До яких тільки методів не вдаються автомобільні виробники для того, щоб привернути увагу споживачів. Покупця зачаровують модним футуристичним дизайном, безпрецедентними заходами безпеки, застосуванням екологічніших двигунів і т.д.
Особисто мене не дуже чіпають останні вишукування різних дизайнерських студій - навіть більше того: для мене автомобіль був і залишатиметься неживим шматком металу і пластику і всі потуги маркетологів розповісти мені про те, як високо в небо має прямувати моя самооцінка після покупки «нашої новітньої моделіє ні що інше, як струс повітря. Ну, принаймні особисто для мене.
Тема, що більш хвилює мене, як автовласника, - питання економічності і живучості. Паливо коштує далеко не три копійки, до того ж на просторах «великого й могутнього» надто багато послідовників Василя Алібабаєвича із «Джентльменів удачі». Перейти на використання альтернативних видів палива авто виробники намагаються вже давно. У США електрокари зайняли досить міцні позиції, проте дозволити собі придбати таку машинку може далеко не кожен – дуже дорого. От якби електричними робили машини бюджетного класу.
Цікаву мету поставили перед собою французькі виробники PSA Peugeot Citroen ними ініційована цікава програма зі зниження витрати палива. Ця група автомобільних виробників веде розробки гібридної. силової установкияка змогла б витрачати лише два літри палива на сто кілометрів шляху. Інженерам компанії вже є, що показати - сьогоднішні напрацювання дозволяють заощаджувати до 45% палива порівняно зі звичайним ДВС: нехай навіть із такими показниками у два літри на сотню поки що не влізти, але до 2020 року обіцяють підкорити і цей рубіж.
Заяви досить сміливі та цікаві, проте цікавіше було б ближче поглянути на цю таку гібридну і не менш економічну установку. Система називається Hybrid Airі як стає зрозумілим з її назви, крім традиційного палива, використовує енергію повітря, стиснутого повітря.
Концепція Hybrid Air не настільки складна і є гібридом трьох циліндрового двигуна внутрішнього згорянняі гідравлічного двигуна- Насоси. Як баки для альтернативного палива в центральній частині авто і під простором багажника встановлені два балони: який більше - для низького тиску; а той, що менший, відповідно для високого. Розгін автомобіля відбуватиметься на ДВС, після набору швидкості 70 км/год в роботу включається гідравлічний двигун. За допомогою цього самого гідравлічного двигуна і хитромудрої планетарної трансмісії енергія стисненого повітря перетворюватиметься на обертальний рух коліс. Крім того, на такому авто передбачена і система рекуперації енергії - під час гальмування гідравлічний мотор виступає в ролі помпи і закачує повітря в балон низького тиску - тобто така бажана енергія не пропаде даремно.
Як заявляють інженери компанії автомобіль з гібридною установкою Hybrid Air, навіть не дивлячись на велику на 100 кг у порівнянні з традиційним мотором масу, матиме показники паливної економії на рівні не менше 45% і це при тому, що вишукування в даній галузі моторобудування далекі від завершення.
Очікується, що гібридні системи першими будуть застосовуватись на хетчбеках Citroen C3 і Peugeot 208, а покататися на «повітрях» можна буде вже в 2016 році, причому як основні ринки збуту автомобілів з гібридом Hybrid Air французькі менеджери бачать Росію та Китай.
На початку століття численні ЗМІ пророкували, що ось-ось почнеться масове виробництвоавтомобілів, які використовують повітря замість палива.
Приводом для такої сміливої заяви стала презентація автомобіля під назвою e.Volution на виставці Auto Africa Expo-2000, що відбулася в Йоганнесбурзі. Здивованому загалу повідомили, що e.Volution може без дозаправки проїхати близько 200 кілометрів, розвиваючи швидкість до 130 км/год. Або ж протягом 10 годин з середньою швидкістю 80 км/год. Було заявлено, що вартість такої поїздки коштуватиме власнику 30 центів. При цьому важить машина лише 700 кг, а двигун – 35 кг.
Революційну новинку представила французька фірма MDI, яка одразу оголосила про намір розпочати серійний випуск автомобілів, обладнаних двигуном стиснутому повітрі. Винахідником двигуна є французький інженер-моторобудівник Гай Негр, відомий як розробник пускових пристроївдля болідів "Формули-1" та авіаційних двигунів.
