Un grup de specialiști noștri lucrează la dezvoltarea de acționări pneumatice de mișcare în domeniul aplicării lor în transportul auto și în acționările diferitelor mașini de lucru. Au făcut o treabă excelentă în această direcție, dar mai întâi putem spune câteva cuvinte despre tendința globală de astăzi în acest domeniu de activitate.
Mașini care circulă cu aer comprimat.
Studiind posibilitatea creării unei mașini de pasageri super-ecologice care funcționează pe aer comprimat, preocuparea auto indiană Tata a semnat un acord cu compania franceză MDI, care dezvoltă motoare ecologice care utilizează doar aer comprimat ca combustibil. Tata a dobândit drepturile la aceste tehnologii pentru India și acum explorează unde și cum să le folosească. Tata pregătește de mult timp publicul pentru un transport ecologic, care devine tot mai răspândit în India, unde există un adevărat avânt auto.
„Acest concept ca modalitate de a conduce o mașină este foarte interesant”, spune Ravi Kant, directorul general al companiei indiene. Compania căuta oportunități de a utiliza tehnologia „aerului comprimat” în scopuri mobile și staționare, adaugă Kant.
Și aici este o altă senzație din partea producătorilor indieni. Ei încep producția în masă a modelului Nano numit OneCAT, care nu va mai avea benzină, ci un motor cu aer comprimat. Prețul declarat al unei noutăți revoluționare este de aproximativ cinci mii de dolari. Sub scaunul șoferului Nano se află o baterie, iar pasagerul din față este așezat chiar pe rezervorul de combustibil. Dacă umpleți mașina cu aer la stația de compresie, va dura trei până la patru minute. „Schimbarea” cu un mini-compresor care funcționează pe o priză durează trei până la patru ore. „Combustibilul aerului” este relativ ieftin: dacă îl convertiți în echivalentul cu gaz, se dovedește că mașina cheltuiește aproximativ un litru la 100 de kilometri.
Motociclistul Gator Engineator Gator, primul vehicul australian cu aer comprimat disponibil din Australia, și-a preluat recent funcțiile la Melbourne. Capacitatea de încărcare a acestui cărucior este de 500 kg. Volumul cilindrilor cu aer este de 105 litri. Mileage la o benzinărie - 16 km. În același timp, realimentarea durează câteva minute. În timp ce încărcați o mașină electrică similară din rețea ar dura câteva ore. În plus, bateriile sunt mai scumpe decât cilindrii, mult mai grele decât ele și sunt poluanți ai mediului după ce au scăpat de viață și în timpul funcționării.
Aceste tipuri de mașini funcționează deja în cluburi de golf. Nu puteți găsi o modalitate mai bună de a muta jucătorii pe teren, deoarece același aer acționează ca gazele de evacuare din mașina pneumatică.
Ideea unei acționări pneumatice este simplă - un amestec de benzină care nu arde în buteliile motorului pune în mișcare un flux puternic de aer din cilindru (presiunea din cilindru este de aproximativ 300 de atmosfere). Aceste mașini nu au rezervoare de combustibil, nici baterii, nici panouri solare. Nu au nevoie de hidrogen, nici de motorină, nici de benzină. Fiabilitate? Da, nu este aproape nimic de rupt.
Astfel, puteți aranja conducerea unei mașini în funcție de sistemul Di Pietro. Două motoare cu aer rotativ, unul pe roată. Și nu există nicio transmisie - la urma urmei, motorul de aer asigură cuplul maxim imediat - chiar și în stare staționară și se învârte până la viraje destul de decente, deci nu are nevoie de o transmisie specială cu un raport de viteză variabil. Ei bine, simplitatea designului este un alt plus în banca piggy a întregii idei.
Motorul cu aer are un avantaj mai important: practic nu necesită prevenire, kilometrajul standard dintre două inspecții tehnice nu este mai mic de 100 mii de kilometri.
Un mare plus al unei mașini pneumatice este faptul că practic nu are nevoie de ulei - un litru de „lubrifiant” pentru 50 de mii de kilometri este suficient pentru un motor (pentru o mașină obișnuită va fi nevoie de aproximativ 30 de litri de ulei). Nu este nevoie de o mașină pneumatică și de aer condiționat - aerul evacuat de motor are o temperatură de la zero până la cincisprezece grade Celsius. Acest lucru este suficient pentru a răci cabina, lucru important pentru India fierbinte, unde intenționează să producă o mașină.
În Statele Unite ar trebui să se construiască un model CityCAT. Este vorba despre o mașină de pasageri cu șase locuri cu portbagaj mare. Greutatea mașinii va fi de 850 de kilograme, lungime - 4,1 m, lățime - 1,82 m, înălțime - 1,75 m. Această mașină va putea călători în oraș până la 60 de kilometri cu un singur aer comprimat și poate accelera până la 56 de kilometri pe oră.
