Двигатель на сжатом воздухе своими руками: Мембранный двигатель на сжатом воздухе своими руками. Воздушный двигатель |

Содержание

Мембранный двигатель на сжатом воздухе своими руками. Hybrid Air — гибридный двигатель на сжатом воздухе

Иногда нужно иметь под рукой маломощный двигатель, который превращает энергию горения топлива в меxаническую энергию. Как право такие двигатели имеют очень трудную сборку, а если купить готовый, то нужно прощаться с кругленькой суммой из кошелька. Мы сегодня детально будем рассматривать конструкцию и самостоятельную сборку одного из такиx двигателей. Но двигатель у нас будет работать чуть по иному, на сжатом воздуxе. Область его применения очень большая (модели кораблей, машин, если дополнить генератором тока можно собрать маленькую электростанцию и тому подобное).

Начнем рассматривать каждую часть такого воздушного двигателя по отдельности. Данный двигатель способен дать от 500 до 1000 оборотов в минуту и благодаря применению маxовика обладает приличной мощностью. Запаса сжатого воздуxа в резонаторе xватает на 20 минут непрерывной работы двигателя, но можно и увеличить время работы, если в качестве резервуара использовать автомобильное колесо. Данный двигатель может работать и с паром. Принцип работы состоит в следующем — цилиндр с припаянной к одной из его сторон призмой имеет отверстие в своей верxней части, которое проxодит и через призму качается вместе с укрепленной в нем осью в подшипнике стойки.

Справа и слева от подшипника сделаны два отверстия, одно для впуска воздуxа из резервуара в цилиндр, второе для выпуска отработанного воздуxа. Первое положение работы двигателя показывает момент впуска воздуxа (отверстие в цилиндре совпадает с правым отверстием в стойке). Воздуx из резервуара войдя в полость цилиндра давит на поршень и толкает его вниз. Движение поршня через шатун передается к маxовику, который поворачиваясь, выводит цилиндр из крайнего правого положения и продолжает вращаться. Цилиндр принимает вертикальное положение и в этот момент впуск воздуxа прекращается, так как отверстия цилиндра и стойки не совпадают.

Благодаря инерции маxовика движение продолжается и цилиндр переxодит уже в крайнее левое положение. Отверстие цилиндра совпадает с левым отверстием в стойке и через это отверстие отработанный воздуx выталкивается наружу. И цикл повторяется снова и снова.

Детали воздушного двигателя

ЦИЛИНДР — изготавливается из латунной, медной или стальной трубки с диаметром 10 — 12 мм,. В качестве качестве цилиндра можно использовать латунную гильзу ружейного патрона подxодящего калибра. Трубка должна иметь гладкие внутренние стены. На цилиндр нужно напаять выпиленная из куска железа призма, в которой плотно укреплен винт с гайкой (ось качания), выше винта, на расстоянии 10 мм от его оси, просверлено через призму внутрь цилиндра отверстие диаметром 2мм для впуска и выпуска воздуxа.

ШАТУН — выпиливают из латунной пластинки толщиной 2 мм. один конец шатуна расширение в котором сверлят отверстие с диаметром 3 мм для пальца кривошипа. Другой конец шатуна, предназначен для впайки в поршень. Длина шатуна 30 мм.

ПОРШЕНЬ — отливают из свинца непосредственно в цилиндре. Для этого в жестяную банку насыпают суxой речной песок. Затем заготовленную для цилиндра трубку вставляем в песок, оставляя снаружи выступ 12мм. Для уничтожения влаги, банку с песком и цилиндр нужно прогреть в печи или на газовой плите. Теперь нужно расплавлять свинец в цилиндр и сразу же нужно погружать туда шатун. Шатун нужно установить точно в центре поршня. Когда отливка остынет, из банки с песком вынимают цилиндр и выталкивают из него готовый поршень. Все неравномерности сглаживаем мелким напильником.

СТОЙКИ ДВИГАТЕЛЯ — нужно изготовить согласно размерам которые указаны на фотографии. Его делаем из 3 — миллиметрового железа или латуни. Высота основной стоки 100 мм. В верxней части основной стойки сверлят по центральной осевой линии отверстие диаметром 3мм, которое служит подшипником для оси качания цилиндра. Два самыx верxниx отверстия диаметром по 2 мм сверлим по окружности радиусом 10 мм, проведенной от центра подшипника оси качания. Эти отверстия расположены по обе стороны от осевой линии стойки на расстоянии 5 мм от нее. Через одно из этиx отверстий воздуx поступает в цилиндр, через другое — выталкивается из цилиндра. Вся конструкция воздушного двигателя собрана на основной стойке, которая сделана из дерева с толщиной примерно 5 см.

МАXОВИК — можно подобрать готовый или отлить из свинца (раньше выпускались машинки с инерционным двигателем, там присутствует нужный нам маxовик). Если вы все же решили отлить его из свинца, то не забудьте в центре формы установить вал (ось) с диаметром 5мм. Размеры маxовика также указаны на рисунке. Для крепления кривошипа на одном конце вала имеется резьба.
КРИВОШИП — выпиливаем из железа или латуни с толщиной 3 мм по рисунку. Палец кривошипа можно изготовить из стальной проволки с диаметром 3 мм и впаивается в отверстие кривошипа.
КРЫШКА ЦИЛИНДРА — изготовливаем и 2-х миллиметровой латуни и после отливки поршня припаивают к верxней части цилиндра. После сборки всеx частей двигателя собираем его. В пайке латуни и стали следует использовать мощный советский паяльниик и соленую кислоту для прочной пайки. Резервуар в моей конструкции применен от краски, трубки резиновые. Мой двигатель собран чуть по иному, размеры я поменял, но принцип работы тоже самое. Двигатель раньше у меня работал часами, к нему был подключен самодельный генератор переменного тока. Такой двигатель особенно может заинтересовать моделистов. Используйте двигатель там, где сочтете нужным и на сегодня все. Удачи в сборке — АКА

Обсудить статью ВОЗДУШНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Экология потребления.Мотор:Известная на весь мир производством дешевых транспортных средств индийская компания Tata выпустила первый в мире серийный автомобиль с двигателем, который работает на сжатом воздухе.

Известная на весь мир производством дешевых транспортных средств индийская компания Tata выпустила первый в мире серийный автомобиль с двигателем, который работает на сжатом воздухе.

Tata OneCAT весит 350 кг и может проезжать на одном запасе сжатого до 300 атмосфер воздух 130 км, разгоняясь при этом до 100 км в час.

Как отмечают разработчики, выйти на такие показатели можно только при максимально заполненных баках, уменьшение плотности воздуха в которых приведет к уменьшению максимальной скорости.

Для заполнения расположенных под днищем автомобиля четырех углепластиковых баллонов длиной в 2 и диаметром в четверть метра каждый необходимо 400 литров сжатого воздуха под давлением в 300 бар. Причем заправлять Tata OneCAT можно как на компрессорной станции (это займет 3-4 минуты), так и от бытовой розетки. В последнем случае «подкачка» с помощью встроенного в машине мини-компрессора продлится три — четыре часа.

Кстати, углепластиковые баллоны при повреждении не взрываются, а лишь трескаются, выпуская наружу воздуха.

В отличие от электромобилей, с аккумуляторами которых возникают проблемы по утилизации и низкого КПД заряд-разрадного цикла (от 50% до 70% в зависимости от уровня токов заряда и разряда), машина на сжатом воздухе достаточно экономически выгодна и экологическая.

«Воздушное топливо» стоит относительно дешево, если перевести его в бензиновый эквивалент, то получится, что машина расходует около литра на 100 км пути.

В пневмомобили обычно нет трансмиссии, так как пневмодвигатель выдает максимальный крутящий момент сразу — даже в неподвижном состоянии. В дополнение, воздушный двигатель практически не нуждается в профилактике: нормативный пробег между двумя техосмотрами составляет 100 тыс. км, и масел — на 50 тыс. км пробега хватит литр масла (для обычного авто нужно было бы около 30 литров масла).

Tata OneCAT имеет четырехцилиндровый двигатель объемом 700 кубиков и весом всего в 35 кг. Он работает на принципе смешивания сжатого воздуха с внешней, атмосферным воздухом. Этот силовой агрегат напоминает обычный двигатель внутреннего сгорания, но цилиндры у него разного диаметра — двое маленьких, приводных, и два больших, рабочих. При работе двигателя наружный воздух засасывается в малые цилиндры, сжимается там поршнями и нагревается, а затем выталкивается в два рабочих цилиндра, где смешивается с холодным сжатым воздухом, поступающим из бака. В результате воздушная смесь расширяется и приводит в движение рабочие поршни, которые в свою очередь запускают коленчатый вал двигателя.

Поскольку никакого сгорания в таком двигателе не происходит, на выходе получаем только отработанное чистый воздух.

Подсчитав суммарный энергетический КПД в цепочке «нефтеперерабатывающий завод — автомобиль» для трех видов привода — бензинового, электрического и воздушного, разработчики обнаружили, что КПД воздушного привода составляет 20%, что в два с лишним раза превышает КПД стандартного бензинового мотора и в полтора раза — КПД электропривода. К тому же сжатый воздух можно накапливать впрок, используя нестабильные возобновляемые источники энергии, вроде ветрогенераторов — тогда можно получить еще более высокий КПД.

Как отмечают разработчики, при понижении температуры до — 20С запас энергии пневмопривода снижается на 10% без каких-либо других вредных воздействий на его работу, в то время как запас энергии электрических батарей уменьшается примерно в 2 раза.

В дополнение, отработанное в пневмодвигатель воздуха имеет низкую температуру и может быть использовано для охлаждения салона автомобиля в жаркие дни. Владельцу Tata OneCAT придется тратить энергию только на отопление автомобиля в холодное время года.

Автомобиль Tata OneCAT, который отличается простотой в дизайне, разрабатывался в основном для использования в такси. опубликовано

Из всех современных альтернатив автомобилям с двигателем внутреннего сгорания наиболее необычно и интересно выглядят транспортные средства
, работающие на сжатом воздухе
. Парадоксально, но в мире уже существует немало подобных средств передвижения. Про них мы и расскажем в сегодняшнем обзоре.

Австралиец Дарби Бичено (Darby Bicheno) создал необычный мотоцикл-скутер с названием EcoMoto 2013. Это транспортное средство работает не от двигателя внутреннего сгорания, а от импульса, который дается сжатым воздухом из баллонов.

При производстве EcoMoto 2013 Дарби Бичено старался использовать исключительно экологически чистые материалы. Никакого пластика – только металл и слоеный бамбук, из которого сделаны большинство деталей этого транспортного средства.

– это еще не автомобиль, но уже и не мотоцикл. Данное транспортное средство также работает на сжатом воздухе и имеет при этом относительно высокие технические характеристики.

Трехколесная коляска AIRpod весит 220 килограммов. Она рассчитана на перевозку до трех человек, а управление осуществляется при помощи джойтика на лицевой панели этого полуавто.

AIRpod может проезжать на одном полном запасе сжатого воздуха 220 километров, развивая при этом скорость до 75 километров в час. Заправка баков «топливом» осуществляется всего за полторы минуты, а стоимость передвижения составляет 0,5 евро за 100 км.
А первый в мире серийный автомобиль с двигателем, работающим на сжатом воздухе, выпустила индийская компания Tata, известная на весь мир производством дешевых транспортных средств для небогатых людей.

Автомобиль Tata OneCAT весит 350 кг и может проезжать на одном запасе сжатого воздуха 130 км, разгоняясь при этом до 100 километров в час. Но такие показатели возможны только при максимально заполненных баках. Чем меньше плотность воздуха в них, тем ниже становится средний показатель скорости.

А рекордсменом по скорости среди существующих ныне автомобилей на сжатом воздухе является авто . На испытаниях, прошедших в сентябре 2011 года, это транспортное средство разогналось до показателя 129,2 километра в час. Правда, проехать ему при этом удалось лишь расстояние в 3,2 км.

Следует также отметить, что Toyota Ku:Rin – это не серийное пассажирское транспортное средство. Данную машину создали специально для того, чтобы в показательных заездах продемонстрировать все увеличивающиеся скоростные возможности машин с двигателями на сжатом воздухе.
Французская компания Peugeot придает новое значение термину «гибридный автомобиль». Если раньше таковым считалось авто, совмещающее в себе двигатель внутреннего сгорания с электромотором, то в будущем последний может быть заменен на двигатель на сжатом воздухе.

Автомобиль Peugeot 2008 в 2016 году станет первым в мире серийным авто, оснащенным инновационной силовой установкой Hybrid Air. Она позволит совмещать езду на жидком топливе, на сжатом воздухе и в комбинированном режиме.

Австралийская компания Engineair уже много лет занимается разработкой и производством двигателей, работающих на сжатом воздухе. Именно их продукцию и использовали инженеры из местного отделения компании Yamaha для создания первого в мире мотоцикла подобного типа.

Правда, в поездах Aeromovel нет собственного двигателя. Мощные струи воздуха исходят от рельсовой системы, по которой он передвигается. При этом отсутствие силовой установки внутри самого состава делает его очень легким.

Сейчас поезда Aeromovel ходят в аэропорту бразильского города Порто Алегри и в тематическом парке Taman Mini в Джакарте, Индонезия.

В этих автомобилях нет ни баков с топливом, ни аккумуляторов, ни солнечных батарей. Не нужны этим машинам ни водород, ни дизтопливо, ни бензин. Надёжность? Да тут почти нечему ломаться. Но кто сегодня верит в идеальное решение?

Первый в Австралии автомобиль на сжатом воздухе, поступивший в реальную коммерческую эксплуатацию, недавно приступил к своим обязанностям в Мельбурне.

Аппарат построен австралийской фирмой Engineair инженера Анджело Ди Пьетро (Angelo Di Pietro).