Винахідник заявив, що йому вдалося створити двигун, який працює виключно на стислому повітрі без будь-яких домішок традиційного палива. Своє дітище француз назвав Zero Pollution, що означає нульовий викид шкідливих речовину атмосферу.
Девізом Zero Pollution стало “Простий, економічний та чистий”, тобто наголос було зроблено на його безпеку та нешкідливість для екології. Принцип роботи двигуна, за словами винахідника, такий: “Повітря засмоктується в малий циліндр і стискається поршнем до рівня тиску 20 бар. При цьому він розігрівається до 400 градусів. Потім гаряче повітрявиштовхується у сферичну камеру. У "камеру згоряння" під тиском подається і холодне стиснене повітря з балонів, воно відразу ж нагрівається, розширюється, тиск різко зростає, поршень великого циліндра повертається і передає робоче зусилля на колінчастий вал. Можна навіть сказати, що "повітряний" двигун працює так само, як і звичайний двигунвнутрішнього згоряння, але жодного згоряння тут немає”.
Було заявлено, що викиди автомобіля не небезпечніші за вуглекислий газ, що виділяється при диханні людини, двигун можна змащувати рослинним маслом, а електрична системаскладається лише з двох дротів. Планувалося побудувати "повітрозаправні" станції, здатні наповнити 300-літрові балони всього за три хвилини. Передбачалося, що продаж "повітряних автомобілів" розпочнеться в Південній Африці за ціною близько 10 тисяч доларів.
Але після гучних заяв і загального тріумфу щось сталося. Раптом все стихло, і про "повітряномобіль" майже забули. Причина безглузда: сторінка в Інтернеті нібито не справляється із величезним потоком запитів.
Є думка, що екологічну розробку саботували автомобільні гіганти: передбачивши наближення краху, коли випускаються ними бензинові двигунинікому не будуть потрібні, вони нібито вирішили вискочку задушити на корені.
Однак і багато незалежних експертів налаштовані швидше скептично, тим більше, що низка великих автомобілебудівних концернів, наприклад, "Фольксваген", уже в 70-80-х роках вели дослідження в цьому напрямку, але потім згорнули їх через повну безперспективність. Автомобільні компаніївже витратили величезні гроші на експерименти з електричними автомобілями, які виявилися незручними та дорогими.
Проте чекати лишилося недовго. Ймовірно, вже наступного року ми точно дізнаємося, що таке цей розроблений фірмою MDI двигун на стиснутому повітрі - революція в автомобілебудуванні чи у всіх сенсах слова дута сенсація.
В Інтернеті є комерційна пропозиція, адресоване, мабуть, уряду Москви. У цьому документі одна столична компанія пропонує чиновникам “ознайомитись із пропозицією автомобільної фірми MDI про виробництво у Москві абсолютно екологічно чистих та економічних автомобілів”.
Інтерес представляє і винахід Раїса Шаймухаметова - "садохід", який "наводиться в рух від стисненого повітря: під капотом невеликий двигунта серійний компресор. Повітря обертає автономно один від одного два блоки (ліворуч і праворуч) ексцентричних роторів (поршнів). Ротори у блоці через ходові колеса з'єднані гусеничним ланцюгом”.
У результаті склалося двояке враження: з одного боку, не остаточно зрозуміла історія з французьким “повітряномобілем”, з другого - куди чіткіше відчуття, що “повітряний” транспорт давно використовується, і особливо чомусь у Росії. І до того ж з позаминулого століття.
З усіх сучасних альтернатив автомобілям із двигуном внутрішнього згоряння найбільш незвичайно та цікаво виглядають транспортні засоби, що працюють на стиснутому повітрі. Парадоксально, але у світі вже існує чимало подібних засобів пересування. Про них ми розповімо в сьогоднішньому огляді.
Австралієць Дарбі Бічено (Darby Bicheno) створив незвичайний мотоцикл-скутер під назвою EcoMoto 2013. Цей транспортний засіб працює не від двигуна внутрішнього згоряння, а від імпульсу, що дається стисненим повітрям із балонів.
При виробництві EcoMoto 2013 Дарбі Бічено намагався використати виключно екологічно чисті матеріали. Ніякого пластику – тільки метал та листковий бамбук, з якого виготовлено більшість деталей цього транспортного засобу.
