Kaip sukurti variklį, kuris veiktų oru. Suslėgto oro automobiliai: privalumai ir trūkumai

Kaip sukurti variklį, kuris veiktų oru. Suslėgto oro automobiliai: privalumai ir trūkumai

Kokių tik būdų nesinaudoja automobilių gamintojai, norėdami patraukti vartotojų dėmesį. Pirkėją užburia madingi futuristiniai dizainai, precedento neturinčios saugumo priemonės, ekologiškesni varikliai ir t.t., ir taip toliau.

Asmeniškai manęs ne itin jaudina naujausi įvairių dizaino studijų gėrybių – tuo labiau: man automobilis buvo ir liks negyvas metalo ir plastiko gabalas, ir visi rinkodaros specialistų bandymai man pasakyti, kaip aukštai esu aš. -garbė turėtų veržtis į dangų nusipirkus „mūsų naujausias modelis„Nėra nieko, išskyrus oro sukrėtimą. Na, bent jau man asmeniškai.

Man, kaip automobilio savininkui, įdomesnis yra ekonomiškumo ir išgyvenamumo klausimas. Degalai kainuoja toli gražu ne tris kapeikas, be to, „didžiųjų ir galingųjų“ platybėse per daug Vasilijaus Alibabajevičiaus pasekėjų iš „Sėkmės džentelmenų“. Automobilių gamintojai jau seniai bandė pereiti prie alternatyvių degalų naudojimo. JAV elektromobiliai užėmė gana tvirtas pozicijas, tačiau ne visi gali sau leisti įsigyti tokią mašiną – ji labai brangi. Dabar, jei biudžetinės klasės automobiliai būtų pagaminti elektra ...

Iškėlėme įdomų tikslą prancūzų gamintojai PSA Peugeot Citroen, jie inicijavo įdomią degalų sąnaudų mažinimo programą. Ši automobilių gamintojų grupė kuria hibridą elektrinė kuri šimtui kilometrų galėjo išleisti tik du litrus degalų. Įmonės inžinieriai jau turi ką parodyti – šiandieniniai pokyčiai leidžia sutaupyti iki 45% degalų, lyginant su įprastu vidaus degimo varikliu: net ir esant tokiems dviejų litrų šimtui rodikliams, dar neįmanoma tilpti, tačiau iki 2020 m. jie žada įveikti šį etapą.

Teiginiai gana drąsūs ir įdomūs, tačiau būtų įdomiau pasidomėti šiuo hibridiniu ir ne mažiau ekonomišku įrengimu. Sistema vadinama Hibridinis oras ir kaip aiškėja iš jo pavadinimo, be tradicinio kuro, naudoja oro, suspausto oro energiją.

Hibridinio oro koncepcija nėra tokia sudėtinga ir yra trijų hibridas cilindrinis variklis vidaus degimas Ir hidraulinis variklis- siurblys. Du cilindrai sumontuoti kaip alternatyvaus kuro bakai centrinėje automobilio dalyje ir po bagažine: didesnis skirtas žemas spaudimas; ir tas, kuris yra atitinkamai mažesnis, skirtas aukštajam. Automobilio įsibėgėjimas vyks ant vidaus degimo variklio, padidinus greitį 70 km/h, įjungiamas hidraulinis variklis. Dėl to paties hidraulinio variklio ir išradingos planetinės transmisijos suspausto oro energija bus paversta sukamuoju ratų judesiu. Be to, tokiame automobilyje taip pat numatyta energijos atgavimo sistema – stabdant hidraulinis variklis veikia kaip siurblys ir pumpuoja orą į žemo slėgio cilindrą – tai yra, tokia norima energija nebus iššvaistyta.

Įmonės inžinierių teigimu, automobilis su hibridinis augalas„Hybrid Air“, net nepaisant 100 kg didesnės masės, palyginti su tradiciniu varikliu, turės mažiausiai 45% degalų taupymo rodiklius, ir tai nepaisant to, kad patobulinimai šioje variklių kūrimo srityje toli gražu nėra baigti.

Tikimasi, kad hibridinės sistemos bus pirmosios, kurios bus naudojamos Citroen hečbekai C3 ir Peugeot 208, o važinėti „oru“ bus galima jau 2016 m., o prancūzų vadovai kaip pagrindines automobilių su Hybrid Air hibridu rinkas mato Rusiją ir Kiniją.

