Domeniile majore de cercetare inginerească includ vehiculele electrice, vehiculele hibride și vehiculele alimentate cu hidrogen. Combustibilul cu hidrogen și alte tehnologii disponibile pe scară largă pentru obținerea de energie ieftină sunt strict interzise de monopolurile petroliere și industriale mondiale. Cu toate acestea, progresul nu poate fi oprit și, prin urmare, unele întreprinderi și entuziaști individuali continuă să creeze vehicule unice.
Subiectul de discuție de astăzi se referă tocmai la vehiculele pneumatice. Pneumocarul este, parcă, o continuare a temei mașinii cu abur, una dintre numeroasele ramuri ale utilizării motoarelor care funcționează din cauza diferenței de presiune a gazelor. Apropo, mașina cu abur a fost inventată cu mult înainte de apariția primului motor cu abur de James Watt, cu peste 2 mii de ani în urmă, de Heron din Alexandria. Ideea lui Heron a fost dezvoltată și întruchipată într-o căruță mică de belgianul Ferdinand Verbist, în 1668.
Istoria creării mașinii ne aduce prea multe informații despre încercările reușite și nereușite ale inventatorilor de a folosi un mecanism simplu și ieftin ca motor. Inițial, au existat încercări de a folosi forța arcului mare și forța volantului. Aceste mecanisme și-au stabilit ferm poziția în jucăriile pentru copii. Dar folosirea lor ca motor al unei mașini de dimensiuni mari pare frivolă. Cu toate acestea, astfel de încercări continuă și se pare că, în viitorul apropiat, mașinile neobișnuite vor putea concura cu încredere cu mașinile echipate cu motoare cu ardere internă. 
În ciuda aparentei inutilități a acestui domeniu de lucru în domeniul transportului rutier, mașina pneumatică are o mulțime de avantaje. Aceasta este simplitatea și fiabilitatea extremă a designului, durabilitatea și costul scăzut. Acest motor este silențios și nu poluează aerul. Se pare că toate acestea atrag numeroși susținători ai acestui tip de transport.
Ideea de a folosi aer comprimat pentru a conduce mecanisme și vehicule a apărut cu mult timp în urmă și a fost brevetată în Marea Britanie în 1799. Se pare că a apărut din dorința de a simplifica cât mai mult motorul cu abur și de a-l face extrem de compact pentru utilizare pe o mașină. Uz practic 
Motorul pneumatic a fost introdus în America în 1875. Au construit locomotive de mine care rulau cu aer comprimat. Prima mașină de pasageri cu motor pneumatic, a fost demonstrată pentru prima dată în 1932, la Los Angeles.
Odată cu apariția motorului cu abur, inventatorii au încercat să-l instaleze pe „cărucioare cu rulare automată”, dar cazanul cu abur voluminos și greu s-a dovedit a fi nepotrivit pentru acest tip de transport.
S-au încercat folosirea unui motor electric și a bateriilor pentru vehiculele autopropulsate și s-a obținut un oarecare succes, dar motorul cu ardere internă era în afara competiției la acea vreme. Ca urmare a concurenței acerbe dintre acesta și motorul cu abur, motorul cu ardere internă a câștigat. 
În ciuda multor deficiențe, acest motor domină încă în multe sfere ale vieții umane, inclusiv toate tipurile de transport. Deficiențele motorului cu ardere internă și necesitatea de a găsi un înlocuitor demn pentru acesta sunt din ce în ce mai discutate în cercurile științifice și scrise în diferite publicații populare, dar toate încercările de a lansa noi tehnologii în producția de masă sunt blocate.
Inginerii și inventatorii creează cele mai interesante și promițătoare motoare care pot înlocui complet motorul cu ardere internă, dar monopoliștii mondiali de petrol și industriali își folosesc pârghiile de presiune pentru a preveni abandonarea motorului cu ardere internă și utilizarea energiei noi, alternative. surse. 
Și totuși, încercările de a crea o mașină de serie fără motor cu ardere internă sau cu utilizarea sa parțială, secundară, continuă.
Firma indiană Tata Motors se pregătește să lanseze producția în masă a unei mici mașini de oraș Tata AIRPOD, care funcționează cu aer comprimat.
De asemenea, americanii pregătesc CityCAT cu șase locuri pentru producție în masă, 
aer comprimat. Cu o lungime de 4,1 m. și o lățime de 1,82 m., mașina cântărește 850 de kilograme. Poate atinge viteze de până la 56 km/h și parcurge o distanță de până la 60 de kilometri. Indicatoarele sunt foarte modeste, dar destul de tolerabile pentru oraș, având în vedere numeroasele avantaje ale mașinii și costul ei foarte mic.Care sunt aceste avantaje?
Toți cei care dețin o mașină sau care au legătură cu transportul rutier sunt foarte conștienți de cât de complex este structural un motor modern cu ardere internă a unui automobil. Pe lângă faptul că motorul în sine este destul de complex din punct de vedere structural, necesită un sistem de dozare și injecție a combustibilului, un sistem de aprindere, un demaror, un sistem de răcire, o tobă de eșapament, un mecanism de ambreiaj, o cutie de viteze și o transmisie complexă.
