zapomnij zainstalować wałka (oś) o średnicy 5 mm na środku formy. Wymiary pokrętła są również pokazane na rysunku. Na jednym końcu wału znajduje się gwint do mocowania korby.
KRIVOSHIP - wycinamy z żelaza lub mosiądzu o grubości 3 mm zgodnie z rysunkiem. Trzpień korby może być wykonany z drutu stalowego o średnicy 3 mm i jest wlutowany w otwór korby.
POKRYWA CYLINDRA - produkujemy również z mosiądzu 2 mm i po odlaniu tłoka lutujemy do górnej części cylindra. Po złożeniu wszystkich części silnika montujemy go. W przypadku lutowania mosiądzu i stali do mocnego lutowania należy stosować mocną radziecką lutownicę i kwas solny. Zbiornik w moim projekcie jest nakładany z farby, gumowych rurek. Mój silnik jest trochę inaczej zmontowany, zmieniłem wymiary, ale zasada działania jest taka sama. Silnik pracował dla mnie godzinami, podłączono do niego domowy alternator. Taki silnik może być szczególnie interesujący dla modelarzy. Korzystaj z silnika w dowolnym miejscu i to wszystko na dziś. Powodzenia w montażu - AKA
Omów artykuł SILNIK POWIETRZNY
Ekologia zużycia Silnik: Indyjska firma Tata, znana na całym świecie z produkcji tanich pojazdów, wypuściła na rynek pierwszy na świecie samochód produkcyjny z silnikiem na sprężone powietrze.
Indyjska firma Tata, znana na całym świecie z produkcji tanich pojazdów, wypuściła na rynek pierwszy na świecie samochód produkcyjny z silnikiem napędzanym sprężonym powietrzem.
Tata OneCAT waży 350 kg i może przejechać 130 km na jednym zasilaniu sprężonym powietrzem do 300 atmosfer, przyspieszając do 100 km na godzinę.
Jak zauważają twórcy, możliwe jest osiągnięcie takich wskaźników tylko przy maksymalnie napełnionych zbiornikach, a zmniejszenie gęstości powietrza doprowadzi do zmniejszenia maksymalnej prędkości.
Do napełnienia czterech butli z włókna węglowego znajdujących się pod dnem samochodu, 2 długich i ćwierć metra średnicy, każdy potrzebuje 400 litrów sprężonego powietrza pod ciśnieniem 300 barów. Co więcej, Tata OneCAT można zatankować zarówno na stacji kompresorowej (zajmie to 3-4 minuty), jak i z domowego gniazdka. W tym drugim przypadku „dopompowanie” za pomocą minikompresora wbudowanego w samochód potrwa od trzech do czterech godzin.
Nawiasem mówiąc, po uszkodzeniu cylindry z włókna węglowego nie eksplodują, a jedynie pękają, uwalniając powietrze.
W przeciwieństwie do pojazdów elektrycznych, z akumulatorami, które mają problemy z utylizacją i niską wydajnością cyklu ładowania-rozładowania (od 50% do 70% w zależności od poziomu prądów ładowania i rozładowania), samochód na sprężone powietrze jest dość opłacalny ekonomicznie i przyjazny dla środowiska.
„Paliwo lotnicze” jest stosunkowo tanie, po przeliczeniu na ekwiwalent benzyny okazuje się, że samochód zużywa około litra na 100 kilometrów.
Pojazdy lotnicze zwykle nie mają przekładni, ponieważ silnik pneumatyczny natychmiast dostarcza maksymalny moment obrotowy – nawet podczas postoju. Ponadto silnik pneumatyczny praktycznie nie wymaga konserwacji: standardowy przebieg między dwoma przeglądami technicznymi to 100 tys. Km, a oleje - litr oleju wystarcza na 50 tys. km przebiegu (dla normalnego samochodu około 30 litrów oleju byłoby potrzebne).