Šimtmečio pradžioje daugybė žiniasklaidos pranašavo, kad masinė produkcija transporto priemonių, naudojančių orą, o ne kurą.

Tokio drąsaus pareiškimo priežastis buvo automobilio pavadinimu e.Volution pristatymas parodoje Auto Africa Expo-2000, kuri vyko Johanesburge. Nustebusiai visuomenei buvo pasakyta, kad „e.Volution“ be degalų papildymo gali nuvažiuoti apie 200 kilometrų ir pasiekti greitį iki 130 km/val. Arba per 10 valandų Vidutinis greitis 80 km/val Teigta, kad tokia kelionė savininkui kainuos 30 centų. Tuo pačiu metu mašina sveria tik 700 kg, o variklis - 35 kg.
Revoliucinę naujovę pristatė prancūzų kompanija MDI, kuri iš karto paskelbė apie ketinimą pradėti serijinę automobilių su varikliu gamybą. suspaustas oras. Variklio išradėjas yra prancūzų variklių inžinierius Guy Negre, žinomas kaip kūrėjas paleidimo įrenginiai Formulės 1 automobiliams ir lėktuvų varikliams.
Išradėjas teigė, kad jam pavyko sukurti variklį, kuris veiktų tik suslėgtu oru be jokių tradicinio kuro priemaišų. Prancūzas savo protą pavadino Zero Pollution, o tai reiškia nulinę emisiją. kenksmingų medžiagų atmosferoje.
„Zero Pollution“ šūkis buvo „Paprasta, ekonomiška ir švaru“, tai yra, buvo akcentuojamas jo saugumas ir nekenksmingumas aplinkai. Variklio veikimo principas, pasak išradėjo, yra toks: „Oras įsiurbiamas į nedidelį cilindrą ir stūmokliu suspaudžiamas iki 20 barų slėgio lygio. Tuo pačiu metu jis įšyla iki 400 laipsnių. Tada karštas oras išmestas į sferinę kamerą. Šaltas suslėgtas oras iš cilindrų taip pat tiekiamas į „degimo kamerą“ esant slėgiui, jis iš karto įkaista, plečiasi, slėgis smarkiai pakyla, didelio cilindro stūmoklis grįžta atgal ir perduoda darbo jėgą alkūninis velenas. Galima net sakyti, kad „oro“ variklis veikia taip pat kaip įprastinis variklis vidaus degimas, bet čia nėra degimo“.
Konstatuota, kad automobilių išmetamieji teršalai nėra pavojingesni už žmogaus kvėpavimo metu išmetamą anglies dvideginį, variklis gali būti tepamas augaliniu aliejumi, elektrinė sistema susideda tik iš dviejų laidų. Buvo planuojama pastatyti „oro užpildymo“ stotis, galinčias užpildyti 300 litrų balionus vos per tris minutes. Buvo manoma, kad Pietų Afrikoje prasidės „oro automobilių“ pardavimas už maždaug 10 tūkstančių dolerių.
Tačiau po skambių pareiškimų ir bendro džiūgavimo kažkas atsitiko. Staiga viskas nutilo, o „oro vagonas“ buvo beveik užmirštas. Priežastis juokinga: puslapis internete tariamai negali susidoroti su didžiuliu užklausų srautu.
Manoma, kad aplinkos plėtra buvo sabotuota automobilių gigantai: numatant artėjančią griūtį, kai jie paleido benzininiai varikliai niekam jų nereikės, neva nusprendė pasmaugti užuomazgą.
Tačiau daugelis nepriklausomų ekspertų yra gana skeptiški, juolab kad nemažai didelių automobilių koncernų, pavyzdžiui, „Volkswagen“, jau 70–80-aisiais atliko tyrimus šia kryptimi, tačiau vėliau juos apribojo dėl visiškos beviltiškumo. Automobilių įmonės jau išleido daug pinigų eksperimentuodamas elektromobiliai kuris pasirodė esąs nepatogus ir brangus.
Tačiau laukti nereikėjo ilgai. Ko gero, jau ateinančiais metais sužinosime, kas būtent yra šis MDI sukurtas suspausto oro variklis – revoliucija automobilių pramonėje ar visomis šio žodžio prasme išpūsta sensacija.
Internetas turi Komercinis pasiūlymas, adresuotas, matyt, Maskvos vyriausybei. Šiame dokumente viena didmiesčių įmonė kviečia pareigūnus „perskaityti pasiūlymą automobilių įmonė MDI dėl visiškai ekologiškų ir ekonomiškų automobilių gamybos Maskvoje“.
Įdomus yra Raiso Shaimukhametovo - „sodininko“ išradimas, kurį „varo suslėgtas oras: po gaubtu mažas variklis ir serijinis kompresorius. Oras savarankiškai sukasi vienas nuo kito du ekscentrinių rotorių (stūmoklių) blokai (kairysis ir dešinysis). Bloke esantys rotoriai yra sujungti vikšrine grandine per važiuojančius ratus.
Dėl to susidarė dvejopas įspūdis: viena vertus, istorija su prancūzišku „oro automobiliu“ nėra iki galo suprantama, kita vertus, daug aiškesnis jausmas, kad „oro“ transportas naudojamas jau seniai. laiko, o ypač dėl tam tikrų priežasčių Rusijoje. Ir be to, iš užpraeito amžiaus.