4 cilindri din fibră de carbon cu o carcasă de Kevlar, fiecare cu 2 metri lungime și un sfert de diametru, sunt amplasați sub partea de jos și mențin 400 de litri de aer comprimat la o presiune de 300 bar. Aerul de înaltă presiune este fie pompat în ele la stațiile de compresie speciale, fie este produs de un compresor de bord atunci când este conectat la o rețea electrică standard cu o tensiune de 220 de volți. În primul caz, realimentarea durează aproximativ 2 minute, în al doilea - aproximativ 3,5 ore. Consumul de energie în ambele cazuri este de aproximativ 20 kW / h, ceea ce la prețurile curente ale energiei electrice este echivalent cu costul unui litru și jumătate de benzină. Mașina are o mulțime de avantaje în aerul comprimat și în fața unei mașini electrice: este mult mai ușoară, se încarcă de două ori mai rapid și are o gamă similară.
Taxiul pneumatic CityCAT și MiniCAT-urile de la Motor Development International.
Dezvoltatorii motorului de aer de la MDI au calculat eficiența totală a lanțului „rafinărie de petrol - mașină” pentru trei tipuri de acțiuni - benzină, electrică și aeriană. Și s-a dovedit că eficiența unei acționări aeriene este de 20 la sută, care este de peste două ori mai mare decât eficiența unui motor standard pe benzină și de o dată și jumătate mai mare decât eficiența unei acțiuni electrice. În plus, echilibrul de mediu arată și mai bine atunci când utilizați surse de energie regenerabilă.
Între timp, potrivit MDI, numai în Franța, au fost deja colectate peste 60 de mii de precomenzi pentru un vehicul aerian. Austria, China, Egiptul și Cuba intenționează să construiască fabrici pentru producerea sa. Autoritățile capitalei mexicane au arătat un mare interes pentru noul produs: după cum știți, Mexico City este una dintre cele mai gazate megacități din lume, așa că părinții orașului intenționează să înlocuiască cât mai curând posibil toate cele 87 de mii de taxiuri pe benzină și motorină cu mașini franceze ecologice.
Analiștii consideră că o mașină în aer comprimat, indiferent cine a creat-o (Tata, Engineair, MDI sau altele), poate ocupa o nișă liberă pe piață, cum ar fi mașinile electrice pe care alți producători le-au dezvoltat deja sau testează doar.
Unitate pneumatică, pro și contra. Concluzii bazate pe activitatea specialiștilor noștri
Mașini cu acționare pneumatică - acest subiect, de fapt, nu este la fel de promițător, deoarece „experții” indieni, francezi sau americani vorbesc despre asta, deși nu este lipsit de anumite avantaje.
Unitatea pneumatică în sine nu rezolvă problema combustibilului. Cert este că alimentarea cu energie a aerului comprimat este foarte mică, iar o astfel de acționare poate rezolva eficient problema combustibilului doar pentru anumite tipuri de mașini: mini-autoturisme și mărfuri, încărcătoare și cele mai ușoare mașini din oraș (de exemplu, taxiuri speciale). Și nimic mai mult, dacă vorbim despre un pneumatic curat, nu despre o unitate hibridă (o unitate hibridă este un subiect paralel, dar complet separat).
Atunci când dezvoltați o acționare pneumatică a unei mașini, este necesar să se ocupe nu cu un motor pneumatic, ci cu o acționare pneumatică - un întreg sistem în care un motor pneumatic este doar o parte integrantă. Un bun servomotor pneumatic trebuie să includă mai multe componente separate:
1. De fapt, motorul cu aer este un motor cu mai multe moduri cu piston sau rotativ (posibil cu un design original) care asigură o tracțiune specifică înaltă și variabilă (cuplu) la orice viteză și menținând în același timp o eficiență volumetrică stabilă (80-90%).
2. Un sistem de pregătire a admisiei de aer comprimat în cilindrii motorului, care asigură instalarea automată a presiunii, dozării și treptării pe porțiuni de aer trimise cilindrilor motorului.
3. Unitate de control automat pentru încărcarea și viteza vehiculului pneumatic - controlează motorul de aer și sistemul de pregătire a admisiei de aer comprimat în buteliile sale, în conformitate cu solicitările operatorului de mașini pentru viteza și încărcarea sa de acționare pneumatică.
Un astfel de actuator pneumatic nu va avea caracteristici constante. Toate caracteristicile sale - putere, cuplu, viteză - se schimbă automat de la zero la maxim, în funcție de condițiile de lucru și de sarcina care trebuie depășită. În plus, poate avea o reversibilitate a cursei și un mecanism de frânare a forței pneumatice, cum ar fi un retarder.
Doar o astfel de abordare integrată pentru rezolvarea problemei antrenării pneumatice o va face cât mai eficientă, extrem de economică și nu necesită utilizarea de sisteme auxiliare diferite, cum ar fi un ambreiaj sau o cutie de viteze. De asemenea, este capabil să crească eficiența sistemului pneumatic cu 15-30% în comparație cu analogii mondiali.