Toate acestea fac ca motorul să fie scump, nefiabil, de scurtă durată și nepractic. Nici măcar nu vorbesc despre faptul că gazele de eșapament otrăvește aerul și mediul. 
Un motor cu aer este exact opusul unui motor cu ardere internă. Este extrem de simplu, compact, silențios, fiabil și durabil. Dacă este necesar, poate fi plasat chiar și în roțile mașinii. Un dezavantaj semnificativ al acestui motor, care nu îi permite să fie utilizat în mod liber pe vehicule, este kilometrajul limitat de la o realimentare.
Pentru a crește raza de acțiune a unui vehicul pneumatic, este necesar să creșteți volumul cilindrilor de aer și să creșteți presiunea aerului în cilindri. Ambele au limitări stricte în ceea ce privește dimensiunile, greutatea și rezistența cilindrilor. Poate că într-o zi aceste probleme vor fi rezolvate, dar deocamdată se folosesc așa-numitele sisteme de propulsie hibride.
În special, pentru o mașină pneumatică, se propune utilizarea unui motor cu ardere internă de putere redusă, care pompează constant aer în cilindrii de lucru. Motorul funcționează constant, pompând aer în cilindri și se oprește numai când presiunea din cilindri atinge valoarea maximă. Această soluție poate reduce semnificativ consumul de benzină, emisiile de monoxid de carbon și poate crește autonomia mașinii pneumatice. 
O astfel de schemă hibridă este versatilă și a fost folosită cu succes, inclusiv pe vehiculele electrice. Singura diferență este că în locul unui cilindru cu aer comprimat se folosește un acumulator electric, iar în locul unui motor pneumatic este folosit un motor electric. Un motor cu ardere internă de putere mică rotește un generator electric, care reîncarcă bateriile, care, la rândul lor, alimentează motoarele electrice.
Esența oricărei scheme hibride este completarea energiei consumate folosind un motor cu ardere internă. Acest lucru permite utilizarea unei puteri mai mici a motorului. Funcționează în modul cel mai profitabil și consumă mai puțin combustibil, ceea ce înseamnă că emite mai puține substanțe toxice. O mașină cu aer, sau o mașină electrică, are posibilitatea de a crește kilometrajul, deoarece energia consumată este parțial completată, direct în timpul conducerii. 
În timpul opririlor frecvente la semafoare, la coborârea în pantă și la pante, motorul de tracțiune nu consumă energie, iar cilindrii sau bateriile sunt reîncărcate curat. În timpul opririlor lungi, este mai bine să completați rezervele de energie de la o stație de alimentare standard.
Imaginați-vă că ați ajuns la serviciu, mașina este parcată, iar motorul continuă să funcționeze, completând rezervele de energie din cilindri. Nu s-ar dovedi asta că anulează toate beneficiile unei mașini hibride? Se va dovedi că economiile la benzină nu vor fi atât de semnificative pe cât ne-am dori?
În zilele tinereții mele îndepărtate, m-am gândit și la un motor pneumatic pentru o mașină de casă. Numai direcția căutării mele era de natură chimică. Am vrut să găsesc o substanță care să intre într-o reacție violentă cu apa, sau cu altă substanță, în timp ce emite gaze. Atunci nu am găsit nimic potrivit și ideea a fost abandonată pentru totdeauna.
Dar a apărut o altă idee - de ce să nu folosiți un vid în loc de presiune mare a aerului? Dacă cilindrul de aer comprimat suferă vreo deteriorare sau presiunea aerului depășește valoarea admisă, atunci aceasta este plină de distrugerea sa instantanee, ca o explozie. Acest lucru nu amenință un cilindru de vid, acesta poate fi pur și simplu aplatizat de presiunea atmosferică.
Pentru a obține o presiune mare în cilindru, aproximativ 300 de bar, aveți nevoie de un compresor special. Pentru a obține un vid în cilindru, este suficient să introduceți o porțiune de vapori de apă obișnuiți în interior. Aburul răcit se va transforma în apă, având volumul scăzut de 1600 de ori și ... scopul este atins, se obține un vid parțial. De ce parțial? Pentru că nu orice cilindru poate rezista la un vid profund. 
Atunci totul este simplu. Pentru ca mașina să circule cât mai departe posibil pe un singur cilindru, este necesar să se furnizeze nu aer, ci abur motorului pneumatic. După terminarea lucrării, aburul trece prin sistemul de răcire, unde se răcește și se transformă în apă, intră în cilindrul de vid. Adică, dacă aburul trece prin motor, să zicem, 1600 cm3, atunci doar 1 cm3 de apă va intra în cilindru. Astfel, doar o cantitate mică de apă intră în cilindrul de vid și durata de funcționare a acestuia crește de multe ori.
Să revenim, totuși, la vehiculele noastre pneumatice. Compania indiană Tata Motors va produce în masă o mașină de oraș compactă care funcționează cu aer comprimat. Compania susține că mașina lor aeriană este capabilă să accelereze până la 70 km/h și să parcurgă până la 200 de kilometri de la o singură realimentare.
La rândul lor, americanii pregătesc și mașina pneumatică CityCAT cu șase locuri pentru producție în serie. Caracteristicile declarate înseamnă că mașina va putea accelera până la 80 km/h, iar autonomia va fi de 130 km. O altă mașină pneumatică a companiei americane MDI, un mic MiniCAT cu trei locuri, este de asemenea planificată să fie lansată în serie.