- Це ще не автомобіль, але вже й не мотоцикл. Цей транспортний засіб також працює на стиснутому повітрі і має відносно високі технічні характеристики.
Триколісний візок AIRpod важить 220 кілограмів. Вона розрахована на перевезення до трьох осіб, а керування здійснюється за допомогою джойтика на лицьової панеліцього напівавто.
AIRpod може проїжджати на одному повному запасі стисненого повітря 220 кілометрів, розвиваючи швидкість до 75 кілометрів на годину. Заправка баків «паливом» здійснюється лише за півтори хвилини, а вартість пересування становить 0,5 євро за 100 км.
А перший у світі серійний автомобільз двигуном, що працює на стислому повітрі, випустила індійська компанія Tata, відома на весь світ виробництвом дешевих транспортних засобівдля небагатих людей.
Автомобіль Tata OneCATважить 350 кг і може проїжджати однією запасі стиснутого повітря 130 км, розганяючись при цьому до 100 кілометрів на годину. Але такі показники можливі лише за максимально заповнених баках. Чим менша щільність повітря в них, тим нижчим стає середній показник швидкості.
А рекордсменом за швидкістю серед існуючих нині автомобілів на стиснутому повітрі є авто. На випробуваннях, що відбулися у вересні 2011 року, цей транспортний засіб розігнався до показника 129,2 кілометра на годину. Щоправда, проїхати йому при цьому вдалося лише відстань 3,2 км.
Слід зазначити, що Toyota Ku:Rin – це не серійний пасажирський транспортний засіб. Цю машинустворили спеціально для того, щоб у показових заїздах продемонструвати швидкісні можливості машин, що збільшуються, з двигунами на стислому повітрі.
Французька компанія Peugeot надає нового значення терміну «гібридний автомобіль». Якщо раніше таким вважалося авто, що поєднує в собі двигун внутрішнього згоряння з електромотором, то в майбутньому останній може бути замінений двигун на стислому повітрі.
Автомобіль Peugeot 2008 у 2016 році стане першим у світі серійним авто, оснащеним інноваційною силовою установкою Hybrid Air. Вона дозволить поєднувати їзду на рідкому паливі, на стислому повітрі та в комбінованому режимі.
Yamaha WR250R – перший мотоцикл на стислому повітрі
Австралійська компанія Engineair вже багато років займається розробкою та виробництвом двигунів, що працюють на стислому повітрі. Саме їхню продукцію і використовували інженери з місцевого відділення компанії Yamahaдля створення першого у світі мотоцикла такого типу.
Щоправда, у поїздах Aeromovel немає власного двигуна. Потужні струмені повітря походять від рейкової системи, якою він пересувається. При цьому відсутність силової установки всередині самого складу робить його дуже легким.
Зараз поїзди Aeromovel ходять в аеропорту бразильського міста Порто Алегрі та у тематичному парку Taman Mini у Джакарті, Індонезія.
Перший у світі серійний автомобіль із двигуном, що працює на стислому повітрі, випустила індійська компанія Tata, відома на весь світ виробництвом дешевих транспортних засобів для небагатих людей.
Автомобіль Tata OneCAT важить 350 кг і може проїжджати на одному запасі стисненого до тиску 300 атмосфер повітря 130 км, розганяючись при цьому до 100 кілометрів на годину. Але такі показники можливі лише за максимально заповнених баках. Чим менша щільність повітря в них, тим нижчим стає показник максимальної швидкості.
4 балони, виконані з вуглепластику з кевларовою оболонкою, довжиною 2 і діаметром в чверть метра кожен, розташовані під днищем, вміщують 400 літрів стисненого повітря під тиском 300 бар.
Усередині там все дуже простенько:
Але це можна пояснити, оскільки автомобіль позиціонується в основному для використання в таксі. До речі, задум нецікавий — на відміну від електромобілів з їх акумуляторами, що проблемно утилізуються, і низьким ККД заряд-розрядного циклу (від 50% до 70% в залежності від рівня струмів заряду і розряду), стиснення повітря, його зберігання в балоні і подальше використання досить економічне.
Якщо заправляти автомобіль Tata OneCAT повітря на компресорній станції, це займе три-чотири хвилини. «Підкачування» за допомогою вбудованого в машину міні-компресора, що працює від розетки, триває три-чотири години. « Повітряне паливо» коштує відносно недорого: якщо перевести його в бензиновий еквівалент, то вийде, що машина витрачає близько літра на 100 км шляху.