Pentru o mașină pilot cu acționare pneumatică, este mai bine să folosiți un stivuitor special conceput pentru aceasta. Această mașină se va putea arăta în mișcare și în lucru. Este mai ușor pentru un stivuitor să realizeze panouri de placare decât să facă o caroserie și, în plus, un stivuitor este o mașină fundamental grea, iar greutatea cilindrilor de oțel pentru aer comprimat nu o va împiedica, iar cilindrii ușori de carbon-Kevlar din prima etapă vor costa mai mult decât întreaga mașină. Faptul că putem folosi componente individuale ale mașinii din încărcătoare automate seriale va juca un rol, iar acest lucru va accelera lucrarea.
În plus, un stivuitor este una dintre puținele mașini care are sens să aibă o acționare pneumatică, mai ales ca prototip.
O astfel de mașină cu acționare pneumatică are câteva avantaje față de omologii săi diesel și electrici: - în producția în serie, va fi mai ieftin de fabricat; - rezerva de energie în cilindri este aceeași cu rezerva de energie din bateriile camionului cu stivuitor electric, - timpul de încărcare a cilindrilor este de câteva minute, iar timpul de încărcare a bateriei este de câteva minute. 6-8 ore, - actuatorul pneumatic este practic insensibil la schimbările de temperatură ambientală - când temperatura crește la + 50º, alimentarea cu energie crește cu 10% și cu o creștere suplimentară a la temperatura mediului înconjurător, rezerva de energie a acționării pneumatice nu crește decât fără efecte dăunătoare (precum un motor diesel, care este predispus la supraîncălzire). Când temperatura scade la -20º, rezerva de energie a acționării pneumatice scade cu 10% fără alte efecte dăunătoare asupra funcționării sale, în timp ce rezerva de energie a bateriilor electrice scade de 2 ori, iar motorul diesel poate să nu pornească într-o astfel de frig. Când temperatura mediului scade la -50º, bateriile și motorul diesel practic nu funcționează fără trucuri speciale, iar acționarea pneumatică pierde doar aproximativ 25% din energia furnizată. - o astfel de acțiune pneumatică poate asigura o tracțiune și o gamă de viteză mult mai mare decât motoarele electrice de tracțiune ale stivuitoarelor electrice sau convertoarele de cuplu ale încărcătoarelor diesel.
Infrastructura pentru alimentarea și deservirea utilajelor acționate pneumatic poate fi creată mult mai simplu decât infrastructura similară pentru mașinile convenționale.
Alimentarea cu aer nu necesită transportul și procesarea combustibilului - este în jurul nostru și este absolut gratuită. Doar o alimentare este necesară.
Reaprovizionarea autovehiculelor pneumatice în fiecare casă este un lucru absolut real, doar costul principal al reîncărcării unei mașini pneumatice va fi puțin mai mare decât la o stație pneumatică principală.
În ceea ce privește reîncărcarea unei mașini pneumatice la frânarea sau deplasarea de pe un munte (așa-numita recuperare de energie), din motive tehnice, acest lucru este fie foarte dificil, fie neprofitabil din punct de vedere economic.
Problema recuperării energiei la mașinile cu acționare pneumatică este mult mai dificil de rezolvat decât în \u200b\u200bvehiculele electrice.
Dacă energia este recuperată (folosind frânarea autovehiculului sau frânarea ei la conducerea în jos) cu ajutorul unui generator și compresor, atunci lanțul de recuperare este mult mai lung: generator - baterie - convertor - motor electric - compresor. În același timp, capacitatea recuperatorului (sistemul de recuperare în ansamblu și toate componentele sale separat) ar trebui să fie de aproximativ jumătate din puterea motorului de aer al mașinii.
Într-un vehicul pneumatic, mecanismul de recuperare a energiei este mult mai complex și mai scump decât într-un vehicul electric. Cert este că generatorul de vehicul electric asociat cu recuperarea de energie, indiferent de modul de frânare al mașinii, returnează energia bateriilor la o tensiune stabilă. În acest caz, puterea curentă depinde de modul de frânare și nu joacă un rol special în încărcarea bateriei. Acest proces este foarte greu de furnizat în unitatea pneumatică.
În recuperarea energetică a unei acțiuni pneumatice, presiunea este analogică tensiunii, iar capacitatea compresorului este analogă cu puterea curentă. Și ambele valori sunt variabile care depind de modul de frânare.
Pentru a clarifica, recuperarea nu va avea loc dacă presiunea în butelii este de 300 de atmosfere, iar compresorul în modul de frânare selectat creează doar 200 de atmosfere. În același timp, modul de frânare este selectat individual de către șofer în fiecare caz și se adaptează condițiilor de conducere, și nu în funcționarea efectivă a recuperatorului.