Tata OneCAT ma czterocylindrowy silnik o pojemności 700 cm3 i waży zaledwie 35 kg. Działa na zasadzie mieszania sprężonego powietrza z powietrzem zewnętrznym, atmosferycznym. Ta jednostka napędowa przypomina konwencjonalny silnik spalinowy, ale jej cylindry mają różne średnice - dwa małe napędzające i dwa duże pracujące. Podczas pracy silnika powietrze z zewnątrz zasysane jest do małych cylindrów, tam sprężane przez tłoki i podgrzewane, a następnie wtłaczane do dwóch cylindrów roboczych, gdzie miesza się z zimnym sprężonym powietrzem pochodzącym ze zbiornika. W rezultacie mieszanina powietrza rozszerza się i napędza pracujące tłoki, które z kolei uruchamiają wał korbowy silnika.
Ponieważ w takim silniku nie zachodzi spalanie, na wyjściu uzyskuje się tylko czyste powietrze spalinowe.
Obliczając całkowitą sprawność energetyczną w łańcuchu „rafineria – samochód” dla trzech rodzajów napędu – benzynowego, elektrycznego i powietrza, twórcy stwierdzili, że sprawność napędu powietrznego wynosi 20%, czyli ponad dwa razy więcej niż sprawność standardowego silnika benzynowego i półtora raza - Sprawność napędu elektrycznego. Ponadto sprężone powietrze można przechowywać do wykorzystania w przyszłości przy użyciu niestabilnych odnawialnych źródeł energii, takich jak turbiny wiatrowe - wtedy można uzyskać jeszcze wyższą wydajność.
Jak zauważają twórcy, gdy temperatura spada do -20C, zapas energii napędu pneumatycznego zmniejsza się o 10% bez innych szkodliwych skutków dla jego pracy, natomiast zapas energii akumulatorów elektrycznych zmniejsza się około 2 razy.
Dodatkowo powietrze spędzone w silniku pneumatycznym ma niską temperaturę i może służyć do chłodzenia wnętrza pojazdu w upalne dni. Właściciel Tata OneCAT będzie musiał wydać energię tylko na ogrzanie samochodu w zimnych porach roku.
Prosta konstrukcja Tata OneCAT została zaprojektowana przede wszystkim do użytku w taksówkach. opublikowany
/ 11
Najgorszy Najlepsza
Fakt, że pojazdy pneumatyczne mogą stać się pełnoprawnym zamiennikiem pojazdów benzynowych i wysokoprężnych, wciąż budzi wątpliwości. Silniki na sprężone powietrze mają jednak swój bezwarunkowy potencjał.Pojazdy na sprężone powietrze wykorzystują pompę elektryczną - kompresor do sprężania powietrza do wysokiego ciśnienia (300 - 350 bar) i gromadzenia go w zbiorniku. Wykorzystując go do poruszania tłokami, podobnie jak silnik spalinowy, praca jest wykonywana, a samochód napędzany jest czystą energią.
1. Nowość technologii
Pomimo tego, że samochód z silnikiem powietrznym wydaje się być innowacyjnym, a nawet futurystycznym rozwiązaniem, to już na przełomie XIX i XX wieku w kierowaniu samochodami wykorzystywano moc powietrza. Jednak wiek XVII i rozwój Dani Papina dla Brytyjskiej Akademii Nauk należy uznać za punkt wyjścia w historii rozwoju silników lotniczych. Tak więc zasada działania silnika pneumatycznego została odkryta ponad trzysta lat temu i wydaje się tym dziwniejsze, że ta technologia nie była tak dawno stosowana w motoryzacji.
2. Ewolucja samochodów napędzanych powietrzem
Silniki na sprężone powietrze były pierwotnie używane w transporcie publicznym. W 1872 r. Louis Mekarski stworzył pierwszy tramwaj pneumatyczny. Następnie, w 1898 roku, Howdley i Knight ulepszyli projekt, wydłużając cykl silnika. Wśród ojców założycieli silnika na sprężone powietrze często wymienia się także nazwisko Charlesa Portera.