Multe firme sunt interesate de mașini pneumo. Australia, Franța, Mexic și o serie de alte țări sunt, de asemenea, gata să înceapă să producă acest mod de transport neobișnuit, dar promițător. Motorul cu ardere internă va trebui totuși să părăsească arena și să cedeze loc unui alt motor, mai simplu și mai fiabil. Este greu de spus când se va întâmpla asta, dar cu siguranță se va întâmpla. Progresul nu poate sta pe loc.
Aceste mașini nu au rezervoare de combustibil, nici baterii sau panouri solare. Aceste mașini nu au nevoie de hidrogen, motorină sau benzină. Fiabilitate? Da, nu este aproape nimic de spart. Dar cine crede astăzi într-o soluție perfectă?
Primul vehicul cu aer comprimat din Australia care a intrat în serviciul comercial a început recent să lucreze la Melbourne.
Dispozitivul a fost construit de inginerul companiei australiane Engineair Angelo Di Pietro (Angelo Di Pietro).
Principala problemă la care sa gândit inventatorul a fost reducerea masei motorului, menținând în același timp o putere mare și utilizarea deplină a energiei aerului comprimat.
Nu există cilindri sau pistoane și nu există un rotor triunghiular precum un motor Wankel sau o roată de turbină cu palete.
În schimb, un inel se rotește în carcasa motorului. Din interior, se sprijină pe două role montate excentric pe un arbore.
Motor cutaway al italianului australian Di Pietro (foto de pe gizmo.com.au).
6 volume variabile separate în această mașină de expansiune decupează petalele semicirculare mobile instalate în tăieturile corpului.
Există și un sistem de distribuire a aerului către camere. Asta e aproape tot.
Apropo, motorul Di Pietro produce imediat cuplu maxim - chiar și în stare staționară și se învârte până la turații destul de decente, deci nu are nevoie de o transmisie specială cu un raport de transmisie variabil.
Astfel, puteți aranja conducerea unui autoturism conform sistemului Di Pietro. Două motoare de aer rotative, câte unul pe roată. Și nicio transmisie (ilustrare de pe gizmo.com.au).
Ei bine, simplitatea designului, dimensiunile mici și greutatea redusă sunt un alt plus pentru întreaga idee.
Care este linia de jos? Iată, de exemplu, un pneumocar de la Engineair, care este testat la un depozit dintr-un magazin alimentar din capitala Australiei.
Capacitatea de transport a acestui cărucior este de 500 de kilograme. Volumul cilindrilor de aer este de 105 litri. Kilometrajul la o benzinărie este de 16 kilometri. În acest caz, realimentarea durează câteva minute. În timp ce încărcarea unui vehicul electric similar de la rețea ar dura câteva ore.
Legătura ciudată dintre piston și arborele cotit într-un motor cu aer francez permite pistonului să se oprească într-un punct mort, menținând în același timp rotația uniformă a arborelui de ieșire al motorului (ilustrare de pe site-ul mdi.lu).
Este logic să ne imaginăm cum o instalație similară de putere mai mare poate fi montată pe o mașină mică destinată circulației în principal în interiorul orașului.
Aici este necesar să menționăm avantajul important al vehiculelor pneumatice față de vehiculele electrice, care sunt, de asemenea, înclinate a fi un mijloc de transport promițător într-un oraș căruia îi pasă de aer curat.
Bateriile, chiar și cele simple cu plumb-acid, sunt mai scumpe decât cilindrii și sunt poluanți pentru mediu după sfârșitul duratei de viață. Bateriile sunt grele, la fel și motoarele electrice. Ceea ce crește consumul de energie al mașinii.
Adevărat, atunci când aerul este comprimat în compresoarele stației de „umplere pneumatică”, se încălzește, iar această căldură încălzește inutil atmosfera. Acesta este un minus în ceea ce privește costurile totale și consumul de energie (același combustibil fosil) pentru realimentarea unor astfel de mașini.
Dar totuși, în multe situații (pentru centre metropolitane), este mai bine să te împaci cu asta, luând în schimb o mașină cu zero emisii la un preț rezonabil.
Pneumatic CityCAT's Taxi și MiniCAT's de la Motor Development International (foto de pe mdi.lu).
Prin urmare, Di Pietro are motive să creadă că el va fi cel care va putea lansa vehicule aeropurtate pe o „orbită mare”.
Ca o reamintire, ideea de a folosi aer comprimat ca purtător de energie într-un vehicul este foarte veche.
Unul dintre aceste brevete a fost eliberat în Marea Britanie în 1799. Și, așa cum relatează AV Moravsky în cartea sa „Istoria autovehiculului”, la sfârșitul secolului al XIX-lea, odată cu crearea unor cilindri de încredere, proiectați pentru presiune înaltă, astfel de mașini au devenit oarecum răspândite în Europa și Statele Unite - ca intra -planta transport tehnologic si chiar ca camioane urbane.
Cu toate acestea, consumul de energie al aerului comprimat, chiar dacă presiunea a fost adusă la 300 de atmosfere, a fost scăzut. Benzina părea mai profitabilă și aproape nimeni nu se gândea atunci la poluarea aerului.