Iš visų šiuolaikinių alternatyvų automobiliams su vidaus degimo varikliu – pati neįprastiausia ir įdomiausia išvaizda transporto priemonių dirbantis suspaustas oras. Paradoksalu, bet tokių transporto priemonių pasaulyje jau yra daug. Apie juos kalbėsime šiandienos apžvalgoje.


Australas Darby Bicheno sukūrė neįprastą motociklą-paspirtuką pavadinimu EcoMoto 2013. Ši transporto priemonė varoma ne vidaus degimo varikliu, o impulsu, kurį duoda suslėgtas oras iš cilindrų.



Gamindama EcoMoto 2013, Darby Bicheno stengėsi naudoti tik aplinkai nekenksmingas medžiagas. Jokio plastiko – tik metalas ir pūstas bambukas, iš kurio gaminama dauguma šios transporto priemonės dalių.



Tai dar ne automobilis, bet ir ne motociklas. Ši transporto priemonė taip pat važiuoja suslėgtu oru ir tuo pačiu pasižymi gana aukštomis techninėmis charakteristikomis.



Triratis AIRpod sveria 220 kilogramų. Jis skirtas vežti iki trijų žmonių ir yra valdomas naudojant vairasvirtę priekinė panelėšis pusiau automatinis.



AIRpod vienu pilnu suslėgto oro tiekimu gali nuvažiuoti 220 kilometrų, išvystydamas iki 75 kilometrų per valandą greitį. Bakų užpildymas „degalais“ atliekamas vos per pusantros minutės, o judėjimo kaina – 0,5 euro 100 km.
Ir pirmasis pasaulyje atsarginis automobilis su suspausto oro varikliu Indijos įmonė Tata, visame pasaulyje žinoma dėl pigios gamybos Transporto priemonė vargšams žmonėms.



Automobilis Tata OneCAT sveria 350 kg ir vienu suslėgto oro tiekimu gali nuvažiuoti 130 km, įsibėgėdamas iki 100 kilometrų per valandą. Tačiau tokie rodikliai galimi tik esant maksimaliai užpildytoms bakams. Kuo mažesnis oro tankis juose, tuo mažesnis vidutinis greitis.



O greičio rekordininkas tarp šiuo metu esamų suslėgto oro transporto priemonių yra automobilis. 2011 metų rugsėjį vykusiuose bandymuose ši transporto priemonė įsibėgėjo iki 129,2 kilometro per valandą. Tiesa, jam pavyko nuvažiuoti tik 3,2 km atstumą.



Taip pat reikėtų pažymėti, kad Toyota Ku:Rin nėra serijinė keleivinė transporto priemonė. ši mašina sukurtas specialiai tam, kad parodomosiose lenktynėse pademonstruotų vis didėjančias mašinų su suspausto oro variklius greičio galimybes.
Prancūzų kompanija „Peugeot“ terminui „hibridinis automobilis“ suteikia naują reikšmę. Jei anksčiau tai buvo laikoma automobiliu, kuriame derinamas vidaus degimo variklis su elektros varikliu, tai ateityje pastarąjį gali pakeisti suslėgto oro variklis.