3. Lata zapomnienia
Biorąc pod uwagę długą historię silnika lotniczego, może wydawać się dziwne, że ta technologia nie rozwinęła się dobrze w XX wieku. W latach trzydziestych zaprojektowano lokomotywę z silnikiem hybrydowym zasilanym sprężonym powietrzem, ale dominującym trendem w motoryzacji stała się instalacja silników spalinowych. Niektórzy historycy wprost sugerują istnienie „lobby naftowego”: ich zdaniem potężne firmy zainteresowane rozwojem rynku sprzedaży produktów rafinacji ropy naftowej dołożyły wszelkich starań, aby badania i rozwój w zakresie tworzenia i doskonalenia silniki lotnicze nigdy nie zostały opublikowane.
4. Zalety silników sprężonego powietrza
W osiągach silników powietrznych łatwo dostrzec wiele przewag nad silnikami spalinowymi. Przede wszystkim jest to taniość i oczywiste bezpieczeństwo powietrza jako źródła energii. Ponadto konstrukcja silnika i samochodu jako całości jest uproszczona: nie ma świec zapłonowych, zbiornika gazu i układu chłodzenia silnika; wyeliminowane jest ryzyko wycieku baterii, a także zanieczyszczenia środowiska spalinami samochodowymi. Ostatecznie, przy założeniu masowej produkcji, koszt silników na sprężone powietrze będzie prawdopodobnie niższy niż koszt silników benzynowych.
Nie obejdzie się jednak bez muchy w maści: według przeprowadzonych eksperymentów działające silniki na sprężone powietrze okazały się głośniejsze niż silniki benzynowe. Ale to nie jest ich główna wada: niestety pod względem osiągów pozostają w tyle za silnikami spalinowymi.
5. Przyszłość pojazdów napędzanych powietrzem
Nowa era pojazdów na sprężone powietrze rozpoczęła się w 2008 roku, kiedy były inżynier Formuły 1, Guy Negre, zaprezentował swój pomysł, CityCat, samochód napędzany powietrzem, który może osiągać prędkość do 110 km/h i pokonywać dystanse bez konieczności ładowania. przekształcenie początkowego trybu napędu pneumatycznego w działający zajęło ponad 10 lat. Założona z grupą ludzi o podobnych poglądach, firma stała się znana jako Motor Development International. Jej początkowy projekt nie był samochodem pneumatycznym w pełnym tego słowa znaczeniu. Pierwszy silnik Guy Negre mógł pracować nie tylko na sprężonym powietrzu, ale także na gazie ziemnym, benzynie i oleju napędowym. W silniku MDI procesy sprężania, zapłonu mieszanki palnej, a także sam skok roboczy zachodzą w dwóch cylindrach o różnej pojemności, połączonych kulistą komorą.
Elektrownia została przetestowana na hatchbacku Citroen AX. Przy niskich prędkościach (do 60 km/h), gdy pobór mocy nie przekraczał 7 kW, samochód mógł poruszać się tylko na energii sprężonego powietrza, ale przy prędkości powyżej podanego znaku elektrownia automatycznie przełączała się na benzynę . W tym przypadku moc silnika wzrosła do 70 koni mechanicznych. Zużycie paliwa na autostradzie wyniosło zaledwie 3 litry na 100 km – wynik, którego pozazdrościć może każdy samochód hybrydowy.
Zespół MDI nie poprzestał jednak na osiągniętym wyniku, kontynuując prace nad ulepszeniem silnika na sprężone powietrze, a mianowicie nad stworzeniem pełnoprawnego samochodu powietrznego, bez uzupełniania gazu lub paliwa płynnego. Pierwszym był prototyp Taxi Zero Pollution. Samochód ten „z jakiegoś powodu” nie wzbudził zainteresowania w krajach rozwiniętych, które w tamtym czasie były mocno uzależnione od przemysłu naftowego. Ale Meksyk zainteresował się tym rozwojem i w 1997 roku podpisał porozumienie o stopniowej wymianie floty taksówek w Mexico City (jednym z najbardziej zanieczyszczonych megamiast na świecie) na transport „lotniczy”.
Kolejnym projektem był ten sam Airpod z półokrągłym korpusem z włókna szklanego i 80-kilogramowymi butlami na sprężone powietrze, których pełne zaopatrzenie wystarczało na 150-200 kilometrów. Jednak projekt OneCat, bardziej nowoczesna interpretacja meksykańskiej taksówki Zero Pollution, stał się pełnoprawnym seryjnym samochodem lotniczym. Lekkie i bezpieczne butle węglowe o ciśnieniu 300 bar mogą pomieścić do 300 litrów sprężonego powietrza.