A fost nevoie de mai mult de un secol sau mai mult pentru ca o nouă generație de inventatori să aducă mașinile aeriene înapoi pe drumuri.
În acest nou val „aer”, inginerul australian nu a fost primul. Să zicem că am vorbit deja despre francezul Guy Negre.
Compania sa - Motor Development International, angajată în dezvoltarea și promovarea motorului aerian original Negre și a mașinilor bazate pe acesta - este încă plină de speranțe strălucitoare, dar nu s-a auzit nimic despre producția în serie, deși au fost realizate o mulțime de prototipuri.
Designul motorului său (și, de fapt, este un motor cu piston), observăm, suferă în mod constant modificări. În special, trebuie remarcat un mecanism interesant de comunicare între piston și arborele cotit, care permite pistonului să se oprească la punctul mort pentru un timp și apoi să se defecteze cu accelerație - cu rotație uniformă a arborelui de ieșire.
Unitatea de putere a mașinilor CAT (ilustrare de pe site-ul mdi.lu).
Această „ezitare” este necesară pentru a avea timp să furnizeze mai mult aer în cilindru și apoi să folosească pe deplin expansiunea acestuia.
Apropo, o altă idee sănătoasă a fost propusă de francezi.
Mașinile Negre pot alimenta nu numai direct de la stația de compresor, ci și de la priză - ca și mașinile electrice.
În acest caz, generatorul instalat pe motorul cu aer se transformă într-un motor electric, iar motorul cu aer în sine se transformă într-un compresor.
Prima mașină de producție din lume cu motor cu aer comprimat a fost produsă de compania indiană Tata, cunoscută în întreaga lume pentru producția de vehicule ieftine pentru oamenii săraci.
Mașina Tata OneCAT cântărește 350 kg și poate parcurge 130 km cu o singură sursă de aer comprimat la o presiune de 300 de atmosfere, în timp ce accelerează până la 100 de kilometri pe oră. Dar astfel de indicatori sunt posibili numai cu rezervoarele umplute maxim. Cu cât densitatea aerului în ele este mai mică, cu atât indicatorul vitezei maxime devine mai mic.
4 cilindri din fibra de carbon cu carcasa de Kevlar, de 2 lungime si un sfert de metru diametru fiecare, sunt situati sub fund si retin 400 litri de aer comprimat la o presiune de 300 bar.
Totul este foarte simplu în interior:
Dar acest lucru este de înțeles, deoarece mașina este poziționată în principal pentru utilizarea în taxiuri. Apropo, ideea nu este neinteresantă - spre deosebire de vehiculele electrice cu bateriile lor reciclabile problematice și eficiența scăzută a ciclului de încărcare-descărcare (de la 50% la 70% în funcție de nivelul curenților de încărcare și descărcare), compresia aerului, stocarea în un cilindru și utilizarea ulterioară este destul de economică și ecologică.
Umplerea unei mașini Tata OneCAT cu aer la o stație de compresor va dura trei până la patru minute. „Pomparea” cu ajutorul unui mini-compresor încorporat în mașină, care funcționează de la o priză, durează trei până la patru ore. „Combustibilul aerian” este relativ ieftin: dacă îl transformi într-un echivalent cu benzină, se dovedește că mașina consumă aproximativ un litru la 100 de kilometri.
Într-o mașină pneumatică, de obicei nu există transmisie - la urma urmei, motorul pneumatic oferă imediat cuplu maxim - chiar și atunci când staționează. De asemenea, motorul cu aer practic nu necesită întreținere, kilometrajul standard între două inspecții tehnice este de nu mai puțin de 100 de mii de kilometri. Și practic nu are nevoie de ulei - un litru de „lubrifiant” este suficient pentru motor pentru 50 de mii de kilometri (pentru o mașină normală, vor fi necesari aproximativ 30 de litri de ulei).
Secretul noii mașini este că motorul său cu patru cilindri de 700 cmc cântărește doar 35 de kilograme și funcționează pe principiul amestecării aerului comprimat cu aerul exterior, atmosferic. Această unitate de putere seamănă cu un motor convențional cu ardere internă, dar cilindrii săi au diametre diferite - doi mici, conducători și doi mari, funcționali. Când motorul funcționează, aerul exterior este aspirat în cilindrii mici, comprimat de pistoane acolo și încălzit. Apoi este împins în doi cilindri de lucru și amestecat acolo cu aer comprimat rece care vine din rezervor. Ca rezultat, amestecul de aer se extinde și antrenează pistoanele de lucru, iar aceștia antrenează arborele cotit al motorului.
Deoarece nu are loc ardere în motor, doar aerul curat, de evacuare va fi „gazele de eșapament”.
Dezvoltatorii de motoare cu aer de la MDI au calculat eficiența energetică totală în lanțul de mașini de rafinărie pentru trei moduri de conducere - benzină, electrică și aer. Și s-a dovedit că eficiența propulsiei pneumatice este de 20 la sută, ceea ce este de peste două ori eficiența unui motor standard pe benzină și de o dată și jumătate mai mult decât eficiența unui motor electric. În plus, aerul comprimat poate fi stocat direct pentru utilizare ulterioară folosind surse de energie regenerabilă instabile, cum ar fi turbinele eoliene - atunci eficiența este și mai mare.
