Să începem să luăm în considerare fiecare parte a unui astfel de motor de aer separat. Acest motor este capabil să ofere de la 500 la 1000 rpm și datorită utilizării unui volant are o putere decentă. Alimentarea cu aer comprimat în rezonator este suficientă pentru 20 de minute de funcționare continuă a motorului, dar este posibil să crească timpul de funcționare dacă o roată de mașină este utilizată ca rezervor. Acest motor poate fi acționat și cu abur. Principiul de funcționare este după cum urmează - un cilindru cu o prismă lipită pe una dintre laturile sale are o gaură în partea superioară, care trece și se leagă prin prismă împreună cu axa fixată în acesta în lagărul rack-ului.
Două găuri sunt făcute la dreapta și la stânga rulmentului, una pentru aerul de intrare din rezervor în cilindru, cealaltă pentru evacuarea aerului de evacuare. Prima poziție a funcționării motorului indică momentul de admisie a aerului (orificiul din cilindru coincide cu orificiul din dreapta din montant). Aerul din rezervor, după ce a intrat în cavitatea cilindrului, apasă pistonul și îl împinge în jos. Mișcarea pistonului prin bielă este transmisă volantului, care, rotind, scoate cilindrul din poziția extremă dreaptă și continuă să se rotească. Cilindrul își asumă o poziție verticală și în acest moment admisia de aer se oprește, deoarece orificiile cilindrului și ale rack-ului nu se potrivesc.
Datorită inerției volantului, mișcarea continuă și cilindrul este deja mutat în poziția extremă stângă. Alezajul cilindrului se aliniază cu orificiul stâng al raftului și prin această gaură aerul evacuat este împins afară. Și ciclul se repetă mereu.
Piesele motorului aerian
CILINDRU - din tub de alamă, cupru sau oțel cu diametrul de 10 - 12 mm. O cutie de cartuș de aramă de calibru adecvat poate fi utilizată ca cilindru. Tubul trebuie să aibă pereți interiori netezi. O prismă tăiată dintr-o bucată de fier trebuie lipită pe cilindru, în care un șurub cu piuliță (axul oscilant) este fixat strâns, deasupra șurubului, la o distanță de 10 mm de axa sa, o gaură cu un diametru de 2 mm sunt forate prin prismă în cilindru pentru intrarea și ieșirea aerului.
TIGĂ DE CONECTARE - tăiată dintr-o placă de alamă cu grosimea de 2 mm. un capăt al bielei este o prelungire în care se găsește o gaură cu un diametru 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, nisipul uscat de râu este turnat într-o cutie de tablă. Apoi introducem tubul pregătit pentru cilindru în nisip, lăsând în afară o proeminență de 12 mm. 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 cablul în cilindru și să scufundați imediat biela acolo. Biela trebuie instalată exact în centrul pistonului. Când turnarea s-a răcit, cilindrul este îndepărtat din cutia de nisip și pistonul finit este împins din el. Eliminăm toate neregulile cu un fișier mic.
STRUCTURILE MOTORULUI - trebuie realizate conform dimensiunilor prezentate în fotografie. Este fabricat din fier sau alamă de 3 mm. Înălțimea canalului principal de scurgere este de 100 mm. În partea superioară a tijei principale, o gaură cu un diametru de 3 mm este forată de-a lungul liniei axiale centrale, care servește ca rulment pentru axa de oscilare a cilindrului. Cele două găuri superioare cu un diametru de 2 mm sunt găurite de-a lungul unui cerc cu raza de 10 mm, tras din centrul rulmentului axei oscilante. Aceste găuri sunt situate de ambele părți ale liniei centrale a raftului, la 5 mm distanță de acesta. Prin una dintre aceste găuri, aerul pătrunde în cilindru, prin cealaltă este împins afară din cilindru. Întreaga structură a motorului cu aer este asamblată pe tija principală, care este realizată din lemn cu o grosime de aproximativ 5 cm.