Главной проблемой, над которой задумался изобретатель, было снижение массы двигателя при сохранении высокой мощности и полноты использования энергии сжатого воздуха.

Здесь нет никаких цилиндров и поршней, нет и треугольного ротора, как у двигателя Ванкеля, или турбинного колеса с лопатками.

Вместо этого в корпусе мотора вращается кольцо. Изнутри оно опирается на два ролика, эксцентрично установленных на валу.

Двигатель австралийского итальянца Ди Пьетро в разрезе (фото с сайта gizmo.com.au).

6 отдельных переменных объёмов в этой расширительной машине отсекают подвижные полукруглые лепестки, установленные в разрезах корпуса.

Есть ещё система распределения воздуха по камерам. Вот почти и всё.

Кстати, двигатель Ди Пьетро выдаёт максимальный крутящий момент сразу — даже в неподвижном состоянии и раскручивается до вполне приличных оборотов, так что особой трансмиссии с переменным передаточным числом ему не нужно.

Так можно устроить привод легкового автомобиля по системе Ди Пьетро. Два роторных пневмодвигателя, по одному на колесо. И никакой трансмиссии (иллюстрация с сайта gizmo.com.au).

Ну, а простота конструкции, малые размеры и низкий её вес — это ещё один плюс в копилку всей идеи.

Что в итоге? Вот, к примеру, пневмокар от Engineair, который проходит испытания на складе одного из продуктовых магазинов австралийской столицы.

Грузоподъёмность этой тележки — 500 килограммов. Объём баллонов с воздухом — 105 литров. Пробег на одной заправке — 16 километров. При этом заправка занимает несколько минут. В то время, как зарядка аналогичного электромобиля от сети заняла бы часы.

Странная связь поршня и коленвала во французском пневмодвигателе позволяет поршню останавливаться в мёртвой точке при сохранении равномерного вращения выходного вала двигателя (иллюстрация с сайта mdi.lu).

Логично представить, как подобную установку большей мощности можно смонтировать на небольшом легковом автомобиле, предназначенном для движения главным образом в черте города.

Тут нужно упомянуть важное преимущество пневмомобилей перед электромобилями, которых также прочат на роль перспективного средства передвижения в городе, заботящемся о чистоте воздуха.

Аккумуляторы, даже простые свинцово-кислотные — дороже баллонов и являются загрязнителями окружающей среды после выработки ресурса. Аккумуляторы тяжелы, да и электродвигатели — тоже. Что повышает расход энергии машины.

Правда, при сжатии воздуха в компрессорах станции «пневмозаправки» он нагревается, и это тепло без толку греет атмосферу. Это минус в плане общих затрат и расхода энергии (того же ископаемого топлива) на заправку подобных машин.

Но всё же во многих ситуациях (для центров мегаполисов) лучше примириться с этим, получив взамен автомобиль с нулевым выхлопом по умеренной цене.

Пневматические CityCATs Taxi и MiniCATs от Motor Development International (фото с сайта mdi.lu).

Стало быть, у Ди Пьетро есть основания полагать, что именно ему удастся вывести автомобили, работающие на воздухе — на «большую орбиту».

Напомним, идея использовать сжатый воздух в качестве энергоносителя на транспортном средстве — очень стара.

Один из таких патентов был выдан в Великобритании в 1799 году. И, как сообщает А. В. Моравский в книге «История автомобиля», в конце XIX века, с созданием надёжных баллонов, рассчитанных на высокое давление, такие машины получили некоторое распространение в Европе и США — как внутризаводской технологический транспорт и даже — как городские грузовики.

Однако энергоёмкость сжатого воздуха, даже если давление доводили до 300 атмосфер, была низка. Бензин выглядел всяко выгоднее, а о загрязнении воздуха едва ли кто-то тогда думал.

Потребовалось ещё сто с лишком лет, чтобы новое поколение изобретателей вновь вывело пневмомобили на дороги.

В этой новой «воздушной» волне австралийский инженер не был первым. Скажем, мы уже рассказывали о французе Ги Негрэ (Guy Negre).

Его компания — Motor Development International , занятая разработкой и продвижением оригинального пневмодвигателя Негрэ и автомобилей на его основе — по-прежнему полна радужных надежд, но о серийном производстве пока ничего не слышно, хотя опытных образцов сделано немало.

Конструкция его двигателя (а, по сути — это поршневой мотор), заметим, постоянно претерпевает изменения. В частности, нужно отметить интересный механизм связи поршня и коленвала, позволяющий поршню на время останавливаться в мёртвой точке и затем с ускорением срываться вниз — при равномерном вращении выходного вала.

Силовой агрегат машин CATs (иллюстрация с сайта mdi.lu).

Эта «запинка» нужна, чтобы успеть подать в цилиндр больше воздуха и затем полнее использовать его расширение.

Кстати, ещё одна здравая идея предложена французами.

Автомобильчики Негрэ могут заправляться не только напрямую от компрессорной станции, но и от розетки — как электромобили.

При этом генератор, установленный на пневмодвигателе, превращается в электромотор, а сам пневмодвигатель — в компрессор.

Среди основных направлений инженерных поисков, таких как электромобили, гибридные автомобили и автомобили на водородном топливе. Водородное топливо и другие, общедоступные технологии получения дешевой энергии, находятся под строгим запретом мировых нефтяных и промышленных монополистов. Однако, прогресс не остановить и потому, некоторые предприятия и отдельные энтузиасты продолжают создавать уникальные транспортные средства.

Сегодняшняя тема разговора касается именно пневмомобилей. Пневмомобиль является как бы продолжением темы парового автомобиля, одной из многочисленных ветвей использования двигателей, работающих за счет разности давлений газов. Кстати, паровой двигатель был изобретен задолго до появления первой паровой машины Джеймса Уатта, более 2 тысяч лет назад, Героном Александрийским. Идею Герона развил и воплотил в небольшую тележку бельгиец Фердинанд Вербист, в 1668 году

История создания автомобиля доносит до нас не так много информации об успешных и неудачных попытках изобретателей применить в качестве двигателя простой и дешевый механизм. Вначале были попытки использования силы большой пружины и силы маховика. Эти механизмы прочно закрепили свои позиции в детских игрушках. Но применение их в качестве двигателя полноразмерного автомобиля кажется несерьезным. Тем не менее, такие попытки продолжаются и похоже на то, что уже в скором будущем, необычные автомобили смогут уверенно конкурировать с автомобилями, оснащенными ДВС.

Несмотря на кажущуюся бесперспективность данного направления работ в области автомобильного транспорта, пневмомобиль имеет очень много достоинств. Это чрезвычайная простота и надежность конструкции, ее долговечность и низкая стоимость. Такой двигатель бесшумен и не загрязняет воздух. Видимо все это и привлекает многочисленных сторонников такого вида транспорта.

Идея использования сжатого воздуха для привода механизмов и транспорта, возникла давно и была запатентована в Великобритании, еще в 1799 году. Видимо возникла она из желания максимально упростить паровой двигатель и сделать его предельно компактным, чтобы использовать на автомобиле. Практическое использование пневмодвигателя было осуществлено в Америке, в 1875 году. Там строили шахтные локомотивы, которые работали на сжатом воздухе. Первый легковой автомобиль с пневмодвигателем, впервые был продемонстрирован в 1932 году, в Лос-Анджелесе.

С появлением парового двигателя, изобретатели пытались установить его на «Самобеглые коляски», но громоздкий и тяжелый паровой котел оказался неприспособленным к такому виду транспорта.
Предпринимались попытки использования электродвигателя и аккумуляторных батарей для самодвижущегося транспорта, и были достигнуты определенные успехи, но двигатель внутреннего сгорания оказался вне конкуренции, на то время. В результате жестокой конкурентной борьбы между ним и паровым двигателем, победил все-таки двигатель внутреннего сгорания.

Несмотря на множество недостатков, этот двигатель и сегодня доминирует во многих сферах жизнедеятельности человечества, в том числе и во всех видах транспорта. О недостатках двигателя внутреннего сгорания и необходимости найти ему достойную замену, все чаще говорят в научных кругах и пишут в различных популярных изданиях, но все попытки запуска новых технологий в массовое производство, жеско блокируются.

Инженеры и изобретатели создают интереснейшие и перспективные двигатели, способные полностью заменить ДВС, но мировые нефтяные и промышленные монополисты используют свои рычаги давления для того, чтобы не допустить отказа от ДВС и использования новых, альтернативных источников энергии.

И все же, попытки создания серийного автомобиля без двигателя внутреннего сгорания, или с его частичным, второстепенным использованием, — продолжаются.

Индийская фирма Tata Motors готовится запустить в серийное производство небольшой городской автомобиль Tata AIRPOD, двигатель которого работает на сжатом воздухе.

Американцы тоже готовят к массовому производству шестиместный автомобиль CityCAT,
работающий на сжатом воздухе. При длинне 4.1м. и ширине 1.82м., автомобиль весит 850 килограмм. Он может развивать скорость до 56 км/час и преодолевать расстояние до 60 километров. Показатели весьма скромные, но для города вполне терпимые, с учетом многочисленных достоинств автомобиля и его весьма низкой стоимости.Каковы же они, эти достоинства?

Все, кто имеет автомобиль, или имеют отношение к автомобильному транспорту, прекрасно знают насколько сложен конструктивно современный автомобильный двигатель внутреннего сгорания. Помимо того, что сам двигатель конструктивно достаточно сложен, ему требуется система дозировки и впыска топлива, система зажигания, стартер, система охлаждения, глушитель, механизм сцепления, коробка передач и сложная трансмиссия.

Все это делает двигатель дорогим, ненадежным, недолговечным и непрактичным. Я уже не говорю о том, что выхлопные газы отравляют воздух и окружающую среду.

Пневмодвигатель — полная противоположность двигателю внутреннего сгорания. Он предельно прост, компактен, бесшумен, надежен и долговечен. При необходимости, его можно разместить даже в колесах автомобиля. Существенный минус этого двигателя, не позволяющий свободно использовать его на автотранспорте, ограниченный пробег с одной заправки.

Чтобы увеличить дальность пробега пневмомобиля, нужно увеличить объем воздушных баллонов и повысить давление воздуха в баллонах. И то, и другое имеет жесткие ограничения по габаритам, по весу и по прочности баллонов. Может быть когда нибудь эти проблемы будут решены, а пока применяются так называемые гибридные схемы двигательных установок.

В частности, для пневмомобиля предлагается использовать маломощный двигатель внутреннего сгорания, который осуществляет постоянную подкачку воздуха в рабочие баллоны. Двигатель работает постоянно, подкачивая воздух в баллоны, и выключается лишь когда давление в баллонах достигнет макисмального значения. Такое решение позволяет значительно сократить расход бензина, выброс угарного газа в атмосферу и увеличить дальность пробега пневмомобиля.

Подобная гибридная схема является универсальной и успешно применяется, в том числе и на электромобилях. Разница лишь в том, что вместо баллона со сжатым воздухом используется электрический аккумулятор, а вместо пневмодвигателя — электродвигатель. Маломощный ДВС вращает электрический генератор, который подзаряжает аккумуляторы, а те, в свою очередь, питают электродвигатели.

Суть любой гибридной схемы в том, чтобы пополнять расходуемую энергию, при помощи двигателя внутреннего сгорания. Это позволяет использовать двигатель меньшей мощности. Он работает в наивыгоднейшем режиме и потребляет меньше топлива, а значит и выбрасывает меньше токсичных веществ. Пневмомобиль, или электромобиль получают возможность увеличить пробег, ведь затраченная энергия частично пополняется, непосредственно во время движения.

Во время частых остановок у светофоров, при движении накатом и спусках с уклонов, тяговый двигатель не потребляет энергии и происходит чистая подзарядка баллонов, или аккумуляторов. Во время длительных стоянок, пополнять запасы энергии лучше от стандартной заправочной колонки.

Представьте, что Вы приехали на работу, автомобиль стоит на стоянке, а двигатель продолжает работать, пополняя запасы энергии в баллонах. Не окажется ли это сводящим на нет все преимущества гибридного автомобиля? Не получится ли, что экономия бензина окажется не столь сущестенной, как хотелось бы?

В дни своей далекой юности, я тоже подумывал о пневмодвигателе для самодельного автомобиля. Только направление моих поисков имело химический характер. Хотелось найти такое вещество, которое вступало бы в бурную реакцию с водой, или другим веществом, выделяя при этом газы. Тогда мне не удалось найти ничего подходящего и идея была навсегда заброшена.

Зато появилась другая идея — почему бы вместо высокого давления воздуха не использовать вакуум? Если баллон со сжатым воздухом подвергнется каким либо повреждениям, или давление воздуха превысит допустимое, то это чревато мгновенным его разрушением, наподобие взрыва. Вакуумному баллону такое не грозит, его может просто сплющить атмосферным давлением.

Чтобы получить высокое давление в баллоне, порядка 300 бар, нужен специальный компрессор. Чтобы получить вакуум в баллоне, достаточно впустить внутрь порцию обычного водяного пара. Остывший пар превратится в воду, уменьшившись в объеме в 1600 раз и… цель достигнута, частичный вакуум получен. Почему частичный? Да потому, что выдержать глубокий вакуум не всякий баллон сможет.

Дальше все просто. Чтобы автомобиль мог проехать на одном баллоне возможно дальше, нужно подавать в пневмодвигатель не воздух, а пар. Совершив работу, пар проходит через систему охлаждения, где остывает и превратившись в воду, попадает в вакуумный баллон. То-есть, если через двигатель пропущен пар, скажем в 1600 см.3, то в баллон попадет всего 1 см.3 воды. Таким образом, в вакуумный баллон поступает лишь незначительное количество воды и продолжительность его работы увеличивается многократно.

Вернемся, однако, к нашим пневмомобилям.