Cand temperatura scade la -20C, rezerva de energie a actionarii pneumatice este redusa cu 10% fara alte efecte nocive asupra functionarii acestuia, in timp ce rezerva de energie a bateriilor electrice va scadea de aproximativ 2 ori.
Apropo, aerul evacuat în motorul pneumatic are o temperatură scăzută și poate fi folosit pentru răcirea interiorului mașinii în sezonul cald, adică aparatul de aer condiționat îl obțineți practic gratuit, fără consum inutil de energie. Dar, din păcate, încălzitorul va trebui să fie autonom. Dar aceasta este mult mai bună decât o mașină electrică - care trebuie să cheltuiască energie atât pentru încălzire, cât și pentru răcire.
Apropo, cilindrii din fibră de sticlă-carbon sunt destul de siguri - dacă sunt deteriorați, nu explodează, în ei apar doar crăpături, prin care aerul scapă.
Uneori trebuie să aveți la îndemână un motor de putere redusă care transformă energia de ardere a combustibilului în energie mecanică. De drept, astfel de motoare au o asamblare foarte dificilă, iar dacă cumpărați unul gata făcut, atunci trebuie să vă luați rămas bun de la o sumă ordonată din portofel. Astăzi vom analiza în detaliu proiectarea și auto-asamblarea unuia dintre aceste motoare. Dar motorul nostru va funcționa puțin diferit, pe aer comprimat. Domeniul său de aplicare este foarte mare (modele de nave, mașini, dacă adăugați un generator de curent, puteți asambla o centrală mică etc.).Să începem să luăm în considerare fiecare parte a unui astfel de motor cu aer separat. Acest motor este capabil să ofere de la 500 la 1000 rpm și datorită utilizării unui volant are o putere decentă. Furnizarea de aer comprimat în rezonator este suficientă pentru 20 de minute de funcționare continuă a motorului, dar este posibil să se mărească timpul de funcționare dacă se folosește o roată de mașină ca rezervor. Acest motor poate fi acționat și cu abur. Principiul de funcționare este următorul: un cilindru cu o prismă lipită pe una dintre laturile sale are un orificiu în partea superioară, care trece și se balansează prin prismă împreună cu o axă fixată în el în rulmentul suportului.
La dreapta și la stânga rulmentului sunt făcute două găuri, una pentru intrarea aerului din rezervor în cilindru, cealaltă pentru evacuarea aerului. Prima poziție a funcționării motorului indică momentul de admisie a aerului (orificiul din cilindru coincide cu orificiul din dreapta din bară). Aerul din rezervor, după ce a intrat în cavitatea cilindrului, apasă pe piston și îl împinge în jos. Mișcarea pistonului prin biela este transmisă volantului, care, rotindu-se, scoate cilindrul din poziția extremă dreaptă și continuă să se rotească. Cilindrul ia pozitie verticala si in acest moment admisia de aer se opreste, deoarece orificiile cilindrului si ale rackului nu se potrivesc.
Datorită inerției volantului, mișcarea continuă și cilindrul este deja mutat în poziția extremă stângă. Alezajul cilindrului se aliniază cu orificiul din stânga al rackului și prin acest orificiu aerul evacuat este împins afară. Și ciclul se repetă iar și iar.
Piese de motor cu aer
CILINDRU - realizat din tub de alama, cupru sau otel cu diametrul de 10 - 12 mm. Cilindrul poate fi un cartuș de pușcă din alamă de calibru corespunzător. Tubul trebuie să aibă pereți interiori netezi. Pe cilindru trebuie lipită o prismă tăiată dintr-o bucată de fier, în care se fixează strâns un șurub cu piuliță (axa de balansare), deasupra șurubului, la o distanță de 10 mm de axa acestuia, un orificiu cu diametrul de 2 mm sunt găuriți prin prismă în cilindru pentru intrarea și evacuarea aerului.
BIELĂ - tăiată dintr-o placă de alamă de 2 mm grosime. un capăt al bielei este o prelungire în care este găurit un orificiu cu diametrul de 3 mm pentru știftul manivelei. Celălalt capăt al bielei este proiectat pentru a fi lipit în piston. Lungimea bielei este de 30 mm.
PISTON - turnat din plumb direct în cilindru. Pentru a face acest lucru, nisip uscat de râu este turnat într-o cutie de tablă. Apoi introducem tubul pregătit pentru cilindru în nisip, lăsând o proeminență de 12 mm în exterior. Pentru a distruge umezeala, un borcan cu nisip și un cilindru trebuie încălzite într-un cuptor sau pe o sobă cu gaz. Acum trebuie să topiți plumbul în cilindru și să scufundați imediat biela acolo. Biela trebuie instalată exact în centrul pistonului. Când turnarea s-a răcit, cilindrul este scos din cutia de nisip și pistonul finit este împins afară din acesta. Netezim toate neregulile cu un fișier mic.