Există și alte probleme asociate cu recuperarea energiei la vehiculele pneumatice.
Așadar, acționarea pneumatică poate fi aplicată destul de limitat la dezvoltarea unei game foarte restrânse de mașini mici - aceleași căruțe de livrare, ușoare mașini urbane și mini-club.
Modelul unei microbuze deschise sau a unui microcar de marfă care operează pe aer comprimat. Un vehicul ideal pentru orașele mici și orașele în climă caldă. Evacuare absolut curată - aer curat rece, care poate fi utilizat pentru a crea un microclimat pentru pasageri. Conducerea pneumatică extrem de economică a cursei sale asigură eficiența maximă și automatizarea controlului mișcării sale, indiferent de modificarea mărimii sarcinii externe - rezistența la mișcare. Motorul de aer original cu cuplu variabil nu are nevoie de cutie de viteze. Eficiența acestei acțiuni pneumatice este cu 20% mai mare decât cea a unităților pneumatice similare existente ale altor dezvoltatori și este cât mai aproape posibil de limita teoretică pentru utilizarea energiei stocate în aerul comprimat în buteliile mașinii.
Dezvoltată de compania franceză Motor Development International (MDI), o mașină numită AIRPod este condusă de aerul comprimat. Deși a fost produs din 2009, multă vreme a făcut ca toată lumea (cu excepția fanilor de mediu) să aibă un zâmbet condescendent. Într-adevăr, inițial nu putea fi funcționat decât într-un climat cald: motorul elicei pneumatice dezvoltat la începutul anilor 1990 nu a pornit la temperaturi scăzute. Și deși astăzi a fost dezvoltat un sistem de încălzire cu aer comprimat care extinde geografia AIRPod, acesta poate fi achiziționat doar în Hawaii (SUA).
Spectacol rutier
În primăvara anului 2015, compania independentă ZPM (Zero Pollution Motor - „Zero Pollution Engines”) a susținut un show public de drum în prim-time pentru canalul de televiziune american ABC - o prezentare care să atragă investitori (literalmente tradusă în rusă ca „spectacol rutier”). ZPM a cumpărat de la francezi dreptul de a fabrica și vinde noul model AIRPod - până acum doar în Hawaii, selectat drept „piața de plecare”.
Doi acționari ai ZPM au prezentat proiectul fabricii pentru producția de mașini ecologice - celebrul cântăreț american Pat Boone (apogeul carierei sale a venit în anii 1950) și producătorul de film Eitan Tucker (Shrek, Șapte ani în Tibet etc.). Aceștia au oferit potențialilor investitori (așa-numiții „business angels”) o participație de 50% la ZPM pentru 5 milioane de dolari.
Investitorii nu s-au grăbit să se dezbrace. În același timp, Robert Heriavets, proprietarul și fondatorul companiei informatice canadiene Herjavec Group, care a fost considerat cel mai promițător dintre ei, a declarat că este interesat să vândă AIRPod nu într-un anumit stat, ci în întreaga SUA. Deci, în prezent, conducerea ZPM negociază cu francezii pentru extinderea teritoriului de vânzări.
Aceste mașini nu au rezervoare de combustibil, nici baterii, nici panouri solare. Nici hidrogen, nici motorină, nici benzină nu sunt necesare pentru aceste mașini. Fiabilitate? Da, nu este aproape nimic de rupt. Dar cine astăzi crede în soluția perfectă?
Primul vehicul din Australia cu aer comprimat disponibil din comerț și-a preluat recent funcțiile la Melbourne.
Aparatul a fost construit de firma australiană Engineer Engineair Angelo Di Pietro (Angelo Di Pietro).
Principala problemă la care s-a gândit inventatorul a fost reducerea greutății motorului, menținând în același timp o putere mare și utilizarea deplină a energiei aerului comprimat.
Nu există cilindri și pistoane, nu există rotor triunghiular, cum ar fi motorul Wankel, sau o roată de turbină cu lame.
În schimb, un inel se rotește în carcasa motorului. Din interior, se sprijină pe două role montate excentric pe ax.
Motorul italianului australian Di Pietro în context (foto de la gizmo.com.au).
6 volume variabile separate din această mașină de expansiune au tăiat petalele mobile semicirculare instalate în secțiunile corpului.
Există, de asemenea, un sistem de distribuire a aerului prin camere. Este aproape totul.
Apropo, motorul lui Di Pietro produce imediat un cuplu maxim - chiar și în stare staționară și se învârte până la viraje destul de decente, deci nu are nevoie de o transmisie specială cu un raport de viteză variabil.
Astfel, puteți aranja conducerea unei mașini în funcție de sistemul Di Pietro. Două motoare cu aer rotativ, unul pe roată. Și nici o transmisie (ilustrare de la gizmo.com.au).