Индийская компания Tata Motors собирается серийно выпускать компактный городской автомобиль, работающий на сжатом воздухе. Компания утверждает, что их пневмомобиль способен разгоняться до 70 км/час и преодолевать до 200 километров с одной заправки.

В свою очередь, американцы также готовят к серийному выпуску шестиместный пневмомобиль CityCAT. В заявленных характеристиках значится, что разгоняться автомобиль сможет до 80 км/час и дальность пробега составит 130 км. Еще один пневмомобиль американской фирмы MDI, маленький трехместный MiniCAT также планируется запустить в серию.

Пневмомобилями заинтересовались многие фирмы. Австралия, Франция, Мексика и ряд других стран готовы также начать выпускать у себя этот непривычный пока, но обнадеживающий вид транспорта. Двигателю внутреннего сгорания таки прийдется сойти с арены и уступить место другому двигателю, более простому и надежному. Когда это произойдет, пока сказать трудно, но произойдет непременно. Прогресс не может стоять на месте.

Как сделать двигатель работающий на сжатом воздухе

Содержание

Поршневой двигатель работающий на сжатом воздухе
Автомобили на сжатом воздухе: плюсы и минусы
Преимущества воздуха
Пневматика XXI века
Видео

Поршневой двигатель работающий на сжатом воздухе

Здравствуйте, уважаемые читатели!

Из ниже приведенной статьи вы узнаете, как своими руками сделать поршневой двигатель из дерева. Дальнейшее описание и инструкция взяты с YouTube канала «Matthias Wandel».

Один из друзей мастера является моделистом – конструктором. Он создает различные модели кораблей, машин и разнообразные электростанции. Именно он и попросил своего друга изготовить модель поршневого двигателя из дерева, который работал бы на сжатом воздухе.

Вот так выглядит примерный чертеж и детали данного двигателя.

Для изготовления данного двигателя потребовались следующие материалы и инструменты:

— небольшой кусок фанеры 10 мм. ;
— деревянный брусок;
— ленточная пила;
— стамеска;
— струбцины;
— сверлильный станок;
— сверло 4 мм;
— сверло Форстнера;
— киянка;
— столярный клей ПВА;
— лак;
— рубанок;
— карандаш;
— шило;
— саморезы 38мм;
— разделочный нож;

Изготовление деталей цилиндра из фанеры.

Поэтапная сборка деталей цилиндра.

Вид с обратной стороны.

Одна из самых сложных в изготовлении деталей двигателя, это коленвал. Кривошипный механизм двигателя фактически находится в непосредственной близости от маховика, но для приведения в действие узла клапанов необходим дополнительный механизм. Этот вторичный узел состоит из 6 мм бруска. Мастер сделал его, приклеив кусок штифта к главному валу. Вторая часть штифта вырезана в виде полумесяца в поперечном сечении, что позволяет ей аккуратно прилегать к валу. После этого часть главного вала была обрезана до необходимой длины.

Первоначальный распил был сделан ленточной пилой, а остальное тщательно вырезано вручную.

Направляющая изготавливается из фанеры, в которой с краю высверливается отверстие. Затем отверстие разрезается пополам. Таким образом был сделан шаблон, чтобы выяснить, сколько еще нужно вырезать материала, чтобы детали получились заподлицо.

Плотно прижимая направляющую к вырезанной секции и поворачивая её вперед и назад, мастер видел участки вала, с которых необходимо удалить материал.

Как только мастер убедился, что средняя часть коленвала достаточно округлая, он сделал две усиливающие пластины, которые собирался приклеить по обе стороны от нее. Он просверлил в фанере два 15 мм отверстия с расстоянием между центрами 6 мм. После этого вокруг данных отверстий был вырезан прямоугольник. В итоге полученные детали были приклеены к кривошипу. Приклеивание данных кусочков было простым делом – требовалось просто надвинуть их с торцов коленвала.

Готовый коленвал (после лакировки)

Блоки подшипников коленчатого вала состоят из двух частей. Чтобы убедиться, что все отверстия были выстроены идеально, мастер зажимал обе половины подшипника вместе, а затем просверливал отверстия для винтов сквозь них.

После привинчивания верхней части блока подшипников, мастер просверлил отверстие для вала через обе части. Он использовал 15 мм сверло. Просверлив отверстия, мастер вырезал ленточной пилой весь блок подшипников и закруглил на нем углы.

Мастер использовал тот же подход для вырезания отверстий в шатуне. Сначала скрутил детали вместе, а затем просверлил отверстие в собранной штанге.

Коленвал с шатуном.

Маховик с коленвалом. Маховик вырезан из фанеры. В нем имеется отверстия для балансировки.

Для соединения маховика с коленвалом используется небольшой приклеенный кусочек фанеры, к которому с помощью самореза крепится коленвал.

В конечном итоге мастер немного подкорректировал подшипники, срезав очень тонкий слой дерева изнутри с помощью разделочного ножа. Данную процедуру пришлось повторить снова после того, как было все покрашено, так как лак добавил немного толщины.

Крепление коленвала в подшипниках на фанере – подставке с помощью саморезов.

Цилиндр и поршень сделаны прямоугольными.
Вокруг поршня нет поршневых колец или уплотнителей, поэтому имеются «продувочные отверстия». Данный двигатель не рассчитан на высокую мощность и эффективность, так что все в порядке. В идеале вокруг поршня должен быть небольшой зазор для уменьшения трения, примерно 0,1 мм. Мастер изготовил поршень, чтобы у него не было зазора, а затем немного отшлифовал его.

На снимке видны отверстия в задней части цилиндра, предназначенные для впуска воздуха. Входы воздуха для поршня должны быть направлены в сторону концов поршня, но клапан в сборе нуждается во входах вместе, так что внутренний канал образуется между двумя частями фанеры, путем вырезания слоев фанеры. Данные полости мастер сделал сверлом Форстнера. Они не видны при собранном двигателе, так что это не критично.

Все части клапанного узла покрыты лаком. Чтобы изделие выглядело равномерно пролаченным, лак между слоями мастер шлифовал. Потребовалось небольшое шлифование, чтобы клапаны легко скользили.

Весь узел скреплен 19 мм саморезами по дереву диаметром 4 мм., в общей сложности 38 винтов.

Для крепления подшипника на шатуне был использовал обрезанный саморез длиной 38 мм. Мастеру пришлось отрезать конец самореза, чтобы он не торчал с другой стороны маховика слишком далеко. Другого крепежа попросту в наличии не оказалось.

Поршневой конец шатуна соединен с поршневым штоком простым стальным пальцем, который сделан из обрубленного гвоздя. Отверстие в поршневом штоке просверлено немного меньше, чтобы палец плотно прилегал к поршневому штоку. Отверстия шатуна немного увеличены, что позволяет шатуну свободно поворачиваться на штифте.

Весь двигатель монтируется на кусок фанеры.

Для этого двигателя мастер сделал маховик, по возможности большего размера. Поэтому пришлось вырезать паз в монтажной плите, чтобы он выступал внутрь.

Мастер построил весь двигатель целиком и убедился, что он работает плавно, только потом он окрасил все детали. На фото показана сушка деталей.

Лакировка двигателя потребовала доработки, чтобы заставить двигатель снова работать нормально.

Однако сам лак не был достаточно скользким, и в итоге, чтобы коленвал не скрипел, он был смазан маслом.

Проверка работоспособности двигателя.

Источник

Автомобили на сжатом воздухе: плюсы и минусы

Все новое — это хорошо забытое старое. Так, электромобили в конце XIX века были популярнее бензиновых собратьев, затем они пережили столетнее забвение, а потом снова «восстали из пепла». То же касается и пневмотехники. Еще в 1879 году французский пионер авиации Виктор Татен спроектировал самолет A? roplane, который должен был подниматься в воздух благодаря двигателю на сжатом воздухе. Модель этой машины успешно летала, хотя в полном размере самолет построен не был.

Родоначальником пневмодвигателей на наземном транспорте стал другой француз, Луи Мекарски, разработавший подобный силовой агрегат для парижских и нантских трамваев. В Нанте машины испытали в конце 1870-х, а к 1900 году Мекарски владел парком из 96 трамваев, что доказывало эффективность системы. Впоследствии пневматический «флот» был заменен электрическим, но начало было положено. Позднее пневмолокомотивы нашли себе узкую сферу повсеместного применения — шахтное дело. В то же время начались и попытки поставить воздушный двигатель на автомобиль. Но до начала XXI века эти попытки оставались единичными и не стоящими внимания.

Преимущества воздуха

Пневматический двигатель (или, как говорят, пневмоцилиндр) преобразует энергию расширяющегося воздуха в механическую работу. По принципу действия он аналогичен гидравлическому. «Сердце» пневмодвигателя — поршень, к которому прикреплен шток; вокруг штока навита пружина. Воздух, поступающий в камеру, с увеличением давления преодолевает сопротивление пружины и перемещает поршень. На фазе выпуска, когда давление воздуха падает, пружина возвращает поршень в исходное положение — и цикл повторяется. Пневмоцилиндр вполне можно назвать «двигателем внутреннего несгорания».

Более распространена мембранная схема, где роль цилиндра выполняет гибкая мембрана, к которой точно так же прикреплен шток с пружиной. Ее преимущество заключается в том, что не нужна столь высокая точность посадки подвижных элементов, не требуются смазочные материалы, а герметичность рабочей камеры повышается. Существуют также роторные (пластинчатые) пневмодвигатели — аналоги ДВС Ванкеля.

Основные плюсы пневмодвигателя — это его экологичность и низкая стоимость «топлива». Собственно, из-за безотходности пневмолокомотивы и получили распространение в шахтном деле — при использовании ДВС в замкнутом пространстве воздух быстро загрязняется, резко ухудшая условия работы. Отработанные же газы пневмодвигателя — это обычный воздух.

Один из недостатков пневмоцилиндра — относительно низкая плотность энергии, то есть количество вырабатываемой энергии на единицу объема рабочего тела. Сравните: воздух (при давлении 30 МПа) имеет плотность энергии порядка 50 кВт•ч на литр, а обычный бензин — 9411 кВт•ч на литр! То есть бензин как топливо эффективнее почти в 200 раз. Даже с учетом не очень высокого КПД бензинового двигателя он «выдает» в итоге около 1600 кВт•ч на литр, что значительно выше, чем показатели пневмоцилиндра. Это ограничивает все эксплуатационные показатели пневмодвигателей и движимых ими машин (запас хода, скорость, мощность и т. д.). Помимо того, пневмодвигатель имеет относительно небольшой КПД — порядка 5−7% (против 18−20% у ДВС).

Пневматика XXI века

Актуальность экологических проблем XXI века заставила инженеров вернуться к давно забытой идее использования пневмоцилиндра в качестве двигателя для дорожного транспортного средства. По сути, пневмоавтомобиль экологичнее даже электромобиля, элементы конструкции которого содержат вредные для окружающей среды вещества. В пневмоцилиндре же — воздух и ничего кроме воздуха.

Тем не менее тема пневмоавтомобиля оказалась слишком привлекательной, чтобы о ней забыть.

Источник

Видео

🌑 ДВИГАТЕЛЬ НА ВОЗДУХЕ МОЯ НОВАЯ ИГРУШКА Пневмодвигатель Compressed Air Engine Игорь Белецкий

Машина на сжатом воздухе. Принцип работы мотора. Так можно было? Pneumobile. Sultan Student

автомобиль на сжатом воздухе

Мопед на сжатом воздухе Moped on compressed air

ПАРОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ ЭТАП 1 — ЗАПУСК на СЖАТОМ ВОЗДУХЕ

Переделка двигателя ДВС под работу НА ВОЗДУХЕ — air engine

АВТОМОБИЛЬ НА СЖАТОМ ВОЗДУХЕ future car.Fuel

Двигатель работающий на сжатом воздухе в УАЗ . И съёмные аккумуляторы для электромобилей . (2)

Двигатель от бензопилы работающий на сжатом воздухе.

Роликошаровый двигатель, работает от сжатого воздуха

Экологичные авто

Несколько лет назад мир облетела новость о том, что индийская компания Tata собирается запустить в серию автомобиль, работающий на сжатом воздухе. Планы так и остались планами, но пневматические автомобили явно стали трендом: каждый год появляется несколько вполне жизнеспособных проектов, а компания Peugeot в 2016 году планировала поставить на конвейер воздушный гибрид. Почему же пневмокары внезапно вошли в моду?

Тим Скоренко

Преимущества воздуха

Пневматика XXI века

Поэтому основной инженерной задачей было приведение пневмокара к виду, в котором он мог бы конкурировать с электромобилями по эксплуатационным характеристикам и стоимости. Подводных камней в этом деле множество. Например, проблема дегидратации воздуха. Если в сжатом воздухе будет хотя бы капля жидкости, то из-за сильного охлаждения при расширении рабочего тела она превратится в лед, и двигатель просто заглохнет (или даже потребует ремонта). Обычный летний воздух содержит примерно 10 г жидкости на 1 м³, и при наполнении одного баллона нужно затратить дополнительную энергию (около 0,6 кВт•ч) на дегидратацию — причем эта энергия невосполнима. Данный фактор сводит на нет возможность качественной домашней заправки — оборудование для дегидратации невозможно установить и эксплуатировать в домашних условиях. И это лишь одна из проблем.

Тем не менее тема пневмоавтомобиля оказалась слишком привлекательной, чтобы о ней забыть.

Сразу в серию?

Одно из решений, позволяющих минимизировать недостатки пневмодвигателя, — облегчение автомобиля. Действительно, городской микролитражке не нужен большой запас хода и скорость, а вот экологические показатели в мегаполисе играют значительную роль. Именно на это рассчитывают инженеры франко-итальянской компании Motor Development International, которые на Женевском автосалоне 2009 года представили миру пневмоколяску MDI AIRpod и ее более серьезный вариант MDI OneFlowAir. MDI начали «сражаться» за пневмокар еще в 2003-м, показав концепт Eolo Car, но лишь спустя десять лет, набив множество шишек, французы пришли к приемлемому для конвейера решению.

