În majoritatea țărilor lumii, mașinile cu motoare cu ardere internă sunt în continuare principalul mijloc de transport. În țările „miliardului de aur”, unde cerințele pentru mașini sunt mult mai mari, situația arată diferit - acolo mașinile care funcționează cu energie electrică și alți combustibili alternativi devin acum direcția principală în producție.
Cu toate acestea, apariția vehiculului electric ca nou standard în industria auto nu a oprit inițiativa oamenilor de știință și a dezvoltatorilor de noi tipuri de vehicule.
În ultimii douăzeci de ani, în lume au fost create multe prototipuri diferite de mașini: hidrogen combustibil, biocombustibil, panouri solare etc. Cu toate acestea, nu se poate spune cu certitudine că oricare dintre aceste alternative are perspective reale de a concura cu mașinile pe benzină și vehiculele electrice „tradiționale”.
Problema aici este că factorul decisiv este întotdeauna simplitatea și costul redus de producție și, dacă o opțiune alternativă este neprofitabilă, atunci toate celelalte avantaje ale acesteia nu mai au o importanță deosebită.
Într-o astfel de situație, experimentele marilor companii auto au șanse mult mai mari de recunoaștere și producție în masă. Un exemplu al acestei dezvoltări este Air Hybrid, o unitate hibridă inovatoare care constă dintr-un motor cu ardere avansată și un compresor hidraulic, proiectat și construit de PSA Peugeot Citroen.
Această preocupare franceză, combinând potențialul a două companii auto cunoscute, și-a propus să creeze un nou tip de motor, în care să fie utilizat aer comprimat în locul electricității. Air Hybrid a devenit o finalizare cu succes a următoarei etape a programului companiei, care vizează reducerea consumului de combustibil în mașinile de marcă la un record de 2 litri la 100 de kilometri.
Revoluționarul Air Hybrid este acela că un astfel de motor poate funcționa în trei moduri simultan - numai pe aer comprimat, pe benzină, precum și pe aer și pe benzină în același timp. Unul dintre principalele avantaje ale unei astfel de soluții este reducerea semnificativă a greutății, care în sine este, de asemenea, un factor important în economia de combustibil.
Sistemul hidraulic nu este doar mai ușor, ci și mult mai ieftin de fabricat decât un sistem tradițional pe bază de baterii. În plus, hidraulica este mai fiabilă - odată cu aceasta, devin inutile multe sisteme electronice complexe, dintre care există prea multe într-o mașină obișnuită și care controlează totul - de la pornirea motorului până la etilotestul încorporat.
Trebuie remarcat faptul că aparatele etilotest profesionale încorporate care testează șoferul înainte de pornirea motorului sunt o soluție populară în rândul multor producători europeni de mașini.
Noul motor hibrid de la Peugeot Citroen este format dintr-un motor pe benzină, o transmisie epiciclică adaptată, unde va fi utilizat un compresor hidraulic în locul unui motor electric.
În prototip, sub podeaua mașinii, există doi cilindri care conțin aer comprimat - unul cu presiune scăzută și celălalt cu presiune ridicată.
Pe aerul comprimat, o astfel de mașină se poate deplasa cu viteze de până la 70 km / h, ceea ce este optim pentru călătoriile în oraș. Când trebuie să măriți viteza, puteți trece la motorul pe benzină, iar pentru o accelerație extremă, motoarele vor funcționa împreună.
Dintre toate alternativele moderne la mașinile cu motor cu ardere internă, aspectul cel mai neobișnuit și interesant vehicule lucru aer comprimat... Paradoxal, există deja multe astfel de vehicule în lume. Vom povesti despre ele în recenzia de astăzi.
Australianul Darby Bicheno a creat un scuter neobișnuit pentru motociclete numit EcoMoto 2013. Acest vehicul nu funcționează dintr-un motor cu ardere internă, ci dintr-un impuls dat de aerul comprimat din cilindri.
În producția EcoMoto 2013, Darby Bicheno a încercat să folosească numai materiale ecologice. Niciun material plastic - doar metal și bambus fulgios, din care sunt fabricate majoritatea pieselor acestui vehicul.