STRUCTURI MOTOR - trebuie realizate conform dimensiunilor prezentate in fotografie. Este realizat din fier sau alamă de 3 mm. Înălțimea scurgerii principale este de 100 mm. În partea superioară a barei principale, de-a lungul liniei axiale centrale este găurită o gaură cu diametrul de 3 mm, care servește ca lagăr pentru axa de balansare a cilindrului. Cele două găuri superioare cu diametrul de 2 mm sunt găurite de-a lungul unui cerc cu o rază de 10 mm, desenat din centrul lagărului axei oscilante. Aceste găuri sunt situate pe fiecare parte a liniei centrale a rackului, la 5 mm distanță de acesta. Printr-unul dintre aceste orificii aerul intră în cilindru, prin celălalt este împins afară din cilindru. Întreaga structură a motorului pneumatic este asamblată pe loncherul principal, care este realizat din lemn cu o grosime de aproximativ 5 cm.
MAXOVIK - puteți ridica unul gata făcut sau turnat din plumb (mașinile cu motor inerțial au fost produse anterior, există volantul de care avem nevoie). Dacă totuși decideți să-l turnați din plumb, atunci nu uitați să instalați un arbore (ax) cu un diametru de 5 mm în centrul matriței. Dimensiunile roții de mână sunt, de asemenea, prezentate în figură. Există un filet la un capăt al arborelui pentru atașarea manivelei.
KRIVOSHIP - decupam din fier sau alama cu o grosime de 3 mm conform poza. Știftul manivelei poate fi realizat din sârmă de oțel cu un diametru de 3 mm și este lipit în orificiul manivelei.
CAPAC CILINDRU - producem și alamă de 2 mm și, după turnarea pistonului, sunt lipite la vârful cilindrului. După asamblarea tuturor pieselor motorului, îl asamblam. În lipirea alamă și oțel, un fier de lipit sovietic puternic și acid sărat ar trebui să fie folosite pentru o lipire puternică. Rezervorul din designul meu este aplicat din vopsea, tuburi de cauciuc. Motorul meu este asamblat puțin diferit, am schimbat dimensiunile, dar principiul de funcționare este același. Motorul mergea ore întregi la mine, la el era conectat un alternator de casă. Un astfel de motor poate prezenta un interes deosebit pentru modelatori. Folosiți motorul oriunde credeți de cuviință și asta este tot pentru astăzi. Mult succes cu asamblarea - AKA
Discutați articolul MOTOR AIR
În urmă cu câțiva ani, știrea s-a răspândit în întreaga lume că compania indiană Tata urma să lanseze o mașină cu aer comprimat în serie. Planurile au rămas planuri, dar mașinile pneumatice au devenit în mod clar o tendință: în fiecare an sunt câteva proiecte destul de viabile, iar Peugeot plănuia să pună un hibrid cu aer pe transportor în 2016. De ce au devenit brusc la modă pneumocarurile?
Tot ce este nou este bine uitat vechi. Astfel, mașinile electrice de la sfârșitul secolului al XIX-lea au fost mai populare decât omologii lor pe benzină, apoi au supraviețuit unui secol de uitare și apoi din nou „a răsărit din cenușă”. Același lucru este valabil și pentru echipamentele pneumatice. În 1879, pionierul francez al aviației Victor Taten a proiectat A? avioane, care trebuia să fie ridicată în aer datorită unui motor cu aer comprimat. Modelul acestei aeronave a zburat cu succes, deși aeronava nu a fost construită în dimensiune completă.
Strămoșul motoarelor aeriene în transportul terestru a fost un alt francez, Louis Mekarski, care a dezvoltat o unitate de putere similară pentru tramvaiele pariziene și nantes. În Nantes, mașinile au fost testate la sfârșitul anilor 1870, iar până în 1900 Mekarski deținea o flotă de 96 de tramvaie, dovedind eficiența sistemului. Ulterior, „flota” pneumatică a fost înlocuită cu una electrică, dar s-a făcut o pornire. Mai târziu, locomotivele pneumatice s-au găsit într-o sferă îngustă de utilizare pe scară largă - minerit. În același timp, au început încercările de a pune un motor cu aer pe mașină. Dar până la începutul secolului XXI, aceste încercări au rămas izolate și nu merită atenție.
Beneficiile aerului
Un motor cu aer (sau, după cum se spune, un cilindru pneumatic) transformă energia aerului în expansiune în lucru mecanic. In principiu este asemanator cu cel hidraulic. „Inima” motorului pneumatic este pistonul de care este atașată tija; un arc este înfășurat în jurul tulpinii. Aerul care intră în cameră învinge rezistența arcului odată cu creșterea presiunii și mișcă pistonul. În faza de eliberare, când presiunea aerului scade, arcul readuce pistonul în poziția inițială - iar ciclul se repetă. Cilindrul pneumatic poate fi numit „motor cu ardere internă”.
O schemă de diafragmă mai comună, în care rolul cilindrului este jucat de o diafragmă flexibilă, la care este atașată și o tijă cu arc. Avantajul său constă în faptul că nu este necesară o precizie atât de mare a potrivirii elementelor în mișcare, nu sunt necesari lubrifianți, iar etanșeitatea camerei de lucru crește. Există, de asemenea, motoare pneumatice rotative (cu palete) - analogi ai motorului cu ardere internă Wankel.
Principalele avantaje ale motorului pneumatic sunt prietenosul cu mediul și costul scăzut al „combustibilului”. De fapt, din cauza lipsei de risipă a locomotivelor pneumatice, acestea s-au răspândit în domeniul minelor - atunci când se folosește un motor cu ardere internă într-un spațiu închis, aerul devine rapid poluat, înrăutățind brusc condițiile de lucru. Gazele de evacuare ale motorului cu aer sunt aer obișnuit.