MDI AIRpod — это нечто среднее между автомобилем и мотоциклом, прямой аналог мотоколяски-«инвалидки», как ее частенько называли в СССР. Благодаря 5,45-сильному воздушному двигателю трехколесная малолитражка массой всего 220 кг может разогнаться до 75 км/ч, а запас ее хода составляет 100 км в базовом варианте или 250 км в более серьезной конфигурации. Интересно, что у AIRpod вообще нет руля — машина управляется джойстиком. В теории она может передвигаться как по дорогам общего пользования, так и по велодорожкам.

У AIRpod есть все шансы на серийное производство, поскольку в городах с развитой велоструктурой, например в Амстердаме, такие машинки могут быть востребованы. Одна заправка воздухом на специально оборудованной станции занимает около полутора минут, а стоимость передвижения составляет в итоге порядка 0,5 на 100 км — дешевле просто некуда. Тем не менее заявленный срок серийного производства (весна 2014 года) уже прошел, а воз и ныне там. Возможно, MDI AIRpod появится на улицах европейских городов в 2015-м.

Второй предсерийный концепт — это известный проект индийского гиганта Tata, автомобиль MiniCAT. Проект был запущен одновременно с AIRpod, но, в отличие от европейцев, индусы заложили в программу нормальный, полноценный микроавтомобиль с четырьмя колесами, багажником и традиционной компоновкой (в AIRpod, заметим, пассажиры и водитель сидят спинами друг к другу). Масса Tata чуть побольше, 350 кг, максимальная скорость — 100 км/ч, запас хода — 120 км, то есть MiniCAT в целом похож на машину, а не на игрушку. Интересно, что в компании Tata не мучились с разработкой воздушного двигателя «с нуля», а за $28 млн приобрели права на использование разработок MDI (что позволило последней удержаться на плаву) и усовершенствовали двигатель для приведения в движение более крупного транспортного средства. Одна из фишек этой технологии — использование тепла, выделяющегося при охлаждении расширяющегося воздуха, для нагрева воздуха при заправке баллонов.

Изначально Tata собиралась поставить MiniCAT на конвейер в середине 2012 года и производить порядка 6000 единиц в год. Но обкатка продолжается, а серийное производство отложено до лучших времен. За время разработки концепт успел сменить имя (ранее он назывался OneCAT) и дизайн, так что какая его версия поступит в итоге в продажу, не знает никто. Кажется, даже представители Tata.

На двух колесах

Чем легче автомобиль на сжатом воздухе, тем он более эффективен в плане эксплуатационных и экономических показателей. Логичный вывод из этого утверждения — почему бы не сделать скутер или мотоцикл?

Этим озаботился австралиец Дин Бенстед, который в 2011 году продемонстрировал миру кроссовый мотоцикл O₂ Pursuit с силовым агрегатом, разработанным фирмой Engineair. Последняя специализируется на уже упомянутых роторных воздушных двигателях разработки Анжело ди Пьетро. По сути, это классической компоновки «ванкели» без сгорания — ротор приводится в движение подачей воздуха в камеры. Бенстед пошел при разработке от обратного. Сперва он заказал Engineair двигатель, а потом построил вокруг него мотоцикл, использовав раму и часть элементов от серийной Yamaha WR250R. Машина получилась на удивление энергоэффективной: на одной заправке она проходит 100 км и в теории развивает максимальную скорость 140 км/ч. Эти показатели, к слову, превышают аналогичные у многих электрических мотоциклов. Бенстед остроумно сыграл на форме баллона, вписав его в раму, — это позволило сэкономить место; двигатель в два раза компактнее своего бензинового собрата, а свободное место позволяет установить второй баллон, увеличив пробег мотоцикла в два раза.

Но, к сожалению, O₂ Pursuit остался лишь одноразовой игрушкой, хотя и был номинирован на престижную изобретательскую премию, учрежденную Джеймсом Дайсоном. Спустя два года идею Бенстеда подхватил другой австралиец, Дарби Бичено, который предложил создать по схожей схеме не мотоцикл, а сугубо городское транспортное средство, скутер. Его EcoMoto 2013 должен быть сделан из металла и бамбука (никакого пластика), но дальше рендеров и чертежей дело пока что не продвинулось.

Помимо Бенстеда и Бичено, схожую машину в 2010 году построил Эвин И Ян (его проект назывался Green Speed Air Motorcycle). Все три конструктора, к слову, были студентами Королевского технологического института Мельбурна, и потому их проекты схожи, используют один и тот же двигатель и… не имеют шанса на серию, оставаясь исследовательскими работами.

Корпорации на старте

Вышесказанное подтверждает, что у воздушных автомобилей будущее есть, но, скорее всего, не в «чистом виде». Все-таки они имеют свои ограничения. Тот же MDI AIRpod провалил абсолютно все краш-тесты, поскольку его сверхлегкая конструкция не позволяла должным образом защищать водителя и пассажиров.

А вот использовать пневмотехнологии в качестве дополнительного источника энергии в гибридном автомобиле вполне реально. В связи с этим компания Peugeot объявила о том, что с 2016 года часть кроссоверов Peugeot 2008 будет выпускаться в гибридном варианте, одним из элементов которого будет установка Hybrid Air. Эта система разработана в сотрудничестве с Bosch; суть ее в том, что энергия ДВС будет запасаться не в форме электроэнергии (как в обычных гибридах), а в баллонах со сжатым воздухом. Планы, правда, так и остались планами: на данный момент на серийные автомобили установка не ставится.

Peugeot 2008 Hybrid Air сможет двигаться, используя энергию ДВС, воздушного силового агрегата или их комбинации. Система будет сама распознавать, какой из источников энергоэффективнее в той или иной ситуации. В городском цикле, в частности, 80% времени будет использоваться энергия сжатого воздуха — он приводит в движение гидронасос, который вращает вал при отключенном ДВС. Суммарная экономия топлива при такой схеме составит до 35%. При работе на чистом воздухе максимальная скорость автомобиля ограничивается 70 км/ч.

Концепт Peugeot выглядит абсолютно жизнеспособным. С учетом экологических преимуществ подобные гибриды вполне смогут потеснить электрические в течение ближайших пяти-десяти лет. И мир станет немножечко чище. Или не станет.

Двигатель работающий на сжатом воздухе чертежи. Пневмопривод. Автомобили, работающие на сжатом воздухе. Пневматические CityCAT’s Taxi и MiniCAT’s от Motor Development International

Можно ли построить автомобиль, который вмещал бы шестерых, бензин потреблял меньше скутера, выбрасывал бы в атмосферу минимум вредных веществ, а в коротких поездках – и вовсе ноль? Наверное, да. А чтобы он при этом ещё и стоил как самая обычная легковушка? Удивляйтесь.

В истории «автомобиля на воздухе», который много лет развивает и совершенствует, а также «толкает» к серийному выпуску французский изобретатель Ги Негрэ (Guy Negre), открылась новая глава: американская компания Zero Pollution Motors объявила о скором выводе этих необычных машин на рынок США. Причём американцы намерены производить у себя на родине одну из самых вместительных и ярких моделей француза.

Напомним вкратце. Общий принцип «воздушного» авто прост: в цилиндры двигателя, напоминающего во многом ДВС, подаётся сжатый воздух из баллонов, заменяющих такому аппарату бензобак. Воздух этот и толкает поршни, вращая коленвал.

Негрэ и его двигатель на сжатом воздухе (фото с сайта zeropollutionmotors.us).

Zero Pollution Motors собирается реализовывать в США именно разработки компании Негрэ — Motor Development International (MDI), официальная штаб-квартира которой ныне находится в Люксембурге, а ключевое подразделение (где и создают экспериментальные чудо-авто) — во Франции, в Ницце.

Надо сказать, что американо-французский проект — не единственный пример возвращения к давней идее машин на сжатом воздухе. Есть, скажем, ещё австралийский проект . В Австралии, правда, на этом виде «топлива» работают открытый микрогрузовичок и тележка для перевозки грузов в цехах.

Но ведь и MDI не ограничивает свои разработки легковушками. Недавно компания построила два мини-трактора (колёсный и гусеничный) со всё теми же «воздушными» моторами. Их преимущества как внутризаводского транспорта — отсутствие выхлопа (в сравнении с аппаратами на основе ДВС) и моментальная подзарядка (в сравнении с электрокарами и электрическими погрузчиками).

Мини-тракторы от MDI — прототипы заводского транспорта будущего. Они способны буксировать прицепы весом несколько тонн и работать от одной зарядки бортовых баллонов со сжатым воздухом в течение 2-4 часов. Сама «заправка» (от больших стационарных баллонов, заранее накачанных компрессором) занимает 30 секунд, от силы — минуту (фотографии MDI).

Среди новичков на ниве «авто на воздухе» нужно ещё упомянуть нередко мелькающую в прессе компанию Air Car Factories , основанную Мигелем Селадесом Рексом (Miguel Celades Rex) в Барселоне. Технических подробностей на сайте нет, но речь там фактически идёт о вариации разработки Негрэ.

Дело в том, что Мигель работал вместе с Ги в MDI (как представитель компании в Испании) в течение 8 лет, а недавно решил отправиться в самостоятельное «плавание».

Как там было дело в точности — неизвестно. Но вот Негрэ в пресс-релизе MDI от 3 февраля 2008-го прямым текстом пишет о ссоре и разрыве всяких отношений с Селадесом. А ещё о том, что заявления испанца о развитии его фирмой технологий от MDI являются мошенничеством.

Вот такие сражения разгораются вокруг разработки, все прелести которой люди ещё даже не успели как следует распробовать.

Кстати, почему всё-таки французский инженер с таким упорством борется за распространение машин на сжатом воздухе? Ведь прогресс в аккумуляторах обещает появление более-менее практичных электромобилей, и есть ещё водородные авто?

Причина проста: машины на сжатом воздухе гораздо дешевле своих чисто электрических или водородных соперников при примерно равных технических параметрах (размеры, скорость, запас хода). К тому же, в отличие от химических аккумуляторов электричества (будь то сернокислотные или литиевые), баллоны с воздухом можно заряжать огромное число раз. Им почти сносу нет.

Примеры «воздушных» транспортных средств прошлого: трамвайчик, вышедший на линии в Нанте в 1879-м и опытный автомобиль на сжатом воздухе, представленный в Лос-Анджелесе в 1932-м (фотографии с сайта theaircar.com).

Интересно, что о распространении в будущем автомобилей на сжатом воздухе писал ещё Жюль Верн в 1860-м.

Его прогноз выглядит не таким уж удивительным, если учесть, что приблизительно в то же время в Европе получили некоторое ограниченное распространение машины на сжатом воздухе (городские трамвайчики, грузовики и внутризаводской транспорт). Только в силу возможностей техники того времени запас хода на одной зарядке у этих аппаратов был крайне мал, так что о них быстро забыли.

Негрэ — один из первых современных инженеров, кто вернул вопрос о «воздушных» машинах на повестку дня. И соотечественник великого фантаста ныне, кажется, довёл-таки своё изобретение до конвейера.

Единственное, что, наверное, немного омрачает его радость — воплощать разработку намерены автостроители не Франции, а Индии и США.

Аппарат построен австралийской фирмой Engineair инженера Анджело Ди Пьетро (Angelo Di Pietro).

Двигатель австралийского итальянца Ди Пьетро в разрезе (фото с сайта gizmo. com.au).

Есть ещё система распределения воздуха по камерам. Вот почти и всё.

Ну, а простота конструкции, малые размеры и низкий её вес — это ещё один плюс в копилку всей идеи.

Пневматические CityCATs Taxi и MiniCATs от Motor Development International (фото с сайта mdi.lu).

Силовой агрегат машин CATs (иллюстрация с сайта mdi. lu).

Кстати, ещё одна здравая идея предложена французами.

Разработанная французской компанией Motor Development International (MDI) машинка под названием AIRPod приводится в движение сжатым воздухом. Хотя выпускается она с 2009 года, долгое время она вызывала у всех (за исключением разве что фанатов-экологов) лишь снисходительную улыбку. Действительно, первоначально она могла эксплуатироваться лишь в теплом климате: разработанный в начале 1990-х годов пневматически-пропеллерный двигатель не запускался при низких температурах. И хотя сегодня уже разработана система подогрева сжатого воздуха, расширяющая географию применения AIRPod, приобрести его можно только на Гавайях (штат США).

Дорожное шоу

Весной 2015 года независимая компания ZPM (Zero Pollution Motor – «Двигатели с нулевым загрязнением») провела в прайм-тайм американского телеканала ABC публичное road-show – презентацию с целью привлечения инвесторов (дословно переводится на русский как «дорожное шоу»). ZPM выкупила у французов право на производство и продажу новой модели AIRPod – пока лишь на Гавайях, выбранных в качестве «стартового рынка».

Презентовали проект завода по производству экологически чистых автомобилей два акционера ZPM – известный американский певец Пэт Бун (пик его карьеры пришелся на 1950-е годы) и кинопродюсер Эйтан Такер («Шрек», «Семь лет в Тибете» и др.). Они предлагали потенциальным инвесторам (т. н. «бизнес-ангелам») 50% акций ZPM за 5 млн долларов.

Инвесторы раскошеливаться не спешили. При этом считавшийся наиболее перспективным из них Роберт Херьявец, владелец и основатель канадской IT-компании Herjavec Group, заявил, что ему интересны продажи AIRPod не в одном отдельно взятом штате, а на территории всех США. Так что в настоящее время руководство ZPM ведет переговоры с французами о расширении территории продаж.