„Peugeot 2008“ bus pirmasis pasaulyje 2016 m serijinis automobilisįrengta naujoviška Hybrid Air jėgainė. Tai leis derinti važiavimą skystuoju kuru, suslėgtu oru ir kombinuotu režimu.

Yamaha WR250R – pirmasis suslėgto oro motociklas

Australijos kompanija Engineair daug metų kuria ir gamina suslėgto oro variklius. Būtent jų gaminius naudojo vietinio padalinio inžinieriai. Yamaha sukurti pirmąjį pasaulyje tokio tipo motociklą.


Tiesa, „Aeromovel“ traukinių nėra nuosavas variklis. Galingos oro srovės sklinda iš bėgių sistemos, kuria jis juda. Tuo pačiu metu, kadangi pačiame traukinyje nėra elektrinės, jis yra labai lengvas.



Dabar Aeromovel traukiniai veikia Brazilijos miesto Porto Alegre oro uoste ir Taman Mini pramogų parke Džakartoje, Indonezijoje.

Pirmąjį pasaulyje masinės gamybos automobilį su suspausto oro varikliu pagamino Indijos įmonė „Tata“, visame pasaulyje žinoma pigių transporto priemonių, skirtų neturtingiems žmonėms, gamyba.

Tata OneCAT automobilis sveria 350 kg ir gali nuvažiuoti 130 km vienu oro tiekimu, suslėgtu iki 300 atmosferų slėgio, o įsibėgėdamas iki 100 kilometrų per valandą. Tačiau tokie rodikliai galimi tik esant maksimaliai užpildytoms bakams. Kuo mažesnis oro tankis juose, tuo mažesnis tampa maksimalaus greičio indikatorius.

4 cilindrai, pagaminti iš anglies pluošto su kevlaro apvalkalu, 2 ilgio ir ketvirčio metro skersmens, esančiuose po dugnu, talpina 400 litrų suspausto oro, kurio slėgis yra 300 barų.

Viduje viskas labai paprasta:

Tačiau tai suprantama, nes automobilis daugiausia skirtas naudoti taksi. Beje, idėja ne be susidomėjimo – skirtingai nuo elektromobilių su probleminėmis perdirbamomis baterijomis ir mažu įkrovimo-iškrovimo ciklo efektyvumu (nuo 50% iki 70% priklausomai nuo įkrovimo ir iškrovimo srovių lygio), oro suspaudimu, jo laikymas cilindre ir vėlesnis naudojimas yra gana ekonomiškas ir nekenksmingas aplinkai.

Jei užpildysite Tata automobilis OneCAT oro į kompresorių stotį, tai užtruks nuo trijų iki keturių minučių. „Siurbimas“ mašinoje įmontuoto mini kompresoriaus, maitinamo iš lizdo, pagalba trunka nuo trijų iki keturių valandų. “ oro kuro“ yra palyginti pigus: išvertus jį į benzino ekvivalentą, paaiškėja, kad automobilis sunaudoja apie litrą 100 kilometrų.

Oro automobilyje transmisijos dažniausiai nėra – juk oro variklis iš karto sukuria maksimalų sukimo momentą – net ir stovėdamas. Oro varikliui taip pat beveik nereikia jokios priežiūros, standartinė rida tarp dviejų techninių apžiūrų yra ne mažiau kaip 100 tūkstančių kilometrų. Ir jam praktiškai nereikia alyvos - litro „tepalo“ varikliui pakanka 50 tūkstančių kilometrų (už paprastas automobilis reikės apie 30 litrų aliejaus).

Naujo automobilio paslaptis ta keturių cilindrų variklis 700 kubų tūrio ir tik 35 kilogramų svorio jis veikia suspausto oro maišymo su išore principu, atmosferos oras. Tai energijos vienetas primena įprastą vidaus degimo variklį, tačiau jo cilindrai yra skirtingo skersmens – du maži, varomi, ir du dideli, darbiniai. Kai variklis veikia lauko oroįsiurbiamas į mažus cilindrus, ten suspaudžiamas stūmokliais ir pašildomas. Tada jis sustumiamas į du darbinius cilindrus ir sumaišomas su šaltu suslėgtu oru, sklindančiu iš bako. Kaip rezultatas oro mišinys išplečia ir paleidžia darbinius stūmoklius, o jie - variklio alkūninį veleną.