Unul dintre dezavantajele unui cilindru pneumatic este o densitate de energie relativ scăzută, adică cantitatea de energie generată pe unitatea de volum a fluidului de lucru. Comparați: aerul (la o presiune de 30 MPa) are o densitate energetică de aproximativ 50 kWh pe litru, iar benzina obișnuită - 9411 kWh pe litru! Adică, benzina ca combustibil este de aproape 200 de ori mai eficientă. Chiar și ținând cont de eficiența nu foarte mare a motorului pe benzină, acesta „da” până la urmă aproximativ 1600 kWh pe litru, ceea ce este mult mai mare decât indicatorii cilindrului pneumatic. Acest lucru limitează toți indicatorii de performanță ai motoarelor pneumatice și a mașinilor pe care le mișcă (rază, viteză, putere etc.). În plus, motorul cu aer are o eficiență relativ scăzută - aproximativ 5-7% (față de 18-20% pentru un motor cu ardere internă).
Pneumatica secolului XXI
Urgența problemelor de mediu ale secolului 21 i-a forțat pe ingineri să revină la ideea de mult uitată de a folosi un cilindru pneumatic ca motor pentru un vehicul rutier. De fapt, o mașină pneumatică este mai ecologică chiar și decât o mașină electrică, ale cărei elemente structurale conțin substanțe nocive pentru mediu. În cilindrul pneumatic, există aer și nimic altceva decât aer.
Prin urmare, principala sarcină de inginerie a fost să aducă pneumocarul într-o formă în care să poată concura cu vehiculele electrice în ceea ce privește performanța și costul. Există multe capcane în această afacere. De exemplu, problema deshidratării aerului. Dacă există cel puțin o picătură de lichid în aerul comprimat, atunci din cauza răcirii puternice atunci când fluidul de lucru se extinde, acesta se va transforma în gheață, iar motorul pur și simplu se va opri (sau chiar va necesita reparații). Aerul obișnuit de vară conține aproximativ 10 g de lichid pe 1 m 3, iar la umplerea unui cilindru, energie suplimentară (aproximativ 0,6 kWh) trebuie cheltuită pentru deshidratare - iar această energie este de neînlocuit. Acest factor anulează posibilitatea realimentării acasă de înaltă calitate - echipamentele de deshidratare nu pot fi instalate și operate acasă. Și aceasta este doar una dintre probleme.
Cu toate acestea, subiectul mașinii pneumatice s-a dovedit a fi prea atractiv pentru a uita de el.
Direct în serie?
Una dintre soluțiile pentru a minimiza dezavantajele motorului pneumatic este de a face vehiculul mai ușor. Într-adevăr, un minicar de oraș nu are nevoie de o autonomie și viteză mare, dar performanța de mediu într-o metropolă joacă un rol semnificativ. Exact pe asta se bazează inginerii companiei franco-italiane Motor Development International, care au prezentat lumii la Salonul Auto de la Geneva din 2009 scaunul rulant pneumatic MDI AIRpod și versiunea sa mai serioasă MDI OneFlowAir. MDI a început să „lupte” pentru pneumocar încă din 2003, arătând conceptul Eolo Car, dar numai zece ani mai târziu, după ce au umplut o mulțime de denivelări, francezii au ajuns la o soluție acceptabilă pentru transportor.
MDI AIRpod este o încrucișare între o mașină și o motocicletă, un analog direct al unui scaun cu rotile motorizat, așa cum a fost adesea numit în URSS. Datorită motorului pneumatic de 5,45 cai putere, subcompactul cu trei roți care cântărește doar 220 kg poate accelera până la 75 km/h, iar autonomia sa este de 100 km în versiunea de bază sau 250 km în configurația mai serioasă. Interesant este că AIRpod-ul nu are deloc volan - mașina este controlată de un joystick. În teorie, poate circula atât pe drumurile publice, cât și pe pistele de biciclete.
AIRpod are toate șansele de producție în masă, deoarece în orașele cu o structură de ciclism dezvoltată, de exemplu, în Amsterdam, astfel de mașini pot fi solicitate. O realimentare cu aer într-o stație special echipată durează aproximativ un minut și jumătate, iar costul deplasării, ca urmare, este de aproximativ 0,5 la 100 km - pur și simplu nu este nicăieri mai ieftin. Cu toate acestea, perioada anunțată pentru producția în serie (primăvara 2014) a trecut deja, iar lucrurile sunt încă acolo. Poate că MDI AIRpod va apărea pe străzile orașelor europene în 2015.
Al doilea concept de pre-producție este celebrul proiect al gigantului indian Tata, mașina MiniCAT. Proiectul a fost lansat concomitent cu AIRpod, dar, spre deosebire de europeni, indienii au pus în program o micro-mașină normală, cu drepturi depline, cu patru roți, portbagaj și aspect tradițional (în AIRpod, rețineți că pasagerii și șoferul sta cu spatele unul la altul). Tata cântărește puțin mai mult, 350 kg, viteza maximă este de 100 km/h, intervalul de croazieră este de 120 km, adică MiniCAT în ansamblu arată ca o mașină, nu ca o jucărie. Interesant, Tata nu s-a deranjat să dezvolte un motor cu aer de la zero, dar pentru 28 de milioane de dolari a achiziționat drepturile de utilizare a dezvoltărilor MDI (care i-au permis acestuia din urmă să rămână pe linia de plutire) și a îmbunătățit motorul pentru a propulsa un vehicul mai mare. Una dintre caracteristicile acestei tehnologii este utilizarea căldurii degajate atunci când aerul în expansiune este răcit pentru a încălzi aerul la umplerea cilindrilor.