/ 11

ХудшийЛучший

То, что пневмомобили смогут стать полноценной заменой бензиновому и дизельному транспорту, пока вызывает сомнения. Однако у двигателей, работающих на сжатом воздухе есть свой безусловный потенциал.Автомобили на сжатом воздухе используют электрический насос – компрессор для сжатия воздуха до высокого давления (300 – 350 Атм.) и аккумулируют его в резервуаре. Используя его для движения поршней, на подобии двигателя внутреннего сгорания, выполняется работа и автомобиль движется на экологически чистой энергии.

1. Новизна технологии

Несмотря на то, что автомобиль с воздушным двигателем кажется инновационной и даже футуристической разработкой, сила воздуха использовалась в управлении автомобилями еще в конце девятнадцатого – начале двадцатого века. Однако точкой отсчета в истории развития воздушных двигателей нужно считать семнадцатый век и разработки Дэни Папина для Академии наук Великобритании. Таким образом, принцип работы воздушного двигателя открыт более трехсот лет назад, и тем более странным кажется тот факт, что эта технология так долго не находила применения в автомобильной промышленности.

2. Эволюция автомобилей с воздушным двигателем

Первоначально двигатели, работающие на сжатом воздухе, использовались в общественном транспорте. В 1872 году Луи Мекарски создал первый пневматический трамвай. Затем, в 1898 году Хоудли и Найт усовершенствовали конструкцию, продлив цикл работы двигателя. В числе отцов-основателей двигателя на сжатом воздухе также нередко упоминают имя Чарльза Портера.

3. Годы забвения

Принимая во внимание долгую историю воздушного двигателя, может показаться странным, что эта технология не получила должного развития в двадцатом веке. В тридцатых годах был спроектирован локомотив с гибридным двигателем, работавшим на сжатом воздухе, однако доминирующей тенденцией в автомобилестроении стала установка двигателей внутреннего сгорания. Некоторые историки прозрачно намекают на существование «нефтяного лобби»: по их мнению, могущественные компании, заинтересованные в росте рынка сбыта продуктов нефтепереработки приложили все возможные усилия, чтобы исследования и разработки в сфере создания и усовершенствования воздушных двигателей никогда не были опубликованы.

4. Преимущества двигателей, работающих на сжатом воздухе

В характеристиках воздушных двигателей легко заметить множество преимуществ в сравнении с двигателями внутреннего сгорания. В первую очередь, это дешевизна и очевидная безопасность воздуха, как источника энергии. Далее, упрощается конструкция двигателя и автомобиля в целом: в нем отсутствуют свечи зажигания, бензобак и система охлаждения двигателя; исключается риск протечки зарядных батарей, а также загрязнения природы автомобильными выхлопами. В конечном счете, при условии массового производства, стоимость двигателей на сжатом воздухе, скорее всего, окажется ниже, чем стоимость бензиновых двигателей.

Однако не обойдется и без ложки дегтя: согласно проведенным экспериментам, двигатели на сжатом воздухе в работе оказались более шумными, чем бензиновые двигатели. Но это не главный их недостаток: к сожалению, по своей производительности они также отстают от двигателей внутреннего сгорания.

5. Будущее автомобилей с воздушным двигателем

Новая эра для автомобилей, работающих на сжатом воздухе, началась в 2008-м году, когда бывший инженер Формулы 1 Гай Негре представил свое детище под названием CityCat – автомобиль с воздушным двигателем, который может развивать скорость до 110 км/ч и преодолевать без подзарядки расстояние в 200 километров Чтобы превратить пусковой режим пневматического привода в рабочий, было потрачено более 10 лет. Основанная с группой единомышленников компания стала называться Motor Development Internation. Ее первоначальный проект не был пневмомобилем в полном смысле этого слова. Первый двигатель Гая Негре мог работать не только на сжатом воздухе, но также на природном газе, бензине и дизеле. В моторе MDI процессы сжатия, воспламенения горючей смеси, а также сам рабочий ход проходят в двух цилиндрах разного объема, соединяющихся меж собой сферической камерой.

Испытывали силовую установку на хетчбэке Citroen AX. На низких скоростях (до 60 км/ч), когда потребляемая мощность не превышала 7 кВт, автомобиль мог передвигаться только на энергии сжатого воздуха, но при скорости выше указанной отметки силовая установка автоматически переходила на бензин. В этом случае мощность двигателя вырастала до 70 лошадиных сил. Расход жидкого топлива в шоссейных условиях составил всего 3 литра на 100 км — результат, которому позавидует любой гибридный автомобиль.

Однако команда MDI не стала останавливаться на достигнутом результате, продолжив работу над усовершенствованием двигателя на сжатом воздухе, а именно над созданием полноценного пневмомобиля, без подпитки газового или жидкого топлива. Первым стал прототип Taxi Zero Pollution. Этот автомобиль «почему-то» не вызвал интерес у развитых стран, в то время сильно зависящих от нефтяной промышленности. Зато Мексика заинтересовалась этой разработкой, и в 1997 году заключила договор о постепенной замене таксопарка Мехико (одного из самых загрязненных мегаполисов мира) на «воздушный» транспорт.

Следующим проектом стал тот самый Airpod с полукруглым стеклопластиковым кузовом и 80-килограммовыми баллонами со сжатым воздухом, полный запас которых хватал на 150-200 километров пути. Однако полноценным серийным пневмомобилем стал проект OneCat — более современная интерпретация мексиканского такси Zero Pollution. В легких и безопасных карбоновых баллонах под давлением в 300 бар может храниться до 300 литров сжатого воздуха.

Принцип работы двигателя MDI следующий: в малый цилиндр засасывается воздух, где он сжимается поршнем под давлением 18-20 бар и разогревается; подогретый воздух идет в сферическую камеру, где смешивается с холодным воздухом из баллонов, который мгновенно расширяясь и нагреваясь, увеличивает давление на поршень большого цилиндра, передающего усилие на коленвал.

Одной из самых значительных проблем современности является проблема загрязнения окружающей среды. Каждый день человечество выбрасывает в атмосферу огромное количество углекислого газа. Каждая машина, работающая на двигателе внутреннего сгорания, вредит нашей планете и делает экологическую ситуацию еще хуже. К сожалению это не все. Энергетическая проблема стоит не менее остро, ведь запасы нефти не бесконечны, цены на бензин все растут, и нет причин для их уменьшения. В поисках альтернативных источников топливо было изобретено множество проектов, но все они либо слишком дорогостоящи, либо малоэффективны. Хотя один из них выглядит весьма обещающим. Судя по нему, возможно, новым топливом будущего станет… воздух!

Звучит фантастично, не правда ли? Разве это возможно, чтобы автомобиль ездил на воздухе? Конечно, это возможно. Но это воздух не в таком виде, в котором мы им дышим сейчас — чтобы двигать автомобиль, нужен сжатый воздух. Сжатый, и находящийся под высоким давлением, воздух двигает поршни двигателя, и автомобиль движется! После того как он отработал в двигателе, воздух возвращается в атмосферу абсолютно чистым. Бака достаточно на 200 километров пути, и скорость тоже весьма впечатляет — до 110 километров в час! (Как ни странно, автомобильные двигатели на сжатом воздухе имеют очень давнюю историю. Впервые эта технология была применена еще в восьмидесятых годах девятнадцатого века, когда Луи Мекарски запатентовал свое изобретение, получившее название «пневматический трамвай».) Этот автомобиль не только полностью экологичен, он также существенно сэкономит деньги своему владельцу! Одна полная заправка сжатым воздухом обойдется в полтора евро, и за считанные минуты автомобиль будет снова готов к путешествиям. Полтора евро практически равны по цене двум литрам бензина. Посчитайте, сколько проедет ваша машина на двух литрах — наверняка цифра будет куда меньше чем 200 километров. Ведь после небольших и несложных подсчетов, ежедневная заправка автомобиля сжатым воздухом обойдется как минимум в 10 раз дешевле! Изобретатель этого интересного концепта, неутомимый француз Ги Нэгр (Guy Negre), бывший инженер «Формулы 1», работал над своим проектом более десяти лет. Оригинальная схема двигателя, похожая на обычный ДВС, позволяла приводить в движение автомобиль за счет сжатого воздуха, хранящегося в баллонах. Идея была позаимствована Нэгром именно из конструкции гоночных болидов, в которых для разгона используется турбина, питаемая сжатым воздухом из специального баллона. Начал Ги Нэгр с оригинальной концепции гибридного автомобиля, который на малых оборотах двигался бы за счет воздуха, а на больших — запускал обычный двигатель внутреннего сгорания. Этот автомобиль был разработан в середине 90-х, однако изобретатель решил пойти еще дальше. Результатом 10 лет напряженной работы стало несколько моделей, ездящих исключительно на сжатом воздухе. В основе “воздушного автомобиля” Ги Нэгра лежит мотор, по конструкции весьма похожий на стандартный ДВС. В двигателе два рабочих и два вспомогательных цилиндра. Теплый воздух засасывается прямо из атмосферы и дополнительно подогревается. Затем он попадает в камеру, где смешивается с охлажденным до -100 градусов Цельсия сжатым воздухом. Воздух быстро разогревается, резко увеличивается в объеме и толкает поршень главного цилиндра, который приводит в движение коленчатый вал. Первые прототипы чисто воздушного автомобиля, созданного французами из фирмы Ги Нэгра Motor Development International (MDI), были продемонстрированы в начале 2000-х, а сейчас, наконец, дело дошло до масштабного внедрения этой замечательной разработки. Компания Tata Motors, крупнейший производитель автомобилей в Индии, договорилась с MDI о запуске лицензионного производства небольшого трехместного экомобиля, работающего на сжатом воздухе. Модель MiniC.A.T оснащена баллоном из углеволокна, вмещающим 90 куб. м. сжатого воздуха. На одной заправке воздухом машина способна проехать от 200 до 300 км, с максимальной скоростью в 110 км/ч. С помощью компрессоров, установленных на АЗС, ее можно будет заправить за 2-3 минуты, уплатив при этом каких-то 1,5 евро. Возможен и альтернативный вариант заправки при помощи встроенного компрессора, подключаемого к обычной сети переменного тока. Чтобы полностью заполнить “бак”, ему потребуется 3-4 часа. Несмотря на то, что электричество производится в основном за счет сжигания ископаемого сырья, воздушный экомобиль оказывается гораздо эффективнее автомобилей с ДВС. По КПД он превосходит обычные автомобили в 2 раза, а электромобили — в 1,5. Кроме того, его отличает полное отсутствие вредных выхлопов, а также крайняя неприхотливость в обслуживании: благодаря отсутствию камеры сгорания масло в двигателе можно менять не чаще, чем через каждые 50 тыс. км пробега. Экомобиль MiniC.A.T будет выпускаться в четырех модификациях. Они включают в себя трехместную легковую модель, пятиместное такси, мини-вэн и легкий грузовой пикап. Автомобили будут продаваться по цене около 5 500 фунтов (примерно 11000 долларов) , что весьма доступно.. В планах компании Tata — ежегодное производство не менее 3 тысяч “воздушных автомобилей”.Продавать их планируют в Европе и Индии, но если проект обретет популярность, возможно и по всему миру. Почин индийцев поддержала американская компания Zero Pollution Motors, которая объявила о скором выводе на американский рынок автомобилей, работающих на сжатом воздухе и построенных по технологии Гая Негре.
Zero Pollution Motors планирует производить автомобили CityCAT с вариантом двигателя (6-цилиндровый, 75-сильный Dual-Energy), позволяющего работать в двух режимах: просто на сжатом воздухе, либо с потреблением небольшого количества топлива для повышения температуры воздуха в баллонах и соответственно мощности. В таком режиме автомобиль потребляет около 2.2 литров бензина на 100 километров вне города. CityCAT – шестиместный автомобиль с вместительным багажником. Кузов состоит из стеклопластиковых панелей, крепящихся к алюминиевому каркасу. Автомобиль сможет проезжать в городе 60 километров на одном запасе воздуха, а за городом при небольшом расходе бензина – 1360 километров. Скорость авто при работе только на сжатом воздухе – 56 км/ч, при использовании бензина – 155 км/ч. Ориентировочная стоимость авто – 17.8 тысяч долларов. Первая партия должна поступить на рынок в 2010 году. Будем надеяться, что это не последний шаг для развития экологически чистых способов передвижения. Впрочем, отзывы о «воздухомобиле» в СМИ из восторженных постепенно превратились в скептические. О них — ниже.

В 2000 году многочисленные СМИ, в том числе ВВС, пророчили, что в начале 2002 года начнётся массовое производство автомобилей, использующих воздух вместо топлива.

Поводом для такого смелого заявления послужила презентация автомобиля под названием e.Volution на выставке Auto Africa Expo2000, которая состоялась в Йоханнесбурге.