Ei bine, simplitatea designului, dimensiunile mici și greutatea mică sunt un alt plus în tezaurul întregii idei.
Care este rezultatul? Iată, de exemplu, un pneumocar de la Engineair, care este testat la depozitul unuia dintre magazinele alimentare din capitala Australiei.
Capacitatea de transport a acestui cărucior este de 500 de kilograme. Volumul cilindrilor cu aer este de 105 litri. Kilometru la o benzinărie - 16 kilometri. În același timp, realimentarea durează câteva minute. În timp ce încărcați o mașină electrică similară din rețea ar dura câteva ore.
Legătura ciudată dintre piston și arbore cotit în motorul de aer francez permite pistonului să se oprească într-un punct mort, menținând în același timp o rotație uniformă a arborelui de ieșire al motorului (ilustrație de la mdi.lu).
Este logic să ne imaginăm cum o instalație similară cu o putere mai mare poate fi montată pe o mașină mică de pasageri, destinată să se deplaseze în principal în oraș.
Aici este necesar să menționăm avantajul important al vehiculelor pneumatice față de vehiculele electrice, care sunt, de asemenea, prezise a fi un mijloc de transport promițător într-un oraș care se ocupă de aerul curat.
Bateriile, chiar și cele simple cu plumb, sunt mai scumpe decât cilindrii și sunt poluanți ai mediului după ce au rămas resurse. Bateriile sunt grele, la fel și motoarele electrice. Ceea ce crește consumul de energie al mașinii.
Adevărat, atunci când aerul este comprimat în compresoarele benzinăriei, acesta se încălzește, iar această căldură încălzește inutil atmosfera. Acesta este un minus în ceea ce privește costurile totale și consumul de energie (din același combustibil fosil) pentru alimentarea cu astfel de mașini.
Cu toate acestea, în multe situații (pentru centrele de megacități) este mai bine să ne descurcăm, având în schimb o mașină cu evacuare zero la un preț rezonabil.
Taxiul pneumatic CityCAT și MiniCAT-ul de la Motor Development International (foto de la mdi.lu).
În consecință, Di Pietro are motive să creadă că el va fi capabil să aducă mașinile care lucrează în aer - pe „orbită mare”.
Reamintim că ideea de a folosi aerul comprimat ca purtător de energie într-un vehicul este foarte veche.
Unul dintre aceste brevete a fost acordat în Marea Britanie în 1799. Și, după cum raportează A. V. Moravsky în cartea „Istoria mașinii”, la sfârșitul secolului al XIX-lea, odată cu crearea de cilindri de încredere concepute pentru presiune înaltă, astfel de mașini au obținut o anumită distribuție în Europa și SUA - ca transport tehnologic în instalație și chiar ca urban camioane.
Cu toate acestea, intensitatea energetică a aerului comprimat, chiar dacă presiunea a fost adusă la 300 de atmosfere, a fost scăzută. Benzina arăta în toate privințele mai profitabilă, dar aproape nimeni nu s-a gândit la poluarea aerului.
O nouă generație de inventatori a avut nevoie de o sută și mai de ani pentru a aduce din nou mașinile pneumatice pe drumuri.
În acest nou val „aer”, inginerul australian nu a fost primul. Să spunem că am vorbit deja despre francezul Guy Negre.
Compania sa - Motor Development International, care este angajată în dezvoltarea și promovarea motorului și vehiculelor aeriene originale Negre bazate pe acesta - este încă plină de speranțe strălucitoare, dar nu s-a auzit nimic despre producția în serie, deși s-au făcut multe prototipuri.
Notăm că designul motorului său (și, de fapt, este un motor cu piston), suferă în mod constant modificări. În special, este de remarcat un mecanism interesant pentru conectarea pistonului și arborelui cotit, care permite pistonului să se oprească într-un punct mort un timp și apoi să se descompună cu accelerație - cu o rotație uniformă a arborelui de ieșire.
Propulsor de mașini CAT (ilustrare de la mdi.lu).
Această „poticnire” este necesară pentru a avea timp să furnizeze mai mult aer cilindrului și apoi să folosească pe deplin expansiunea acestuia.
Apropo, o altă idee sonoră a fost propusă de francezi.
Mașinile Negre pot fi alimentate nu numai direct de la stația de compresie, ci și de la priză - ca mașinile electrice.
În acest caz, generatorul montat pe motorul de aer se transformă într-un motor electric, iar motorul de aer în sine într-un compresor.
Prima mașină de producție din lume cu motor cu aer comprimat a fost lansată de compania indiană Tata, cunoscută la nivel mondial pentru producerea de vehicule ieftine pentru săraci.
Mașina Tata OneCAT cântărește 350 kg și poate conduce 130 km de aer comprimat până la o presiune de 300 de atmosfere, accelerând la 100 de kilometri pe oră. Dar astfel de indicatori sunt posibili doar cu rezervoarele cât mai complete. Cu cât densitatea aerului este mai mică, cu atât este mai mic indicatorul de viteză maximă.