У пневмомобілі зазвичай немає ніякої трансмісії - адже пневмодвигун видає максимальний момент, що крутить, відразу - навіть у нерухомому стані. Повітряний двигун також практично не вимагає профілактики, нормативний пробігміж двома техоглядами складає 100 тисяч кілометрів. А ще він практично не потребує олії - мотору вистачить літра «мастила» на 50 тисяч кілометрів пробігу (для звичайного автознадобиться близько 30 літрів олії).
Секрет нового автомобіля полягає в тому, що його чотирициліндровий двигуноб'ємом 700 кубиків і вагою всього 35 кілограмів працює на принципі змішування стисненого повітря із зовнішнім, атмосферним повітрям. Цей силовий агрегатнагадує звичайний двигун внутрішнього згоряння, але циліндри у нього різного діаметра - двоє малих, приводних, і двоє великих, робочих. При роботі двигуна зовнішнє повітрязасмоктується в малі циліндри, стискується там поршнями та нагрівається. Потім він виштовхується в два робочі циліндри і змішується там з холодним стисненим повітрям, що надходить з бака. В результаті повітряна сумішрозширюється і надає руху робочі поршні, а вони — колінчастий вал двигуна.
Оскільки ніякого згоряння у двигуні не відбувається, його « вихлопними газами» буде лише відпрацьоване чисте повітря.
Розробники повітряного двигуназ компанії MDI підрахували сумарний енергетичний ККД у ланцюжку «нафтоперегінний завод – автомобіль» для трьох видівприводу – бензинового, електричного та повітряного. І виявилося, що ККД повітряного приводу становить 20 відсотків, що у два з зайвий разперевищує ККД стандартного бензинового двигуната у півтора рази – ККД електроприводу. До того ж стиснене повітря можна безпосередньо запасати на користь, використовуючи нестабільні відновлювані джерела енергії, на зразок вітрогенераторів — тоді ККД виходить ще вище.
При зниженні температури до -20С запас енергії пневмоприводу знижується на 10% без будь-яких інших шкідливих впливівйого роботу, тоді як запас енергії електричних батарей зменшиться приблизно 2 разу.
До речі, відпрацьоване у пневмодвигуні повітря має низьку температуруі може бути використаний для охолодження салону автомобіля у спеку року, тобто кондиціонер ви отримуєте практично нахаляву, без зайвих витрат енергії. Натомість обігрівач, на жаль, доведеться робити автономним. Але це набагато краще, ніж у електромобіля — який змушений витрачати енергію як на опалення, так і на охолодження.
До речі, балони зі скло-вуглеволокна досить безпечні — при пошкодженні вони не вибухають, у них лише з'являються тріщини, якими повітря виходить назовні.
Іноді треба мати під рукою малопотужний двигун, який перетворює енергію горіння палива на механічну енергію. Як право такі двигуни мають дуже складне складання, а якщо купити готовий, то потрібно прощатися з кругленькою сумою з гаманця. Ми сьогодні детально розглядатимемо конструкцію та самостійне складанняодного з таких двигунів. Але двигун у нас працюватиме трохи інакше, на стислому повітрі. Область його застосування дуже велика (моделі кораблів, машин, якщо доповнити генератором струму можна зібрати маленьку електростанцію тощо).Почнемо розглядати кожну частину такого повітряного двигуна окремо. Цей двигунздатний дати від 500 до 1000 оборотів на хвилину і завдяки застосуванню маxовика має пристойну потужність. Запасу стисненого повітря в резонаторі вистачає на 20 хвилин безперервної роботидвигуна, але можна і збільшити час роботи, якщо як резервуар використовувати автомобільне колесо. Цей двигун може працювати і з парою. Принцип роботи полягає в наступному - циліндр з припаяною до однієї з його сторін призмою має отвір у своїй верхній частині, який проходить і через призму хитається разом із укріпленою в ньому віссю в підшипнику стійки.