Kadangi variklyje nevyksta joks degimas, jo " išmetamosios dujos» ištrauks tik švarų orą.

Kūrėjai oro variklis iš MDI apskaičiavo bendrą energijos vartojimo efektyvumą grandinėje „rafinavimo gamykla – automobilis“. trijų tipų pavara - benzinas, elektra ir oras. Ir paaiškėjo, kad oro pavaros efektyvumas yra 20 procentų, tai yra du kartus dar kartą viršija standarto efektyvumą benzininis variklis ir pusantro karto – elektros pavaros efektyvumą. Be to, suslėgtas oras gali būti tiesiogiai kaupiamas naudojimui ateityje, naudojant nestabilius atsinaujinančius energijos šaltinius, tokius kaip vėjo turbinos – tada efektyvumas dar didesnis.

Temperatūrai nukritus iki -20C, pneumatinės pavaros energijos rezervas sumažėja 10 % be jokių kitų žalingas poveikis jo veikimui, tuo tarpu elektros baterijų energijos rezervas sumažės apie 2 kartus.

Beje, oro variklyje išleidžiamas oras turi žema temperatūra ir gali būti naudojamas vėsinti automobilio saloną karštuoju metų laiku, tai yra oro kondicionierių gausite beveik nemokamai, be nereikalingų energijos sąnaudų. Tačiau šildytuvas, deja, turės būti autonominis. Bet tai yra daug geriau nei elektromobilis, kuris turi eikvoti energiją ir šildymui, ir vėsinimui.

Beje, stiklo-anglies pluošto balionai yra gana saugūs – pažeisti jie nesprogsta, juose atsiranda tik įtrūkimai, pro kuriuos išeina oras.

Kartais reikia turėti mažos galios variklis, kuri kuro degimo energiją paverčia mechanine energija. Tiesa, tokius variklius labai sunku surinkti, o jei perkate gatavą, turite atsisveikinti su tvarkinga suma iš savo piniginės. Šiandien mes išsamiai apsvarstysime dizainą ir savarankiškas surinkimas vienas iš šių variklių. Tačiau mūsų variklis dirbs šiek tiek kitaip, suslėgtu oru. Jo taikymo sritis labai didelė (laivų, automobilių modeliai, papildžius srovės generatoriumi galima surinkti nedidelę elektrinę ir pan.).

Pradėkime svarstyti kiekvieną tokio oro variklio dalį atskirai. Šis variklis gali suktis nuo 500 iki 1000 apsisukimų per minutę ir dėl smagračio naudojimo turi tinkamą galią. Suslėgto oro tiekimo rezonatoriuje pakanka 20 minučių nuolatinis darbas variklis, bet taip pat galite padidinti veikimo laiką, jei naudojate automobilio ratas. Šis variklis taip pat gali būti valdomas garais. Veikimo principas toks – cilindro, kurio vienoje iš šonų prilituota prizmė, viršutinėje dalyje yra skylutė, kuri kartu su joje pritvirtinta ašimi stelažo guolyje pereina ir siūbuoja per prizmę.

Dešinėje ir kairėje guolio pusėje padarytos dvi skylės, viena skirta oro įleidimui iš bako į cilindrą, antra – ištraukiamam orui. Pirmoje variklio padėtyje rodomas oro įsiurbimo momentas (skylė cilindre sutampa su dešine stovo anga). Oras iš rezervuaro, patenkantis į cilindro ertmę, spaudžia stūmoklį ir stumia jį žemyn. Stūmoklio judėjimas per švaistiklį perduodamas smagračiui, kuris, sukdamasis, iškelia cilindrą iš kraštutinės dešinės padėties ir toliau sukasi. Cilindras užima vertikalią padėtį ir šiuo metu oro įleidimo anga sustoja, nes cilindro ir stovo skylės nesutampa.

Dėl smagračio inercijos judėjimas tęsiasi ir cilindras pasislenka į kairiausią padėtį. Cilindro anga sutampa su kairiąja stovo anga ir per šią angą išstumiamas išmetamas oras. Ir ciklas kartojasi vėl ir vėl.