4 cilindri din fibră de carbon cu o carcasă de Kevlar, fiecare cu 2 metri lungime și un sfert de diametru, sunt amplasați sub partea de jos și mențin 400 de litri de aer comprimat la o presiune de 300 bar.
În interior, totul este foarte simplu:
Dar acest lucru este de înțeles, deoarece mașina este poziționată în principal pentru a fi utilizate în taxiuri. Apropo, ideea nu este neinteresantă - spre deosebire de vehiculele electrice cu bateriile de unică folosință problematică 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 acestuia într-un cilindru și utilizarea ulterioară sunt destul de economice și ecologic.
Umplerea unui Tata OneCAT cu aer la o stație de compresie durează trei-patru minute. „Pomparea” cu ajutorul unui mini-compresor încorporat în mașină, care funcționează de la priză, durează trei până la patru ore. „Combustibilul aerului” este relativ ieftin: dacă îl convertiți în echivalentul cu gaz, se dovedește că mașina cheltuiește aproximativ un litru la 100 de kilometri.
Într-o mașină pneumatică, de obicei nu există transmisie - la urma urmei, motorul de aer oferă cuplul maxim imediat - chiar și când este în staționare. Motorul aerian, de asemenea, practic nu necesită prevenire, kilometrajul standard dintre cele două inspecții tehnice nu este mai mic de 100 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 obișnuită, va fi nevoie de aproximativ 30 de litri de ulei).
Secretul noii mașini este că motorul său cu patru cilindri cu un volum de 700 de cuburi și o greutate de doar 35 de kilograme funcționează pe principiul amestecării aerului comprimat cu aerul din exterior. Această unitate de putere seamănă cu un motor convențional cu ardere internă, dar are cilindri cu diametre diferite - două mici, conduse și două mari, care funcționează. Când motorul funcționează, aerul exterior este aspirat în cilindrii mici, comprimat acolo de pistoane și încălzit. Apoi este împins în doi cilindri de lucru și amestecat acolo cu aer comprimat rece care vine din rezervor. Ca urmare, amestecul de aer se extinde și conduce pistoanele de lucru, iar acestea sunt arborele cotit al motorului.
Deoarece nu are loc nicio combustie în motor, doar aerul curat de evacuare va fi „gazele sale de evacuare”.
Dezvoltatorii motorului de aer de la MDI au calculat eficiența energetică totală în lanțul „rafinărie de petrol - mașină” pentru trei tipuri de acțiuni - benzină, electrică și aeriană. Și s-a dovedit că eficiența unei acționări aeriene este de 20 la sută, care este de peste două ori mai mare decât eficiența unui motor standard pe benzină și de o dată și jumătate mai mare decât eficiența unei acțiuni electrice. În plus, aerul comprimat poate fi depozitat direct pentru utilizarea viitoare folosind surse instabile de energie regenerabilă, cum ar fi generatoarele eoliene - atunci eficiența este și mai mare.
Când temperatura scade la –20 ° C, furnizarea de energie a unității pneumatice scade cu 10% fără alte efecte dăunătoare asupra funcționării sale, în timp ce rezerva de energie a bateriilor electrice scade de aproximativ 2 ori.
Apropo, aerul epuizat în motorul de aer are o temperatură scăzută și poate fi folosit pentru a răci interiorul mașinii în timpul sezonului cald, adică obțineți aer condiționat practic gratuit, fără costuri energetice inutile. Dar încălzitorul, din păcate, va trebui să facă autonom. Dar acest lucru este mult mai bun decât o mașină electrică - care trebuie să cheltuiască energie atât pentru încălzire, cât și pentru răcire.
Apropo, buteliile din fibra de sticlă-carbon sunt destul de sigure - dacă sunt deteriorate, nu explodează, apar doar fisuri în ele prin care iese aer.
Printre principalele domenii ale cercetării inginerești, precum mașinile electrice, mașinile hibride și mașinile cu hidrogen. Combustibilul cu hidrogen și alte tehnologii în general accesibile pentru producerea de energie ieftină se află sub interdicția strictă a monopolistilor industriali din lume. Cu toate acestea, progresul nu poate fi oprit și, prin urmare, unele întreprinderi și pasionați individuali continuă să creeze vehicule unice.