MAȘINĂ - puteți ridica una gata confecționată sau aruncați din plumb (mașinile cu motor inerțial au fost produse anterior, există volantul de care avem nevoie). Dacă totuși decideți să o aruncați din plumb, nu uitați să instalați un ax (ax) cu un diametru de 5 mm în centrul matriței. Dimensiunile roții de mână sunt prezentate și în figură. Există un filet la un capăt al arborelui pentru fixarea manivelei.
KRIVOSHIP - decupăm din fier sau alamă cu grosimea de 3 mm conform imaginii. Știftul cu manivelă poate fi realizat din sârmă de oțel cu un diametru de 3 mm și este lipit în gaura manivelei.
CAPAC CILINDRU - producem și alamă de 2 mm și, după turnarea pistonului, sunt lipite în partea superioară a cilindrului. După asamblarea tuturor părților motorului, îl asamblăm. În lipirea alamelor și a oțelului, pentru lipirea puternică ar trebui să se utilizeze un fier de lipit sovietic puternic și acidul sărat. 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 funcționa ore în șir pentru mine, un alternator de casă era conectat la el. Un astfel de motor poate fi de interes special pentru modelatori. Folosiți motorul oriunde vedeți că este potrivit și atât pentru astăzi. Noroc cu adunarea - AKA
Discutați articolul AIR ENGINE
Ecologia consumului Motor: Compania indiană Tata, cunoscută în întreaga lume pentru producția de vehicule ieftine, a lansat prima mașină de producție din lume cu un motor cu aer comprimat.
Compania indiană Tata, cunoscută în toată lumea pentru producția de vehicule ieftine, a lansat prima mașină de producție din lume cu un motor care funcționează cu aer comprimat.
Tata OneCAT cântărește 350 kg și poate parcurge 130 km cu o singură sursă de aer comprimat până la 300 de atmosfere, în timp ce accelerează până la 100 km pe oră.
După cum remarcă dezvoltatorii, este posibil să se ajungă la astfel de indicatori numai cu rezervoarele umplute maxim, o scădere a densității aerului în care va duce la o scădere a vitezei maxime.
Pentru a umple cele patru butelii din fibră de carbon amplasate sub partea inferioară a mașinii, cu lungimea de 2 și un sfert de metru în diametru, fiecare necesită 400 de litri de aer comprimat la o presiune de 300 bari. Mai mult, puteți alimenta Tata OneCAT atât la stația de compresor (va dura 3-4 minute), cât și de la o priză de uz casnic. În acest din urmă caz, „pomparea” cu mini-compresorul încorporat în mașină va dura trei până la patru ore.
Apropo, atunci când sunt deteriorate, buteliile din fibră de carbon nu explodează, ci doar crapa, eliberând aer.
Spre deosebire de vehiculele electrice, cu baterii care au probleme cu eliminarea și eficiența scăzută a ciclului de încărcare-descărcare (de la 50% la 70% în funcție de nivelul de curenți de încărcare și descărcare), o mașină cu aer comprimat este destul de rentabilă din punct de vedere economic și ecologică.
„Combustibilul pentru aer” este relativ ieftin, dacă este transformat în echivalent benzină, se dovedește că mașina consumă aproximativ un litru la 100 de kilometri.
De obicei, autoturismele aeriene nu au transmisie, deoarece motorul pneumatic oferă cuplu maxim imediat - chiar și atunci când staționează. În plus, motorul aerian practic nu are nevoie de profilaxie: kilometrajul standard între două inspecții tehnice este de 100 mii km și uleiuri - un litru de ulei este suficient pentru 50 mii km de rulare (pentru o mașină normală, aproximativ 30 litri de ulei ar fi nevoie).
Tata OneCAT are un motor cu patru cilindri de 700cc și cântărește doar 35 kg. 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 - două mici, cu motor și două mari, care funcționează. Când motorul funcționează, aerul exterior este aspirat în cilindri mici, comprimat acolo de pistoane și încălzit, apoi împins în doi cilindri de lucru, unde este amestecat cu aerul comprimat rece care vine din rezervor. Ca rezultat, amestecul de aer se extinde și acționează pistoanele de lucru, care la rândul lor pornesc arborele cotit al motorului.