Праворуч і ліворуч від підшипника зроблено два отвори, одне для впуску повітря з резервуара в циліндр, друге для випуску відпрацьованого повітря. Перше положення роботи двигуна показує момент впуску повітря (отвір у циліндрі збігається з правим отвором у стійці). Повітря з резервуара увійшовши в порожнину циліндра тисне на поршень і штовхає його вниз. Рух поршня через шатун передається до машовика, який повертаючись, виводить циліндр із крайнього правого положення і продовжує обертатися. Циліндр приймає вертикальне положення і в цей момент впуск повітря припиняється, так як отвори циліндра і стійки не збігаються.
Завдяки інерції машовика рух продовжується і циліндр переходить вже в крайнє ліве положення. Отвір циліндра збігається з лівим отвором у стійці і через цей отвір відпрацьований повітря виштовхується назовні. І цикл повторюється знову і знову.
Деталі повітряного двигуна
ЦИЛІНДР - виготовляється з латунної, мідної або сталевої трубкиз діаметром 10 - 12 мм. Як циліндр можна використовувати латунну гільзу рушничного патрона підхідного калібру. Трубка має мати гладкі внутрішні стіни. На циліндр потрібно напаяти випиляна зі шматка заліза призма, в якій щільно укріплений гвинт з гайкою (вісь гойдання), вище гвинта, на відстані 10 мм від його осі, просвердлено через призму всередину циліндра отвір діаметром 2мм для впуску та випуску повітря.
ШАТУН - випилюють із латунної пластинки товщиною 2 мм. один кінець шатуна розширення в якому свердлять отвір діаметром 3 мм для пальця кривошипа. Інший кінець шатуна, призначений для впайки в поршень. Довжина шатуну 30 мм.
ПОРШЕНЬ - відливають зі свинцю у циліндрі. Для цього в бляшанкунасипають сухий річковий пісок. Потім заготовлену для циліндра трубку вставляємо в пісок, залишаючи виступ зовні 12мм. Для знищення вологи, банку з піском та циліндр потрібно прогріти у печі або на газовій плиті. Тепер потрібно розплавляти свинець у циліндр і одразу треба занурювати туди шатун. Шатун потрібно встановити точно у центрі поршня. Коли виливок охолоне, з|із| банки з піском виймають циліндр і виштовхують з нього готовий поршень. Усі нерівномірності згладжуємо дрібним напилком.
СТІЙКИ ДВИГУНА - потрібно виготовити згідно з розмірами які вказані на фотографії. Його робимо з 3-міліметрового заліза або латуні. Висота основного стоку 100 мм. У верхній частині основної стійки свердлять по центральній осьовій лінії отвір діаметром 3мм, який служить підшипником для осі хитання циліндра. Два самі верхні отвори діаметром по 2 мм свердлим по колу радіусом 10 мм, проведеної від центру підшипника осі гойдання. Ці отвори розташовані з обох боків від осьової лінії стійки на відстані 5 мм від неї. Через одне з цих отворів повітря надходить у циліндр, через інше - виштовхується з циліндра. Вся конструкція повітряного двигуна зібрана на основній стійці, яка виготовлена з дерева з товщиною приблизно 5 см.
МАХОВИК - можна підібрати готовий або відлити зі свинцю (раніше випускалися машинки з інерційним двигуном, там присутній потрібний нам маxовик). Якщо ви все ж таки вирішили відлити його зі свинцю, то не забудьте в центрі форми встановити вал (вісь) з діаметром 5мм. Розміри машовика також вказані на малюнку. Для кріплення кривошипа на одному кінці валу є різьблення.
КРИВОШИП - випилюємо із заліза або латуні з товщиною 3 мм за малюнком. Палець кривошипу можна виготовити із сталевого дротування з діаметром 3 мм і впаюється в отвір кривошипа.
Кришка циліндра - виготовляємо і 2-х міліметрової латуні і після виливки поршня припаюють до верхньої частини циліндра. Після збирання всіх частин двигуна збираємо його. У паянні латуні та сталі слід використовувати потужний радянський паяльник та солону кислоту для міцної пайки. Резервуар у моїй конструкції застосований від фарби, трубки гумові. Мій двигун зібраний трохи інакше, розміри я змінив, але принцип роботи теж саме. Двигун раніше у мене працював годинником, до нього був підключений саморобний генератор змінного струму. Такий двигун особливо може зацікавити модельістів. Використовуйте двигун там, де вважаєте за потрібне і на сьогодні все. Удачі в збиранні - АКА
Обговорити статтю ПОВІТРЯНИЙ ДВИГУН