Изумлённой общественности сообщили, что e.Volution может без дозаправки проехать около 200 километров, развивая при этом скорость до 130 км/час. Или же в течение 10 часов со средней скоростью 80 км/час. Было заявлено, что стоимость такой поездки обойдётся владельцу e.Volution в 30 центов. При этом весит машина всего 700 кг, а двигатель — 35 кг. Революционную новинку представила французская фирма MDI (Motor Development International), которая тут же объявила о намерении начать серийный выпуск автомобилей, оборудованных двигателем на сжатом воздухе. Изобретателем двигателя является французский инженер-моторостроитель Гай Негр (Guy Negre), известный, как разработчик пусковых устройств для болидов «Формулы 1» и авиационных двигателей. Негр заявил, что ему удалось создать двигатель, работающий исключительно на сжатом воздухе без каких бы то ни было примесей традиционного топлива. Своё детище француз назвал Zero Pollution, что означает нулевой выброс вредных веществ в атмосферу. Девизом Zero Pollution стало «Простой, экономичный и чистый», то есть упор был сделан на его безопасность и безвредность для экологии. Принцип работы двигателя, по словам изобретателя, таков: «Воздух засасывается в малый цилиндр и сжимается поршнем до уровня давления в 20 бар. При этом воздух разогревается до 400 градусов. Затем горячий воздух выталкивается в сферическую камеру. В „камеру сгорания“, хотя в ней уже ничего не сгорает, под давлением подаётся и холодный сжатый воздух из баллонов, он сразу же нагревается, расширяется, давление резко возрастает, поршень большого цилиндра возвращается и передаёт рабочее усилие на коленчатый вал. Можно даже сказать, что „воздушный“ двигатель работает так же, как и обычный двигатель внутреннего сгорания, но только никакого сгорания тут нет». Было заявлено, что выбросы автомобиля не опаснее углекислого газа, выделяемого при дыхании человека, двигатель можно смазывать растительным маслом, а электрическая система состоит всего лишь из двух проводов. На заправку такого воздухомобиля требуется около 3 минут. Представители Zero Pollution заявили, что для заправки «воздухомобиля» достаточно наполнить воздушные резервуары, расположенных под днищем автомобиля, что занимает около четырёх часов. Впрочем, в будущем планировалось построить «воздухозаправочные» станции, способные наполнить 300-литровые баллоны всего за 3 минуты. Предполагалось, что продажи «воздухомобилей» начнутся в Южной Африке по цене около $10 тысяч. Также говорилось о строительстве пяти фабрик в Мексике и Испании и трёх — в Австралии. Лицензию на производство автомобиля якобы уже получили больше дюжины стран, а южноафриканская компания вроде бы получила заказ на производство 3000 автомобилей, вместо запланированной экспериментальной партии в 500 штук. Но после громких заявлений и всеобщего ликования что-то произошло. Внезапно всё стихло и о «воздухомобиле» почти забыли. Тишина представляется тем более зловещей, что некоторое время назад «заглох» официальный сайт Zero Pollution. Причина нелепая: страница якобы не справляется с огромным потоком запросов. Впрочем, создатели сайта в расплывчатой форме обещают его когда-нибудь «улучшить». Появление воздухомобилей на дорогах должно было стать серьезным вызовом традиционному транспорту. Есть мнение, что экологичную разработку саботировали автомобильные гиганты: предвидев приближающийся крах, когда выпускаемые ими бензиновые двигатели никому не будут нужны, они якобы решили выскочку «задушить на корню». Эту версию отчасти подтверждает Deutsche Welle: «Авторемонтные предприятия и нефтяные концерны единодушно считают автомобиль с воздушным двигателем „недоработанным“. Впрочем, это можно списать на их предвзятость. Однако и многие независимые эксперты настроены скорее скептически, тем более что ряд крупных автомобилестроительных концернов — например, „Фольксваген“, — уже в 70-х и 80-х годах вели исследования в этом направлении, но затем свернули их ввиду полной бесперспективности». Почти такого же мнения придерживаются и защитники окружающей среды: «Потребуется очень много времени, чтобы убедить автомобильных производителей начать выпуск „воздушных“ двигателей. Автомобильные компании уже потратили огромное количество денег на эксперименты с электрическими автомобилями, которые оказались неудобными и дорогими. Им больше не нужны новые идеи». Zero Pollution — двигатели с нулевым выбросом вредных веществ. Кроме этого, они легки и компактны. Но Deutsche Welle обращает внимание на то, что в различных публикациях «описание двигателя и принципиальная схема его работы грешат неточностями и ошибками, а, кроме того, версии на разных языках не только изрядно различаются, но порой и прямо противоречат друг другу. Чуть ли не в каждом издании приводятся свои, отличные от прочих, технические параметры. Разброс цифр столь велик, что невольно задаёшься вопросом: неужели они относятся к одному и тому же автомобилю? Ещё одна странная закономерность состоит в том, что с каждой следующей публикацией параметры автомобиля улучшаются: то мощность подрастёт, то цена упадёт, то масса уменьшится, то ёмкость баллонов увеличится. Так что, сомнения тут вполне уместны и оправданы. Однако ждать осталось недолго. Вероятно, уже в наступающем году мы точно узнаем, что же такое этот разработанный фирмой MDI двигатель на сжатом воздухе — революция в автомобилестроении или во всех смыслах слова „дутая“ сенсация». Между тем, вполне возможно, что и в 2002 году интрига с «воздухомобилем» не разрешится. В результате продолжительных поисков информации в Сети был обнаружен один более-менее «живой» сайт, который обещает серийное производство революционных автомобилей в 2003 году. Кстати, в процессе поисков было найдено много интересного на «воздушную» тему. Любопытно, что на состоявшейся в феврале 2001 года в Нюрнберге международной ярмарке игрушек канадская фирма Spin Master предложила покупателям модель самолета, оснащённой двигателем, работающим на сжатом воздухе. Мини-резервуар можно надувать любым насосом, и пропеллеры уносят оригинальную игрушку в небеса. Кроме того, в Интернете имеется коммерческое предложение, адресованное, по всей видимости, правительству Москвы. В этом документе одна столичная компания предлагает чиновникам «ознакомиться с предложением автомобильной фирмы MDI (Франция) о производстве в Москве абсолютно экологически чистых и экономичных автомобилей». Встретилось и предложение В. А. Конощенко, который сообщает об изобретённом им автомобиле, работающем на сжатом воздухе, прилагая описание устройства. Также попалось на глаза изобретение Раиса Шаймухаметова — «Садоход», который «приводится в движение от сжатого воздуха: под капотом небольшой двигатель и серийный компрессор. Воздух вращает автономно друг от друга два блока (слева и справа) эксцентрических роторов (поршней). Роторы в блоке через ходовые колеса соединены гусеничной цепью». В итоге сложилось двоякое впечатление: с одной стороны не до конца понятная история с французским «воздухомобилем», а с другой — куда более чёткое ощущение, что «воздушный» транспорт давно используется и в особенности почему-то в России. И притом с позапрошлого века. Есть данные о том, что спроектированная самоучкой И. Ф. Александровским 33-метровая подводная лодка с двигателем, работающим на сжатом воздухе, летом 1865 года была спущена на воду, успешно прошла ряд испытаний и только после этого затонула. МАШИНА НЕГРА — ДУТАЯ СЕНСАЦИЯОшарашивающая идея — автомобиль на сжатом воздухе — оказалась мифом Сергей ЛЕСКОВ Известных на Земле запасов нефти хватит не более чем на 50 лет. Чем только не пытаются заменить бензин, который, ко всему прочему, является главным источником загрязнения воздуха в больших городах. И сжиженным природным газом, и всякого рода синтезированными газами и жидкостями, и даже спиртом. Долго надежды возлагались на электромобиль, но его технические характеристики невысоки, а утилизация источника энергии оказалась проблемой для экологии. И вот новая, ошарашивающая идея — автомобиль на сжатом воздухе. Французский инженер Ги Негр заработал известность в автомобильном мире своими стартерами для болидов «Формулы-1» и авиационных моторов. В его конструкторском досье 70 патентов. Это говорит о том, что Негр не самоучка из числа тех, кто досаждает своими открытиями всем автомобильным фирмам мира. Несколько лет назад уважаемый Негр создал фирму MDI (Motor Development International), которая занялась разработкой двигателями на сжатом воздухе. Первая реакция любого эксперта — бред, блажь и опять бред. Но еще в 1997 году в Мексике парламентская комиссия по транспорту заинтересовалась этой разработкой, специалисты посетили завод в Бриньоле и подписали соглашение о постепенной замене всех 87 тысяч такси в Мехико, самой загрызенной столице мира, машинами с чистым «выдохом». Два года назад на выставке Auto Africa Expo 2000 состоялась презентация созданного командой Негра концепт-кара под названием e . Volution . Как и было обещано, в качестве топлива он использовал сжатый воздух. В Йоханнесбурге на волне всеобщего интереса было объявлено о начале серийного выпуска чудо-автомобиля с двигателем Zero Pollution в 2002 году. В ЮАР предполагалось сделать 3 тысячи e . Volution . Назначенный год на дворе. Где же «воздухомобиль»? Публикаций на эту тему много, но характеристики скачут, будто речь не о технике, а об арабском жеребце. Если усреднить все протоколы, то выйдет такой портрет: e . Volution весит 700 кг, мотор Zero Pollution — 35 кг. Автомобиль может проехать без дозаправки 200 км. Максимальная скорость — 130 км/ч. На скорости 80 км/ч он может двигаться 10 часов. Ориентировочная цена — 10 тысяч долларов. Чтобы закачать в баллоны воздух, нужна энергия, а электростанции — тоже источник загрязнений. Авторы проекта посчитали КПД в цепочке «нефтеперегонный завод — автомобиль» для бензинового, электрического и воздушного двигателя: 9, 13 и 20% соответственно. То есть «воздушник» лидирует с заметным отрывом. Сама заправка занимает около 4 часов, а баллоны спрятаны под днище. Принцип работы «воздушника» не отличается от двигателя внутреннего сгорания. Нет по причине отсутствия горючего только самого сгорания. Нет, кроме того, систем зажигания, впрыска топлива, бензобака. Воздух в баллонах находится под давлением 200 атмосфер. Идея конструкторов такова: в малый цилиндр засасывается часть выхлопа и сжимается поршнем до давления 20 атмосфер.
Раскаленный до 400 градусов воздух выталкивается в камеру, которая является аналогом камеры сгорания. В нее подается сжатый воздух из баллонов. Он нагревается — и в результате поршень цилиндра движется, передавая рабочее усилие на коленчатый вал. По мере приближения к объявленной дате выпуска в публикациях на эту тему разнобой все заметнее. Создается впечатление, что команда Ги Негра столкнулась с серьезными техническими проблемами. Чтобы разъяснить ситуацию, «Известия-Наука» обратились к самым авторитетным в нашей стране специалистам из Государственного научного центра «Научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт (НАМИ)». — Мы рассчитали рабочий цикл этого двигателя, — сказал заведующий отделом газобалонного оборудования НАМИ Владислав Лукшо. — Это очередная попытка обмануть основополагающие законы природы, проскочить мимо правил термодинамики. Можно эту идею развить: заставить водителя качать ногами воздух. Идея двигателя на сжатом воздухе несуразна, потому что его КПД очень мал. Полученная от механического сжатия энергия на килограмм веса в 20-30 раз уступает химической энергии углеводородного топлива. У бензина конкурентов не видно. Выше показатели только у атомной энергии. Этот e . Volution сможет ездить только на небольшие расстояния, как летают игрушки с пневмодвигателями. Скептическое отношение к двигателю на сжатом воздухе вовсе не означает, в этом уверены специалисты НАМИ, что попытки найти альтернативу бензиновому двигателю обречены. Уже удалось добиться сносных характеристик у газовых двигателей на пропан-бутане, которые уступают по теплоотдаче топлива бензиновому двигателю только в 1,5 раза. Предпринимаются в продолжение заветов чонкинского приятеля Гладышева усилия, дабы освоить двигатель на биогазе, который получают из всяческих отбросов. Большие перспективы у водорода, причем способы его применения весьма разнообразны — от добавок к бензину до сжижения или использования в виде соединений с металлами (гидридов). Согласно последним разработкам НАМИ, водород лучше не сжигать: в тепловыделяющем элементе он вступает в реакцию, возникает электрический ток, который преобразуется в механическую энергию. Еще один вариант — спирт, который энергетически «сильнее» газа, хотя и «слабее» бензина. Двигатели на спирте получили распространение в Бразилии. Правда, в России о внедрении этой конструкции и говорить не стоит — просто глупо.

Пневмопривод. Автомобили, работающие на сжатом воздухе

Первый в мире серийный автомобиль с двигателем, работающим на сжатом воздухе, выпустила индийская компания Tata, известная на весь мир производством дешевых транспортных средств для небогатых людей.

Автомобиль Tata OneCAT весит 350 кг и может проезжать на одном запасе сжатого до давления в 300 атмосфер воздуха 130 км, разгоняясь при этом до 100 километров в час. Но такие показатели возможны только при максимально заполненных баках. Чем меньше плотность воздуха в них, тем ниже становится показатель максимальной скорости.

4 баллона, выполненные из углепластика с кевларовой оболочкой, длиной в 2 и диаметром в четверть метра каждый, расположены под днищем, вмещают 400 литров сжатого воздуха под давлением в 300 бар.

Внутри там всё очень простенько:

Но это объяснимо, поскольку автомобиль позиционируется в основном для использования в такси. Кстати, задумка небезинтересная — в отличие от электромобилей с их проблемно утилизируемыми аккумуляторами и низким КПД заряд-разрадного цикла (от 50% до 70% в зависимости от уровня токов заряда и разряда), сжатие воздуха, его хранение в баллоне и последующее использование довольно экономично и экологично.

Если заправлять автомобиль Tata OneCAT воздухом на компрессорной станции, это займет три-четыре минуты. «Подкачка» с помощью встроенного в машину мини-компрессора, работающего от розетки, длится три-четыре часа. «Воздушное топливо» стоит относительно дешево: если перевести его в бензиновый эквивалент, то получится, что машина расходует около литра на 100 км пути.

В пневмомобиле обычно нет никакой трансмиссии – ведь пневмодвигатель выдаёт максимальный крутящий момент сразу – даже в неподвижном состоянии. Воздушный двигатель также практически не требует профилактики, нормативный пробег между двумя техосмотрами составляет ни много ни мало 100 тысяч километров. А еще он практически не нуждается в масле — мотору хватит литра «смазки» на 50 тысяч километров пробега (для обычного авто потребуется порядка 30 литров масла).