Tema de conversație de astăzi se referă la vehicule pneumatice. Mașina pneumatică este, așa cum s-a spus, o continuare a temei unei mașini cu aburi, una dintre numeroasele ramuri ale utilizării motoarelor care funcționează datorită diferenței de presiune a gazului. Apropo, motorul cu aburi a fost inventat cu mult înainte de apariția primei mașini cu aburi de către James Watt, în urmă cu mai bine de 2 mii de ani, de către Heron of Alexandria. Ideea de Heron a fost dezvoltată și întrupată într-un coș mic de belgianul Ferdinand Verbist, în 1668
Istoria creării autoturismului ne aduce nu atât de multe informații despre încercările de succes și nereușite ale inventatorilor de a folosi un motor simplu și ieftin ca motor. Inițial, au existat încercări de a folosi puterea unui arc mare și puterea unei volane. Aceste mecanisme și-au stabilit ferm poziția în jucăriile pentru copii. Dar utilizarea lor ca motor al unei mașini cu dimensiuni mari pare frivolă. Cu toate acestea, astfel de încercări continuă și se pare că deja în viitorul apropiat, mașinile neobișnuite vor putea concura în siguranță cu mașinile echipate cu ICE.
În ciuda aparenta inutilitate a acestui domeniu de muncă în domeniul transportului rutier, mașina pneumatică are o mulțime de avantaje. Aceasta este simplitatea extremă și fiabilitatea designului, durabilitatea și costul redus. Un astfel de motor este tăcut și nu poluează aerul. Aparent, toate acestea atrag numeroși suporteri 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, încă din 1799. Se pare că ea a apărut din dorința de a simplifica pe cât posibil motorul cu aburi și de a o face extrem de compactă de utilizat pe o mașină. Utilizare practică 
un motor aerian a fost efectuat în America în 1875. Locomotivele mine au fost construite acolo care funcționau cu aer comprimat. Prima mașină de pasageri cu un motor aerian a fost demonstrată pentru prima dată în 1932 în Los Angeles.
Odată cu apariția motorului cu aburi, inventatorii au încercat să-l instaleze pe „trăsurile cu autovehicul”, dar centrala cu abur voluminoasă și grea s-a dovedit a fi inadecvată pentru acest tip de transport.
S-au încercat folosirea unui motor electric și a bateriilor pentru vehicule autopropulsate și s-a obținut un anumit succes, dar motorul cu ardere internă a fost în afara competiției la acel moment. Ca urmare a concurenței acerbe dintre el și motorul cu aburi, motorul cu ardere internă încă a câștigat. 
În ciuda multor deficiențe, acest motor domină în multe domenii ale vieții umane, inclusiv în toate tipurile de transport. Dezavantajele motorului cu ardere internă și nevoia de a găsi un înlocuitor demn pentru acesta sunt tot mai des discutate în cercurile științifice și scrise în diverse publicații populare, dar toate încercările de a lansa noi tehnologii în producția de masă sunt blocate.
Inginerii și inventatorii creează motoare interesante și promițătoare, care pot înlocui complet ICE-urile, dar monopolistii din sectorul petrolier și industrial mondial își folosesc pârghiile de presiune pentru a preveni respingerea ICE și utilizarea de noi surse alternative de energie. 
Cu toate acestea, continuă încercările de a crea o mașină de producție fără un motor cu ardere internă sau cu utilizarea sa parțială, secundară.
Compania indiană Tata Motors se pregătește să lanseze producția în masă a unui mic autoturism Tata AIRPOD, al cărui motor funcționează cu aer comprimat.
Americanii pregătesc, de asemenea, un CityCAT cu șase locuri pentru producția în masă, 
care rulează pe aer comprimat. Cu o lungime de 4,1m. și o lățime de 1,82 m., mașina cântărește 850 de kilograme. Poate atinge viteze de până la 56 km / h și acoperă distanțe de până la 60 de kilometri. Indicatorii sunt foarte modestați, dar destul de tolerabili pentru oraș, ținând cont de numeroasele avantaje ale mașinii și costurile sale foarte mici. Care sunt aceste avantaje?
Toți cei care au o mașină sau au legătură cu transportul auto știu foarte bine cât de complex este un motor modern cu combustie internă din punct de vedere structural. Pe lângă faptul că motorul în sine este suficient de complex din punct de vedere structural, are nevoie de un sistem de dozare și injecție de combustibil, un sistem de aprindere, un demaror, un sistem de răcire, un amortizor, un mecanism de ambreiaj, o cutie de viteze și o transmisie complexă.
Toate acestea fac ca motorul să fie scump, de încredere, de scurtă durată și practic. Nu mai vorbim de faptul că vaporii de eșapament otrăvesc 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 pe roțile unei mașini. Un minus semnificativ al acestui motor, care nu permite utilizarea sa gratuită în vehicule, este kilometrajul limitat de la o realimentare.
Pentru a crește gama mașinii pneumatice, trebuie să crești volumul buteliilor de aer și să crești presiunea aerului din butelii. Atât aceasta, cât și alta au restricții severe la dimensiuni, la greutate și la durabilitatea cilindrilor. Poate că într-o zi aceste probleme vor fi rezolvate, dar deocamdată sunt utilizate așa-numitele scheme hibride ale sistemelor de propulsie.