Deoarece nu se produce nicio arsură într-un astfel de motor, la ieșire se obține doar aer curat de evacuare.
Calculând eficiența energetică totală în lanțul „rafinărie de petrol - mașină” pentru trei tipuri de acționare - benzină, electrică și aeriană, dezvoltatorii au descoperit că eficiența acționării aerului este de 20%, ceea ce este de peste două ori mai mare decât eficiența a unui motor pe benzină standard și de o dată și jumătate - Eficiența acționării electrice. În plus, aerul comprimat poate fi stocat pentru utilizare viitoare folosind surse de energie regenerabile instabile, cum ar fi turbine eoliene - atunci puteți obține o eficiență și mai mare.
După cum remarcă dezvoltatorii, atunci când temperatura scade la -20 ° C, rezerva de energie a mecanismului de acționare pneumatică scade cu 10% fără alte efecte dăunătoare asupra funcționării sale, în timp ce rezerva de energie a bateriilor electrice scade de aproximativ 2 ori.
În plus, aerul consumat în motorul cu aer are o temperatură scăzută și poate fi folosit pentru răcirea interiorului vehiculului în zilele toride. Proprietarul unui Tata OneCAT va trebui să cheltuiască energie doar pentru încălzirea mașinii în timpul sezonului rece.
Designul simplu al Tata OneCAT a fost conceput în principal pentru utilizarea în taxiuri. publicat
/ 11
Cel mai rău Cel mai bun
Faptul că vehiculele pneumatice pot deveni un înlocuitor cu drepturi depline pentru vehiculele pe benzină și diesel este încă îndoielnic. Cu toate acestea, motoarele cu aer comprimat au potențialul lor necondiționat. Vehiculele cu aer comprimat folosesc o pompă electrică - compresor pentru a comprima aerul la presiune ridicată (300 - 350 bari) și îl acumulează într-un rezervor. Folosind-o pentru a muta pistoanele, ca un motor cu ardere internă, se lucrează și mașina este condusă de energie curată.
1. Noutatea tehnologiei
În ciuda faptului că mașina cu motor cu aer pare a fi o dezvoltare inovatoare și chiar futuristă, puterea aerului a fost utilizată la conducerea mașinilor încă de la sfârșitul secolului al XIX-lea și începutul secolului al XX-lea. Cu toate acestea, secolul al XVII-lea și dezvoltarea lui Dani Papin pentru Academia Britanică de Științe trebuie considerate punctul de plecare din istoria dezvoltării motoarelor cu aer. Astfel, principiul de funcționare al unui motor cu aer a fost descoperit acum mai bine de trei sute de ani și pare cu atât mai ciudat că această tehnologie nu a fost aplicată în industria auto de atât de mult timp.
2. Evoluția mașinilor cu motor
Motoarele cu aer comprimat erau utilizate inițial în transportul public. În 1872, Louis Mekarski a creat primul tramvai pneumatic. Apoi, în 1898, Howdley și Knight au îmbunătățit designul prin extinderea ciclului motorului. Printre părinții fondatori ai motorului cu aer comprimat, este adesea menționat și numele lui Charles Porter.
3. Ani de uitare
Având în vedere lunga istorie a motorului aerian, poate părea ciudat faptul că această tehnologie nu s-a dezvoltat bine în secolul al XX-lea. În anii treizeci, a fost proiectată o locomotivă cu un motor hibrid care funcționa pe aer comprimat, dar instalarea motoarelor cu ardere internă a devenit tendința dominantă în industria auto. Unii istorici sugerează în mod transparent existența unui „lobby petrolier”: în opinia lor, companiile puternice interesate de creșterea pieței pentru vânzările de produse rafinate de petrol au făcut toate eforturile posibile pentru a se asigura că cercetarea și dezvoltarea în domeniul creării și îmbunătățirii motoarele aeriene nu au fost niciodată publicate.