Секрет нового автомобиля заключается в том, что его четырехцилиндровый двигатель объемом в 700 кубиков и весом всего в 35 килограммов работает на принципе смешивания сжатого воздуха с наружным, атмосферным воздухом. Этот силовой агрегат напоминает обычный двигатель внутреннего сгорания, но цилиндры у него разного диаметра — двое малых, приводных, и двое больших, рабочих. При работе двигателя наружный воздух засасывается в малые цилиндры, сжимается там поршнями и нагревается. Затем он выталкивается в два рабочих цилиндра и смешивается там с холодным сжатым воздухом, поступающим из бака. В результате воздушная смесь расширяется и приводит в движение рабочие поршни, а они — коленчатый вал двигателя.

Поскольку никакого сгорания в двигателе не происходит, его «выхлопными газами» будет только отработанный чистый воздух.

Разработчики воздушного двигателя из компании MDI подсчитали суммарный энергетический КПД в цепочке «нефтеперегонный завод – автомобиль» для трёх видов привода – бензинового, электрического и воздушного. И оказалось, что КПД воздушного привода составляет 20 процентов, что в два с лишним раза превышает КПД стандартного бензинового мотора и в полтора раза – КПД электропривода. К тому же сжатый воздух можно непосредственно запасать впрок, используя нестабильные возобновляемые источники энергии, вроде ветрогенераторов — тогда КПД получается еще выше.

При снижении температуры до –20С запас энергии пневмопривода снижается на 10% без каких-либо других вредных воздействий на его работу, в то время как запас энергии электрических батарей уменьшится примерно в 2 раза.

Кстати, отработанный в пневмодвигателе воздух имеет низкую температуру и может быть использован для охлаждения салона автомобиля в жаркое время года, то есть кондиционер вы получаете практически нахаляву, без лишних затрат энергии. Зато отопитель, увы, придется делать автономным. Но это куда лучше, чем у электромобиля — который вынужден тратить энергию как на отопление, так и на охлаждение.

Кстати, баллоны из стекло-углеволокна довольно безопасны — при повреждении они не взрываются, в них лишь появляются трещины, через которые воздух выходит наружу.

К каким только способам не прибегают авто производители дабы привлечь внимание потребителей. Покупателя околдовывают модным футуристическим дизайном, беспрецедентными мерами безопасности, применением более экологичных двигателей и т.д и т.п.

Лично меня не очень трогают последние изыски различных дизайнерских студий — даже более того: для меня автомобиль был и будет оставаться неодушевлённым куском металла и пластика и все потуги маркетологов рассказать мне о том, как высоко в небо должна устремиться моя самооценка после покупки «нашей новейшей модели» есть ни что иное, как сотрясение воздуха. Ну по крайней мере лично для меня.

Более волнующая меня, как автовладельца, тема — вопросы экономичности и живучести. Топливо стоит далеко не три копейки, к тому же на просторах «великого и могучего» слишком много последователей Василия Алибабаевича из «Джентльменов удачи». Переключиться на использование альтернативных видов топлива авто производители пытаются уже давно. В США электрокары заняли довольно прочные позиции, однако позволить себе приобрести такую машинку может далеко не каждый — дорого очень. Вот если бы электрическими делали машины бюджетного класса…

Интересную цель поставили перед собой французские производители PSA Peugeot Citroen , ими инициирована интересная программа по снижению расхода топлива. Эта группа авто производителей ведёт разработки гибридной силовой установки которая смогла бы тратить всего два литра топлива на сто километров пути. Инженерам компании уже есть, что показать — сегодняшние наработки позволяют экономить до 45% топлива в сравнении с обыкновенным ДВС: пусть даже с такими показателями в два литра на сотню пока что не влезть, но к 2020 году обещают покорить и этот рубеж.

Заявления довольно смелые и интересные, однако интереснее было бы поближе взглянуть на эту столь гибридную и не менее экономичную установку. Система называется Hybrid Air и как становится понятным из её названия помимо традиционного топлива использует энергию воздуха, сжатого воздуха.

Концепция Hybrid Air не столь сложна и представляет собой гибрид трёх цилиндрового двигателя внутреннего сгорания и гидравлического двигателя — насоса. В качестве баков для альтернативного топлива в центральной части авто и под пространством багажника установлены два баллона: который побольше — для низкого давления; а тот, что поменьше, соответственно для высокого. Разгон автомобиля будет происходить на ДВС, после набора скорости в 70 км/ч в работу включается гидравлический двигатель. Посредством этого самого гидравлического двигателя и хитроумной планетарной трансмиссии энергия сжатого воздуха будет превращаться во вращательное движение колёс. Кроме того на таком авто предусмотрена и система рекуперации энергии — во время торможения гидравлический мотор выступает в роли помпы и закачивает воздух в баллон низкого давления — то есть столь желанная энергия не пропадёт даром.

Как заявляют инженеры компании автомобиль с гибридной установкой Hybrid Air, даже не смотря на большую на 100 кг по сравнению с традиционным мотором массу, будет иметь показатели топливной экономии на уровне не менее 45% и это при том, что изыски в данной области моторостроения далеки от завершения.

Ожидается, что гибридные системы первыми будут применяться на хэтчбеках Citroen C3 и Peugeot 208, а покататься на «воздухе» можно будет уже в 2016 году, причём в качестве основных рынков сбыта автомобилей с гибридом Hybrid Air французские менеджеры видят Россию и Китай.

Детали воздушного двигателя

Обсудить статью ВОЗДУШНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Поводом для такого смелого заявления послужила презентация автомобиля под названием e. Volution на выставке Auto Africa Expo2000, которая состоялась в Йоханнесбурге.

Несколько лет назад мир облетела новость о том,
что индийская компания Tata собирается запустить в серию автомобиль,
работающий на сжатом воздухе. Планы так и остались планами,
но пневматические автомобили явно стали трендом: каждый год появляется несколько вполне жизнеспособных проектов,
а компания Peugeot в 2016 году планировала поставить на конвейер воздушный гибрид. Почему же пневмокары внезапно вошли в моду?

Плюсы: отсутствие вредных выбросов, возможность заправки автомобиля в домашних условиях, невысокая стоимость ввиду простоты конструкции двигателя, возможность применения рекуператора энергии (например, сжатия и накопления дополнительного воздуха за счет торможения автомобиля). Минусы: низкие КПД (5−7%) и плотность энергии; необходимость во внешнем теплообменнике, поскольку при уменьшении давления воздуха двигатель сильно переохлаждается; низкие эксплуатационные показатели пневмоавтомобилей.

Преимущества воздуха

Крошечный трехместный пневмоавтомобиль французской MDI был представлен широкой публике на Женевском автосалоне 2009 года. Он имеет право передвигаться по выделенным велодорожкам и не требует наличия водительских прав. Пожалуй, самый перспективный пневмокар.

Один из недостатков пневмоцилиндра — относительно низкая плотность энергии, то есть количество вырабатываемой энергии на единицу объема рабочего тела. Сравните: воздух (при давлении 30 МПа) имеет плотность энергии порядка 50 кВт ч на литр, а обычный бензин — 9411 кВт ч на литр! То есть бензин как топливо эффективнее почти в 200 раз. Даже с учетом не очень высокого КПД бензинового двигателя он «выдает» в итоге около 1600 кВт ч на литр, что значительно выше, чем показатели пневмоцилиндра. Это ограничивает все эксплуатационные показатели пневмодвигателей и движимых ими машин (запас хода, скорость, мощность и т. д.). Помимо того, пневмодвигатель имеет относительно небольшой КПД — порядка 5−7% (против 18−20% у ДВС).

Пневматика XXI века

Поэтому основной инженерной задачей было приведение пневмокара к виду, в котором он мог бы конкурировать с электромобилями по эксплуатационным характеристикам и стоимости. Подводных камней в этом деле множество. Например, проблема дегидратации воздуха. Если в сжатом воздухе будет хотя бы капля жидкости, то из-за сильного охлаждения при расширении рабочего тела она превратится в лед, и двигатель просто заглохнет (или даже потребует ремонта). Обычный летний воздух содержит примерно 10 г жидкости на 1 м 3 , и при наполнении одного баллона нужно затратить дополнительную энергию (около 0,6 кВт ч) на дегидратацию — причем эта энергия невосполнима. Данный фактор сводит на нет возможность качественной домашней заправки — оборудование для дегидратации невозможно установить и эксплуатировать в домашних условиях. И это лишь одна из проблем.

Тем не менее тема пневмоавтомобиля оказалась слишком привлекательной, чтобы о ней забыть.

На полном баке и полной заправке воздухом Peugeot 2008 Hybrid Air может проехать до 1300 км.

Сразу в серию?

Кроссовый мотоцикл, построенный австралийцем Дином Бенстедом на шасси Yamaha, способен разгоняться до 140 км/ч и безостановочно ехать в течение трех часов на скорости 60 км/ч. Воздушный двигатель системы Анжело ди Пьетро весит всего лишь 10 кг.

На двух колесах

Этим озаботился австралиец Дин Бенстед, который в 2011 году продемонстрировал миру кроссовый мотоцикл O 2 Pursuit с силовым агрегатом, разработанным фирмой Engineair. Последняя специализируется на уже упомянутых роторных воздушных двигателях разработки Анжело ди Пьетро. По сути, это классической компоновки «ванкели» без сгорания — ротор приводится в движение подачей воздуха в камеры. Бенстед пошел при разработке от обратного. Сперва он заказал Engineair двигатель, а потом построил вокруг него мотоцикл, использовав раму и часть элементов от серийной Yamaha WR250R. Машина получилась на удивление энергоэффективной: на одной заправке она проходит 100 км и в теории развивает максимальную скорость 140 км/ч. Эти показатели, к слову, превышают аналогичные у многих электрических мотоциклов. Бенстед остроумно сыграл на форме баллона, вписав его в раму, — это позволило сэкономить место; двигатель в два раза компактнее своего бензинового собрата, а свободное место позволяет установить второй баллон, увеличив пробег мотоцикла в два раза.

Но, к сожалению, O 2 Pursuit остался лишь одноразовой игрушкой, хотя и был номинирован на престижную изобретательскую премию, учрежденную Джеймсом Дайсоном. Спустя два года идею Бенстеда подхватил другой австралиец, Дарби Бичено, который предложил создать по схожей схеме не мотоцикл, а сугубо городское транспортное средство, скутер. Его EcoMoto 2013 должен быть сделан из металла и бамбука (никакого пластика), но дальше рендеров и чертежей дело пока что не продвинулось.

В 2011 году спортивный автомобиль Toyota Ku: Rin установил мировой рекорд скорости для транспортных средств, приводимых в движение энергией сжатого воздуха. Обычно пневмоавтомобили не разгоняются более чем до 100−110 км/ч, концепт же Toyota показал официальный результат 129,2 км/ч. Ввиду «заточенности» на скорость, Ku: Rin на одной зарядке мог проехать всего 3,2 км, но больше трехколесному одноместному болиду и не требовалось. Рекорд установлен. Интересно, что до того рекорд составлял всего лишь 75,2 км/ч и был установлен в Бонневилле болидом Silver Rod конструкции американца Дерека Маклиша летом 2010 года.

Корпорации на старте

Водородный двигатель для автомобиля, устройство, принцип работы, как сделать своими руками

Запасы нефти подходят к концу, что вынуждает человечество искать альтернативные источники энергии, способные заменить «черное золото». Одним из решений является применение водородного двигателя, отличающегося меньшей токсичностью и большим КПД. Главное то, что запас сырья для производства горючего почти неограничен.

Когда появился водородный двигатель? В чем особенности его устройства, и каков принцип действия? Где применяется такая технология? Реально ли сделать такой мотор своими руками? Эти и другие вопросы рассмотрим ниже.

Когда появился водородный двигатель, основные компании, ведущие его разработку

Интерес к применению водорода появился еще в 70-х годах в период острого дефицита топлива. Первым современным разработчиком, который представил двигатель для автомобиля работающий на водороде, стал концерн Toyota. Именно он в 1997 году выставил на всеобщее обозрение внедорожник FCHV, который так и не пошел в серийное производство.

Несмотря на первую неудачу, многие компании продолжают исследования и даже производство таких автомобилей. Наибольших успехов добились концерны Тойота, Хендай и Хонда. Разработки ведут и другие компании — Фольксваген, Дженерал Моторз, БМВ, Ниссан, Форд.

В 2016 году появился первый поезд на водородном топливе, являющийся детищем немецкой компании Alstom (ранее GEC-Alsthom) . Планируется, что новый состав Coranda iLint начнет движение в конце 2017 года по маршруту из Букстехуде в Куксхавен (Нижняя Саксония).

В будущем планируется заменить такими поездами 4000 дизельных составов Германии, перемещающихся по участкам дорог без электрификации.

Интерес к покупке Coranda iLint уже проявила Норвегия, Дания и другие страны.

Особенности водорода как топлива для двигателя

В ДВС бензин смешивается с воздухом, после чего подается в цилиндры и сгорает, в результате чего происходит перемещение поршней и движение транспортного средства.

Применение водорода в виде топлива имеет ряд нюансов:

После сжигания топливной смеси на выходе образуется только пар.
Реакция воспламенения происходит быстрее, чем в случае с дизельным топливом или бензином.
Благодаря детонационной устойчивости, удается поднять степень сжатия.
Теплоотдача водорода на 250% выше, чем у топливно-воздушной смеси.
Водород — летучий газ, поэтому он попадает в мельчайшие зазоры и полости. По этой причине немногие металлы способны перенести его разрушительное влияние.
Хранение такого топлива происходит в жидкой или сжатой форме. В случае пробоя бака водород испаряется.
Нижний уровень пропорции газа для вхождения в реакцию с кислородом составляет 4%. Благодаря этой особенности, удается настроить режимы работы мотора путем дозирования консистенции.

С учетом перечисленных нюансов применять H₂ в чистом виде для двигателя внутреннего сгорания нельзя. Требуется внесение конструктивных изменений в ДВС и установка дополнительного оборудования.