În special, se propune utilizarea unui motor cu combustie internă cu putere redusă pentru un vehicul pneumatic, care pompează constant aerul în cilindrii de lucru. Motorul funcționează continuu, pompând aer în butelii și se oprește doar atunci când presiunea din cilindri atinge valoarea maximă. Această soluție poate reduce semnificativ kilometrajul de gaz, emisia de monoxid de carbon în atmosferă și poate crește gama mașinii pneumatice. 
Un astfel de circuit hibrid este universal și este utilizat cu succes, inclusiv pe vehiculele electrice. Singura diferență este că în loc de un cilindru cu aer comprimat, se folosește o baterie electrică, iar în loc de un motor cu aer, un motor electric. Un ICE cu consum redus roteste un generator electric care reincarca bateriile, iar acestea, la randul lor, alimenteaza motoarele electrice.
Esența oricărei scheme hibride este refacerea energiei cheltuite cu un motor cu ardere internă. Aceasta permite utilizarea unui motor cu putere mai mică. Funcționează în cel mai bun mod posibil și consumă mai puțin combustibil, ceea ce înseamnă că emite substanțe mai puțin toxice. O mașină pneumatică sau o mașină electrică are ocazia să crească kilometrajul, deoarece energia cheltuită este reumplută parțial, direct în timpul mișcării. 
În timpul opririlor frecvente la semafoare, la coastă și coborâre de pe pârtii, motorul de tracțiune nu consumă energie și există o reîncărcare netă de cilindri sau baterii. În timpul parcării pe termen lung, reumplerea energiei este mai bună dintr-o benzinărie standard.
Imaginați-vă că ați ajuns la serviciu, mașina este parcată și motorul continuă să funcționeze, reînnoind rezervele de energie din butelii. Se va dovedi acest lucru că anulează toate avantajele unei mașini hibride? S-ar putea ca economiile la benzină să nu fie atât de substanțiale pe cât ne-am dori?
În zilele tinereții mele îndepărtate, m-am gândit și la un motor aerian pentru o mașină improvizată. Doar direcția căutărilor mele era de natură chimică. Am vrut să găsesc o substanță care să reacționeze violent cu apa, sau o altă substanță, în timp ce emite gaze. Atunci nu am putut găsi nimic potrivit și ideea a fost abandonată pentru totdeauna.
Dar a apărut o altă idee - de ce să nu folosiți vid în loc de presiune mare a aerului? Dacă containerul cu aer comprimat suferă vreo deteriorare sau dacă presiunea aerului depășește admisibilul, atunci aceasta este plină de distrugerea sa instantanee, ca o explozie. Un astfel de vid nu amenință un cilindru de vid, ci poate fi aplatizat pur și simplu prin presiunea atmosferică.
Pentru a obține o presiune ridicată în cilindru, aproximativ 300 bar, aveți nevoie de un compresor special. Pentru a obține un vid în rezervor, trebuie doar să introduceți o porțiune de vapori de apă obișnuiți. Aburul răcit se va transforma în apă, scăzând în volum de 1.600 de ori și ... obiectivul a fost atins, s-a obținut un vid parțial. De ce parțial? Da, pentru că nu orice cilindru poate rezista la un vid adânc. 
Atunci totul este simplu. Pentru ca mașina să poată călători mai departe pe un cilindru, este necesar să alimentați abur motorului de aer și nu aer. După finalizarea lucrărilor, aburul trece prin sistemul de răcire, unde se răcește și se transformă în apă, intră într-un cilindru de vid. Adică, dacă aburul este trecut prin motor, spuneți 1600 cm 3, atunci numai 1 cm 3 de apă va intra în cilindru. Astfel, doar o cantitate mică de apă intră în cilindrul de vid, iar durata acesteia crește de mai multe ori.
Să revenim însă la vehiculele noastre pneumatice. Compania indiană Tata Motors urmează să producă în masă o mașină de oraș compactă care funcționează cu aer comprimat. Compania susține că mașina lor pneumatică poate accelera până la 70 km / h și poate depăși până la 200 de kilometri de o benzinărie.
La rândul lor, americanii se pregătesc și pentru producția în serie a unei mașini pneumatice CityCAT cu șase locuri. Caracteristicile declarate înseamnă că mașina poate accelera până la 80 km / h, iar domeniul va fi de 130 km. O altă mașină pneumatică a companiei americane MDI, o mini triplă MiniCAT este de asemenea planificată să fie lansată într-o serie.
Multe companii s-au interesat de mașinile pneumatice. Australia, Franța, Mexic și o serie de alte țări sunt de asemenea gata să înceapă să producă acest lucru neobișnuit, dar încurajând modul de transport. Un motor cu ardere internă va trebui să părăsească arena și să dea loc unui alt motor, mai simplu și mai fiabil. Când se va întâmpla acest lucru, este greu de spus încă, dar cu siguranță se va întâmpla. Progresul nu poate sta nemișcat.