Nu este încă o mașină, dar nu mai este o motocicletă. Acest vehicul funcționează și cu aer comprimat și are în același timp caracteristici tehnice relativ ridicate.
Căruciorul cu trei roți AIRpod cântărește 220 de kilograme. Este proiectat pentru a transporta până la trei persoane și este controlat de un joystick pe panoul frontal al acestui semi-auto.
AIRpod poate parcurge 220 de kilometri cu o singură sursă completă de aer comprimat, dezvoltând în același timp viteze de până la 75 de kilometri pe oră. Realimentarea rezervoarelor cu „combustibil” se efectuează în doar o minut și jumătate, iar costul deplasării este de 0,5 euro pe 100 km.
Și 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, 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 din ele este mai mică, cu atât viteza medie scade.
Și titularul recordului de viteză printre mașinile existente cu aer comprimat este mașina. La testele care au avut loc în septembrie 2011, acest vehicul a accelerat la 129,2 kilometri pe oră. Adevărat, a reușit să conducă doar o distanță de 3,2 km.
De asemenea, trebuie remarcat faptul că Toyota Ku: Rin nu este un vehicul de pasageri de producție. Această mașină a fost creată special pentru a demonstra capacitățile de viteză din ce în ce mai mari ale mașinilor cu motoare cu aer comprimat în cursele demonstrative.
Compania franceză Peugeot dă un nou sens termenului „vehicul hibrid”. Dacă mai devreme era considerată o mașină care combină un motor cu ardere internă cu un motor electric, atunci în viitor acesta din urmă poate fi înlocuit cu un motor cu aer comprimat.
Peugeot 2008 va fi prima mașină de producție din lume care va fi echipată cu inovatorul propulsor Hybrid Air în 2016. Vă va permite să combinați conducerea pe combustibil lichid, pe aer comprimat și într-un mod combinat.
Yamaha WR250R este prima motocicletă cu aer comprimat
Compania australiană Engineair dezvoltă și produce motoare cu aer comprimat de mulți ani. Produsele lor au fost folosite de inginerii din filiala locală Yamaha pentru a crea prima motocicletă de acest tip din lume.
Adevărat, trenurile Aeromovel nu au propriul motor. Jeturi puternice de aer emană din sistemul feroviar pe care călătorește. În același timp, absența unei centrale electrice în interiorul trenului îl face foarte ușor.
Trenurile Aeromovel funcționează în prezent pe aeroportul din orașul brazilian Porto Alegre și în parcul tematic Taman Mini din Jakarta, Indonezia.
Ce metode sunt utilizate 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 - probleme de economie și supraviețuire. Costul combustibilului este departe de trei copeici, în plus, există prea mulți adepți ai lui Vasily Alibabaevich din „Gentlemen of Fortune” în imensitatea „marelui și puternicului”. 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 înalt. 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 este prevăzut cu 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 a fi finalizate.
Se așteaptă ca sistemele hibride să fie primele care vor fi 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 hibrid. Aer.
/ 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. Folosindu-l 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 și-a găsit aplicația 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 gaz 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, presupunând 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 și 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), când consumul de energie nu depășea 7 kW, mașina putea funcționa doar cu energie de aer comprimat, dar la 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 a completa combustibil gazos sau 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 sub 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.
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 puteți crește și timpul de funcționare dacă utilizați o roată de mașină 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 părțile sale are o gaură în partea superioară, care trece și se leagă prin prismă împreună cu axa fixată în acesta în lagărul raftului.
La dreapta și la stânga rulmentului sunt realizate două găuri, una pentru aerul de intrare din rezervor în cilindru, cealaltă pentru ieșirea 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 este transmisă prin biela către volant, 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. Îndepărtăm 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 oscilantă 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-l 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 o grosime 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 un interes deosebit pentru modelatori. Folosiți motorul oriunde vedeți că este potrivit și atât pentru astăzi. Noroc cu asamblarea - AKA
Discutați articolul AIR ENGINE