Zasada działania silnika MDI jest następująca: powietrze jest zasysane do małego cylindra, gdzie jest ściskane przez tłok pod ciśnieniem 18-20 barów i nagrzewa się; Ogrzane powietrze trafia do kulistej komory, gdzie miesza się z zimnym powietrzem z cylindrów, które natychmiast rozszerza się i nagrzewa, zwiększając nacisk na tłok dużego cylindra, który przenosi siłę na wał korbowy.
Jakie metody stosują producenci samochodów, aby przyciągnąć uwagę konsumentów. Kupującego urzeka modny futurystyczny design, bezprecedensowe środki bezpieczeństwa, zastosowanie bardziej przyjaznych dla środowiska silników itp.
Osobiście nie bardzo mnie wzruszają najnowsze zachwyty różnych pracowni projektowych – tym bardziej: dla mnie samochód był i pozostanie nieożywionym kawałkiem metalu i plastiku oraz wszystkie wysiłki marketerów, aby powiedzieć mi, jak wysokie jest moje ja- szacunek należy do nieba po zakupie „naszego najnowszego modelu »To nic innego jak drżenie 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 jest zbyt wielu zwolenników Wasilija Alibakiewicza z „Dżentelmenów fortuny” w ogromie „wielkich i potężnych”. Producenci samochodów od dawna próbują przestawić się na paliwa alternatywne. W USA samochody elektryczne zajęły dość silną pozycję, ale nie każdy może sobie pozwolić na zakup takiej maszyny - jest bardzo droga. Teraz, gdyby samochody klasy budżetowej były elektryczne ...
Ciekawy cel postawili francuscy producenci PSA Peugeot Citroen, zainicjowali ciekawy program redukcji zużycia paliwa. Ta grupa producentów samochodów opracowuje elektrownię hybrydową, która może zużyć zaledwie dwa litry paliwa na sto kilometrów. Inżynierowie firmy mają już coś do pokazania - dzisiejsze rozwiązania pozwalają zaoszczędzić do 45% paliwa w porównaniu ze zwykłym silnikiem spalinowym: nawet przy takich wskaźnikach dwóch litrów na sto nie jest jeszcze możliwe dopasowanie, ale przez 2020 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 złożona i jest hybrydą trzycylindrowego silnika spalinowego i hydraulicznej pompy silnikowej. W centralnej części samochodu oraz pod bagażnikiem zainstalowano dwa cylindry jako zbiorniki paliwa alternatywnego: który jest większy - dla niskiego ciśnienia; i ten, który jest odpowiednio mniejszy dla wysokiego. Auto rozpędza się na silniku spalinowym, po osiągnięciu prędkości 70 km/h włącza się silnik hydrauliczny. Dzięki temu silnikowi hydraulicznemu i pomysłowej przekładni planetarnej energia sprężonego powietrza zostanie zamieniona na ruch obrotowy kół. Dodatkowo w takim aucie przewidziano system odzyskiwania energii - podczas hamowania silnik hydrauliczny działa jak pompa i pompuje powietrze do cylindra niskociśnieniowego - czyli tak bardzo pożądana energia nie zostanie zmarnowana.
Zdaniem inżynierów firmy, samochód z instalacją hybrydową Hybrid Air, nawet pomimo masy o 100 kg w porównaniu z tradycyjnym silnikiem, będzie miał wskaźniki zużycia paliwa na poziomie co najmniej 45%, i to pomimo tego, że zachwyca w tej dziedzinie inżynieria motoryzacyjna jest daleka od ukończenia.
Oczekuje się, że jako pierwsze w hatchbackach Citroena C3 i Peugeota 208 zostaną zastosowane systemy hybrydowe, a już w 2016 roku będzie można jeździć „powietrzem”, a francuscy menedżerowie postrzegają Rosję i Chiny jako główne rynki dla samochodów z hybryda Powietrzna hybryda.