4. Avantajele motoarelor cu aer comprimat
În ceea ce privește performanța motoarelor cu aer, este ușor de observat multe avantaje față de motoarele cu ardere internă. În primul rând, este ieftinitatea și siguranța evidentă a aerului ca sursă de energie. Mai mult, designul motorului și al mașinii în ansamblu este simplificat: nu există bujii, un rezervor de benzină și un sistem de răcire a motorului; riscul de scurgere a bateriei, precum și poluarea mediului prin evacuarea mașinii, este eliminat. În cele din urmă, având în vedere producția de masă, costul motoarelor cu aer comprimat este probabil să fie mai mic decât costul motoarelor pe benzină.
Cu toate acestea, nu se va face fără o muscă în unguent: conform experimentelor efectuate, motoarele cu aer comprimat în funcțiune s-au dovedit a fi mai zgomotoase decât motoarele pe benzină. Dar acesta nu este principalul lor dezavantaj: din păcate, în ceea ce privește performanța lor, rămân, de asemenea, în urma motoarelor cu ardere internă.
5. Viitorul vehiculelor cu motor
O nouă eră pentru vehiculele cu aer comprimat a început în 2008, când fostul inginer de Formula 1 Guy Negre și-a prezentat ideea, CityCat, o mașină cu aer care poate atinge viteze de până la 110 km / h și poate parcurge distanțe fără să se reîncarce. a durat mai mult de 10 ani pentru a transforma modul de pornire al acționării pneumatice într-unul funcțional. Înființată împreună cu un grup de oameni cu aceeași idee, compania a devenit cunoscută sub numele de Motor Development Internation. Proiectul ei inițial nu era o mașină pneumatică în sensul complet al cuvântului. Primul motor al lui Guy Negre ar putea funcționa nu numai cu aer comprimat, ci și cu gaze naturale, benzină și motorină. În motorul MDI, procesele de compresie, aprindere a amestecului combustibil, precum și cursa de lucru în sine, au loc în doi cilindri de volume diferite, conectați printr-o cameră sferică.
Centrala a fost testată pe un hatchback Citroen AX. La viteze mici (până la 60 km / h), atunci când consumul de energie nu depășea 7 kW, mașina putea să se deplaseze doar pe energia aerului comprimat, dar cu o viteză peste marca specificată, centrala electrică a trecut automat la benzină . În acest caz, puterea motorului a crescut la 70 de cai putere. Consumul de combustibil pe autostradă a fost de doar 3 litri la 100 km - rezultat pe care orice mașină hibridă îl va invidia.
Cu toate acestea, echipa MDI nu s-a oprit la rezultatul obținut, continuând să lucreze la îmbunătățirea motorului cu aer comprimat, și anume, la crearea unei mașini cu aer deplin, fără completarea gazului sau a combustibilului lichid. Primul a fost prototipul Taxi Zero Pollution. Această mașină „dintr-un anumit motiv” nu a trezit interesul în țările dezvoltate, care în acel moment erau puternic dependente de industria petrolieră. Dar Mexicul a devenit interesat de această evoluție și, în 1997, a semnat un acord privind înlocuirea treptată a flotei de taxiuri din Mexico City (una dintre cele mai poluate megalopole din lume) pentru transportul „aerian”.
Următorul proiect a fost același Airpod cu un corp semicircular din fibră de sticlă și butelii de aer comprimat de 80 de kilograme, a căror sursă completă a fost suficientă pentru 150-200 de kilometri. Cu toate acestea, proiectul OneCat, o interpretare mai modernă a taxiului mexican Zero Pollution, a devenit o mașină aeriană de serie. Buteliile de carbon ușoare și sigure la 300 de bari pot conține până la 300 de litri de aer comprimat.
Principiul de funcționare al motorului MDI este după cum urmează: aerul este aspirat într-un cilindru mic, unde este comprimat de un piston la o presiune de 18-20 bari și se încălzește; aerul încălzit intră într-o cameră sferică, unde se amestecă cu aerul rece din cilindri, care se extinde instantaneu și se încălzește, crescând presiunea asupra pistonului cilindrului mare, care transferă forța arborelui cotit.