Tata a intenționat inițial să pună MiniCAT pe linia de asamblare la jumătatea anului 2012 și să producă aproximativ 6.000 de unități pe an. Dar rodajul continuă, iar producția în serie a fost amânată până la vremuri mai bune. În timpul dezvoltării, conceptul a reușit să-și schimbe numele (anterior se numea OneCAT) și designul, așa că nimeni nu știe ce versiune a acestuia va fi în cele din urmă la vânzare. Se pare chiar și reprezentanții Tata.
Pe două roți
Cu cât un vehicul cu aer comprimat este mai ușor, cu atât este mai eficient din punct de vedere operațional și economic. Concluzia logică din această afirmație este de ce să nu faci un scuter sau o motocicletă?
La aceasta a participat australianul Dean Benstead, care în 2011 a arătat lumii motocicleta de motocross O 2 Pursuit cu o unitate de putere dezvoltată de Engineair. Acesta din urmă este specializat în motoarele cu aer rotative deja menționate dezvoltate de Angelo di Pietro. De fapt, acesta este un aspect Wankeli clasic fără ardere - rotorul este pus în mișcare prin furnizarea de aer a camerelor. Benstede a trecut de la invers la dezvoltare. Mai întâi a comandat un motor Engineair, apoi a construit o motocicletă în jurul lui, folosind un cadru și piese din producția Yamaha WR250R. Mașina s-a dovedit a fi surprinzător de eficientă energetic: parcurge 100 km la o benzinărie și, teoretic, dezvoltă o viteză maximă de 140 km/h. Aceste cifre, de altfel, le depășesc pe cele ale multor motociclete electrice. Benstede s-a jucat inteligent cu forma balonului, potrivindu-l în cadru - acest spațiu economisit; motorul este de două ori mai compact decât omologul său pe benzină, iar spațiul liber vă permite să instalați un al doilea cilindru, dublând kilometrajul motocicletei.
Din păcate, O 2 Pursuit a rămas doar o jucărie de unică folosință, deși a fost nominalizată la prestigiosul James Dyson Invention Award. Doi ani mai târziu, ideea lui Benstead a fost preluată de un alt australian, Darby Bicheno, care și-a propus să creeze, după o schemă similară, nu o motocicletă, ci un vehicul pur urban, un scuter. EcoMoto 2013 ar trebui să fie făcut din metal și bambus (fără plastic), dar nu s-a mutat dincolo de randări și schițe.
Pe lângă Benstede și Bicheno, o mașină similară a fost construită în 2010 de Evin Yi Yan (proiectul său se numea Green Speed Air Motorcycle). Toți cei trei designeri, apropo, au fost studenți ai Institutului Regal de Tehnologie din Melbourne și, prin urmare, proiectele lor sunt similare, folosesc același motor și... nu au nicio șansă de o serie, rămânând munca de cercetare.
Corporații la început
Cele de mai sus confirmă că există un viitor pentru mașinile aeriene, dar cel mai probabil nu în „forma pură”. Totuși, au limitările lor. Același MDI AIRpod a eșuat absolut toate testele de impact, deoarece designul său ultra-ușor nu a permis să protejeze în mod corespunzător șoferul și pasagerii.
Dar este foarte posibil să folosiți tehnologii pneumatice ca sursă suplimentară de energie într-o mașină hibridă. În acest sens, Peugeot a anunțat că din 2016 unele dintre crossover-urile Peugeot 2008 vor fi produse într-o versiune hibridă, unul dintre elementele căreia va fi instalarea Hybrid Air. Acest sistem a fost dezvoltat în colaborare cu Bosch; esența sa este că energia motorului cu ardere internă nu va fi stocată sub formă de electricitate (ca la hibrizii convenționali), ci în cilindri cu aer comprimat. Planurile au rămas însă planuri: momentan, instalația nu este instalată pe mașinile de serie.
Peugeot 2008 Hybrid Air se va putea mișca folosind energia motorului cu ardere internă, a unității de alimentare cu aer sau o combinație a ambelor. Sistemul însuși va recunoaște care sursă este mai eficientă într-o situație dată. În ciclul urban, în special, energia aerului comprimat va fi utilizată în 80% din timp - aceasta antrenează pompa hidraulică, care rotește arborele atunci când motorul cu ardere internă este oprit. Economia totală de combustibil cu această schemă va fi de până la 35%. Când se lucrează în aer curat, viteza maximă a vehiculului este limitată la 70 km/h.
Conceptul Peugeot pare absolut viabil. Având în vedere beneficiile de mediu, astfel de hibrizi îi pot înlocui pe cei electrici în următorii cinci până la zece ani. Și lumea va deveni puțin mai curată. Sau nu va fi.