Oro variklio dalys


CILINDRAS - pagamintas iš žalvario, vario arba plieno vamzdis kurių skersmuo 10 - 12 mm,. Kaip cilindrą galite naudoti tinkamo kalibro šautuvo šovinio žalvarinę movą. Vamzdis turi turėti lygias vidines sienas. Ant cilindro reikia prilituoti iš geležies gabalo išpjautą prizmę, kurioje tvirtai pritvirtintas varžtas su veržle (svyravimo ašis), virš varžto, 10 mm atstumu nuo jo ašies, 2 mm skersmens skylė yra išgręžtas per prizmę į cilindrą oro įleidimui ir išleidimui.


STRAIPSNIS – išpjautas iš 2 mm storio žalvario plokštės. vienas švaistiklio galas yra prailginimas, kuriame išgręžiama 3 mm skersmens skylė švaistiklio kaiščiui. Kitas švaistiklio galas skirtas įlituoti į stūmoklį. Švaistiklio ilgis 30 mm.


Stūmoklis – išlietas iš švino tiesiai į cilindrą. Už tai į skardinė supilkite sausą upės smėlį. Tada cilindrui paruoštą vamzdelį įkišame į smėlį, išorėje paliekant 12 mm išsikišimą. Norint sunaikinti drėgmę, smėlio indelį ir cilindrą reikia pašildyti orkaitėje arba ant dujinės viryklės. Dabar reikia išlydyti šviną į cilindrą ir nedelsiant ten panardinti švaistiklį. Švaistiklis turi būti sumontuotas tiksliai stūmoklio centre. Liejiniui atvėsus, cilindras išimamas iš smėlio skardinės ir iš jo išstumiamas gatavas stūmoklis. Visus nelygumus išlyginame maža dilde.


VARIKLIO stelažai - turi būti pagaminti pagal nuotraukoje nurodytus matmenis. Gaminame iš 3 mm geležies arba žalvario. Pagrindinio kanalizacijos aukštis 100 mm. Viršutinėje pagrindinio stovo dalyje išilgai centrinės centrinės linijos išgręžiama 3 mm skersmens skylė, kuri tarnauja kaip cilindro svyravimo ašies guolis. Dvi viršutinės 2 mm skersmens skylės išgręžiamos išilgai 10 mm spindulio apskritimo, nubrėžto nuo svyravimo ašies guolio centro. Šios skylės yra abiejose stovo vidurinės linijos pusėse 5 mm atstumu nuo jos. Per vieną iš šių angų oras patenka į cilindrą, per kitą išstumiamas iš cilindro. Visa oro variklio konstrukcija sumontuota ant pagrindinio stovo, kuris pagamintas iš maždaug 5 cm storio medžio.


SMAGRATAS - galite pasiimti paruoštą arba išlietą iš švino (naudojamas gaminant automobilius su inercinis variklis, yra mums reikalingas smagratis). Jei vis tiek nuspręsite jį išlieti iš švino, nepamirškite formos centre sumontuoti 5 mm skersmens veleną (ašį). Smagračio matmenys taip pat nurodyti paveikslėlyje. Viename veleno gale yra sriegis švaistiklio tvirtinimui.
CRANK - išpjautas iš geležies arba žalvario, kurio storis 3 mm pagal brėžinį. Alkūninis kaištis gali būti pagamintas iš 3 mm skersmens plieninės vielos ir įlituotas į švaistiklio angą.
CILINDRŲ DARBAS - gaminame 2 mm žalvarį ir po užliejimo stūmoklis prilituojamas prie cilindro viršaus. Surinkę visas variklio dalis, jį surenkame. Lituodami žalvarį ir plieną, tvirtam litavimui turėtumėte naudoti galingą sovietinį lituoklį ir druskos rūgštį. Mano dizaino bakas naudojamas iš dažų, guminių vamzdelių. Mano variklis surinktas kiek kitaip, pakeičiau matmenis, bet veikimo principas tas pats. Variklis man dirbo valandų valandas, buvo prijungtas naminis generatorius kintamoji srovė. Toks variklis gali ypač sudominti modeliuotojus. Naudokite variklį ten, kur jums atrodo tinkama, ir šiandien viskas. Sėkmės kuriant – AKA

Aptarkite straipsnį ORO VARIKLIS



© 2023 globusks.ru - Automobilių remontas ir priežiūra pradedantiesiems