Ce metode sunt folosite de producătorii auto pentru a atrage atenția consumatorilor. Cumpărătorul este vrăjit cu un design futurist la modă, măsuri de siguranță fără precedent, utilizarea unor motoare mai ecologice etc.
Personal, nu sunt foarte emoționat de ultimele delicii ale diferitelor studiouri de design - cu atât mai mult: pentru mine, mașina a fost și va rămâne o piesă neînsuflețită de metal și plastic și toate eforturile comercianților de a-mi spune cât de înaltă este stima ar trebui să meargă pe cer după ce a cumpărat „cel mai nou model al nostru” Nu este altceva decât o scuturare a aerului. Ei bine, cel puțin pentru mine personal.
Mai interesant pentru mine, ca proprietar de mașină, subiectul - problemele economiei și supraviețuirii. Costul combustibilului este departe de trei copeici, în plus, există prea mulți adepți ai lui Vasily Alibabaevich din „Gentlemen of Fortune” în imensitatea celor „mari și puternici”. Producătorii auto încearcă de mult să treacă la utilizarea combustibililor alternativi. În SUA, mașinile electrice au luat o poziție destul de puternică, dar nu toată lumea își permite să cumpere o astfel de mașină - este foarte scumpă. Acum, dacă mașinile din clasa bugetară ar fi făcute electrice ...
Un obiectiv interesant a fost stabilit de producătorii francezi PSA Peugeot Citroen, aceștia au inițiat un program interesant de reducere a consumului de combustibil. Acest grup de producători auto dezvoltă o centrală hibridă care ar putea folosi doar doi litri de combustibil la o sută de kilometri. Inginerii companiei au deja ceva de arătat - evoluțiile de astăzi permit economisirea a până la 45% din combustibil în comparație cu un motor obișnuit cu ardere internă: chiar și cu astfel de indicatori de doi litri la sută, nu este încă posibil să se potrivească, dar prin 2020 promit să cucerească această etapă.
Afirmațiile sunt destul de îndrăznețe și interesante, dar ar fi mai interesant să aruncăm o privire mai atentă asupra acestui set hibrid și nu mai puțin economic. Sistemul se numește Hybrid Air și așa cum sugerează și numele său, pe lângă combustibilul tradițional, folosește energia aerului și a aerului comprimat.
Conceptul Hybrid Air nu este atât de complex și este un hibrid între un motor cu combustie internă cu trei cilindri și un motor hidraulic-pompă. Două butelii sunt instalate ca rezervoare pentru combustibil alternativ în partea centrală a mașinii și sub spațiul portbagajului: care este mai mare - pentru presiune scăzută; și cel care este mai mic, respectiv, pentru cel mare. Mașina va fi accelerată pe motorul cu ardere internă, după ce va atinge viteza de 70 km / h, motorul hidraulic este pornit. Prin intermediul acestui motor foarte hidraulic și a unei ingenioase transmisii planetare, energia aerului comprimat va fi transformată în mișcare de rotație a roților. În plus, un astfel de automobil oferă un sistem de recuperare a energiei - în timpul frânării, motorul hidraulic acționează ca o pompă și pompează aerul într-un cilindru de joasă presiune - adică energia mult dorită nu va fi irosită.
Potrivit inginerilor companiei, o mașină cu instalație hibridă Hybrid Air, chiar și în ciuda masei de 100 kg față de un motor tradițional, va avea indicatori de consum de combustibil de cel puțin 45%, și asta în ciuda faptului că se bucură în această zonă de Ingineria auto sunt departe de finalizare.
Se așteaptă ca sistemele hibride să fie primele care să fie utilizate pe hatchback-urile Citroen C3 și Peugeot 208 și va fi posibil să circule „aer” deja în 2016, iar managerii francezi văd Rusia și China drept principalele piețe pentru mașinile cu un hibrid Air hibrid.