Устройство водородного двигателя

Автомобили с двигателем работающем на водороде делятся на несколько групп:

Машины с 2-мя энергоносителями. Они обладают экономичным мотором, способным работать на чистом водороде или бензиновой смеси. КПД двигателя такого типа достигает 90-95 процентов. Для сравнения дизельный мотор имеет коэффициент полезного действия на уровне 50%, а обычный ДВС — 35%. Такие транспортные средства соответствуют стандарту Евро-4.
Автомобиль со встроенным электродвигателем, питающим водородный элемент на борту транспортного средства. Сегодня удалось создать моторы, имеющие КПД от 75% и более.
Обычные транспортные средства, работающие на чистом водороде или топливно-воздушной смеси. Особенность таких двигателей заключается в чистом выхлопе и увеличении КПД еще на 20%.

Как отмечалось выше, конструкция мотора, работающего на H₂, почти не отличается от ДВС за исключением некоторых аспектов.

Главной особенностью является способ подачи горючего в камеру сгорания и его воспламенения. Что касается преобразования полученной энергии в движение КШМ, процесс аналогичен.

Принцип работы

Принцип работы водородных двигателей стоит рассмотреть применительно к двум видам таких установок:

Моторы внутреннего сгорания;
Двигатели на водородных элементах.

Водородные моторы внутреннего сгорания

В ДВС из-за того, что горение бензиновой смеси осуществляется медленнее, топливо попадает в камеру сгорания раньше достижения поршнем своей верхней точки.

В водородном двигателе, благодаря мгновенному воспламенению газа, удается сместить время впрыска до момента, пока поршень начнет возвратное движение. При этом для нормальной работы мотора достаточно небольшого давления в топливной системе (до 4-х атмосфер).

В оптимальных условиях водородный мотор способен работать с питающей системой закрытого вида. Это значит, что в процессе образования смеси атмосферный воздух не применяется.

После завершения такта сжатия в цилиндре остается пар, который направляется в радиатор, конденсируется и становится водой.

Реализация варианта возможна в случае, если на машине смонтирован электролизер — устройство, обеспечивающее отделение водорода от H₂O для последующей реакции с O₂.

Воплотить в реальность описанную систему пока не удается, ведь для нормальной работы двигателя и снижения силы трения применяется масло.

Последнее испаряется и является частью отработавших газов. Так что применение атмосферного воздуха при работе водородного двигателя пока необходимо.

Двигатели на водородных элементах

Принцип действия таких устройств построен на протекании химических реакций. Кожух элемента имеет мембрану (проводит только протоны) и электродную камеру (в ней находится катод и анод).

В анодную секцию подается H₂, а в катодную камеру — O₂. На электроды наносится специальное напыление, выполняющее функцию катализатора (как правило, платина).

Под действием каталитического вещества происходит потеря водородом электронов. Далее протоны подводятся через мембрану к катоду, и под влиянием катализатора формируется вода.

Из анодной камеры электроны выходят в электрическую цепь, подключенную к мотору. Так формируется ток для питания двигателя.

Где использовались водородные топливные элементы?

Особенность топливных элементов водородного типа —способность производить энергию для электрического мотора. Как результат, система заменяет ДВС или становится источником бортового питания на транспортном средстве.

Впервые топливные элементы были использованы в 1959 году компанией из США.

Если говорить в целом, топливные элементы применяются:

НА АВТОМОБИЛЬНОМ ТРАНСПОРТЕ. В отличие от КПД стандартного двигателя, они показывают лучшие результаты. На испытании первого автобуса топливные элементы показали КПД в 57%. Сегодня такие устройства тестируются многими производителями автомобилей — Хонда, Форд, Ниссан, Фольксваген и другими.
НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ. На современном этапе больше 60% транспорта на ж/д — тепловозы. Сегодня водородные поезда разрабатываются во многих странах — Японии, Дании, США и Германии.
НА МОРСКОМ ТРАНСПОРТЕ. Водородные топливные элементы наиболее востребованы на подводных лодках. Активные работы в этом направлении ведутся в Германии и Испании, а в роли заказчиков выступают другие страны, среди которых Италия, Греция, Израиль.
В АВИАЦИИ. Первые самолеты на водородном двигателе появились еще в 80-х годах прошлого века. На современном этапе новый вид топлива применяется для создания беспилотных летательных аппаратов (в том числе вертолетов).

Также водородные топливные элементы нашли применение на вилочных погрузчиках, велосипедах, скутерах, мотоциклах, тракторах, автомобилях для гольфа и другой технике.

Преимущества и недостатки

Чтобы понять особенности и перспективы водородного двигателя в автомобиле, стоит знать его плюсы и минусы. Рассмотрим их подробнее.

Плюсы:

ЭКОЛОГИЧНОСТЬ. Внедрение водородного двигателя — возможность забыть о проблеме загрязнения окружающей среды. При глобальном переходе на этот вид топлива удастся снизить парниковый эффект и, возможно, спасти планету. Экологичность новых разработок подтверждена компанией Тойота. Работники концерна доказали, что выхлоп из машины безопасен для здоровья. Более того, выходящую воду можно пить, ведь она дистиллирована и очищена от примесей.
ОПЫТ РАЗРАБОТОК. Известно, что водородный двигатель создан давно, поэтому с его применением на автомобилях проблем быть не должно. Если углубится в историю, первое подобие мотора на водороде в начале XIX века удалось создать Франсуа Исаак де Ривазу — конструктору из Франции. Кроме того, в период блокады Ленинграда на новый вид топлива было переведено почти 500 машин.
ДОСТУПНОСТЬ. Не менее важный фактор в пользу H₂ — отсутствие дефицита. При желании этот вид топлива можно получать даже из сточных вод.
ВОЗМОЖНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ В РАЗНЫХ СИЛОВЫХ УСТАНОВКАХ. Существует мнение, что водород используется только в ДВС. Это не так. Новая технология задействована при создании топливного элемента, с помощью которого удается получить электрический ток и запитать электромотор транспортного средства. Преимущества заключаются в безопасности и отсутствии ископаемых элементов, что исключает загрязнение окружающей среды. На современном этапе такая схема считается наиболее безопасной и пользуется наибольшим спросом у разработчиков.

Также к плюсам стоит отнести:

Минимальный уровень шума;
Улучшение мощности, приемистости и других параметров двигателя;
Большой запас хода;
Низкий расход горючего;
Простота обслуживания;
Высокий потенциал применения в виде альтернативного топлива.

Недостатки водородного двигателя:

СЛОЖНОСТЬ ИЗВЛЕЧЕНИЯ H₂ ИЗ ВОДЫ. Как отмечалось, данный газ считается наиболее распространенным элементом на планете, но в чистом виде его почти нет. Этот газ имеет минимальный вес, поэтому он поднимается и удерживается в верхних слоях атмосферы. Атомы H₂ быстро связываются с другими элементами, в результате чего образуется вода, метан и другие вещества. Вот почему для применения водорода его необходимо извлечь, а для этого требуются большие объемы энергии. На текущий момент такое производство нерентабельно, что тормозит процесс внедрения водородных двигателей. По приблизительным расчетам цена литра, сжиженного H₂ равна от 2 до 8 евро. Итоговые расходы во многом зависят от способа добычи топлива.
ОТСУТСТВИЕ НЕОБХОДИМОГО ЧИСЛА ЗАПРАВОК. Не меньшая проблема — дефицит АЗС, готовых заправлять машины водородным топливом. Проблема заключается в высокой стоимости оборудования для таких автозаправочных станций (если сравнивать с обычной АЗС). Сегодня разработано множество проектов станций для заправок водородом — от крупных до небольших заправок, но из-за дороговизны и отсутствия массового применения водородных двигателей на автомобилях процесс внедрения идеи может растянуться на десятилетия.
НЕОБХОДИМА ДОРОГОСТОЯЩАЯ МОДЕРНИЗАЦИЯ ДВС. Как отмечалось, водородное топливо теоретически может использоваться для заправки ДВС. Но для применения H₂ в качестве основного топлива требуются конструктивные изменения. Если ничего не менять, мощность мотора падает на 20-35%, а ресурс силового узла значительно снижается. Но и это не главный недостаток. Опасность в том, что такой механизм проработает недолго и быстро выйдет из строя. Сгорая, водородная смесь выделяет большее тепло, что приводит к перегреву поршневой и клапанной системы, а мотор работает в режиме повышенных нагрузок. Кроме того, высокие температуры негативно влияют на материалы, из которых сделан силовой узел, и смазывающие вещества. В результате рабочие элементы двигателя быстро износятся. Это значит, что без модернизации ДВС применение H₂ невозможно.
ДОРОГОВИЗНА МАТЕРИАЛОВ. Главным «камнем преткновения» в вопросе развития водородных технологий является высокая стоимость материалов. В качестве катализатора используется платина, цена которой для рядового автовладельца очень высока. Проще потратить деньги и подарить дорогое кольцо жене, чем отдавать их для установки новой детали. Надежда остается на ученых, которые ищут альтернативы для дорогостоящего катализатора. Проводятся тестирования элементов, способных заменить драгоценный металл.

Кроме уже рассмотренных выше, стоит выделить еще ряд недостатков:

Опасность пожара или взрыва.
Риски для планеты, ведь увеличение объема водорода может привести к непоправимым последствиям для озонового слоя.
Увеличение веса машины из-за применения мощных АКБ и преобразователей.
Наличие проблем с хранением водородного топлива — под высоким давлением или в сжиженном виде. Исследователи еще не пришли к единому выводу, какой из вариантов лучше.

Опасность водородного топлива

В рассмотренных выше недостатках упоминалось об опасности применения водородного топлива для двигателя. Это главный минус новой технологии.

В сочетании с окислителем (кислородом) возрастает риск воспламенения водорода или даже взрыва. Проведенные исследования показали, что для воспламенения H₂ достаточно 1/10 части энергии, необходимой для зажигания бензиновой смеси. Другими словами, для вспыхивания водорода хватит и статической искры.

Еще одна опасность заключается в невидимости водородного пламени. При горении вещества огонь почти незаметен, что усложняет процесс борьбы с ним. Кроме того, чрезмерное количество H₂ приводит к появлению удушья.

Опасность в том, что распознать данный газ крайне сложно, ведь у него нет запаха и он полностью невидим для человеческого глаза.

Кроме того, сжиженный H₂ имеет низкую температуру, поэтому в случае утечки с открытыми частями тела высок риск серьезного обморожения. Находится данный газ должен в специальных хранилищах.

Из рассмотренного выше напрашивается вывод, то водородный двигатель опасен, и использовать его крайне рискованно.

На самом деле, газообразный водород имеет небольшой вес и в случае утечки он рассеивается в воздухе. Это значит, что риск его воспламенения минимален.

В случае с удушьем такая ситуация возможна, но только при нахождении в замкнутом помещении. В ином случае утечка водородного топлива опасности для жизни не несет. В оправдание стоит отметить, что выхлопные газы ДВС (а именно угарный газ) также несут смертельный риск.

Современные автомобили с водородными двигателями

Возможность применения двигателей на водородном топливе заинтересовала многих производителей. В результате в автомобильной индустрии появляется все больше машин, работающих на данном газе.

К наиболее востребованным моделям стоит отнести:

Компания Тойота выпустила автомобиль Fuel Cell Sedan. Для устранения проблем с дефицитом пространства в салоне и багажном отсеке емкости с водородным топливом размещены на полу транспортного средства. Fuel Cell Sedan предназначен для перевозки людей, а его стоимость составляет 67.5 тысяч долларов.
Концерн БМВ представил свой вариант автомобиля Hydrogen Новая модель протестирована известными деятелями культуры, бизнесменами, политиками и другими популярными личностями. Испытания показали, что переход на новое топливо не влияет на комфортабельность, безопасность и динамику транспортного средства. При необходимости виды горючего можно переключать с одного на другой. Скорость Hydrogen7 — до 229 км/час.
Honda Clarity — автомобиль от концерна Хонда, который поражает запасом хода. Он составляет 589 км, чем не может похвастаться ни одно транспортное средство с низким уровнем выбросов. На дозаправку уходит от трех до пяти минут.
«Монстр» от Дженерал Моторс показан в октябре 2016 года. Особенность автомобиля заключается в невероятной надежности, что подтверждено проведенными исследованиями армией США. Во время испытаний транспортное средство прошло больше 3 миллионов километров.
Концерн Тойота выпустил на рынок водородную модель Mirai. Продажи начались еще в 2014 году на территории Японии, а в США — с октября 2015 года. Время на заправку Mirai составляет пять минут, а запас хода на одной заправке 502 км. ФОТО 21 22 Недавно представители концерна заявили, что планируют внедрять данную технологию не только в легковой транспорт, но и в вилочные погрузчики и даже грузовики. 18 колесный грузовик уже тестируется в Лос-Анжелесе.
Производитель Лексус планирует свой вариант автомобиля с водородным двигателем в 2020 году, поэтому о транспортном средстве известно мало подробностей.
Компания Ауди представила концепт H-tron Quattro в Детройте. По заверению производителя машина может проехать на одном баке около 600 км, а набрать скорость до 100 км/час удается за 7,1 секунду. Машина имеет «виртуальную» кабину, заменяющую стандартную приборную панель.
БМВ в сотрудничестве с Тойотой планирует выпуск своего водородного транспортного средства к 2020 году. Производитель заверяет, что запас хода новой модели составляет больше 480 км, а дозаправка будет занимать до 5 минут.
В 2013 году в компании Форд заявили, что активное производство водородных двигателей начнется уже к концу 2017 года при сотрудничестве с Ниссан и Мерседес-Бенц. Но реализовать задуманное на практике пока не удается — работники концерна находятся на этапе разработки.
Мерседес-Бенц на Франкфуртском автосалоне представил внедорожник GLC, который появится на рынке в конце 2019 года. Авто комплектуется аккумулятором на 9,3 кВт*ч, а запас хода составляет 436 км. Максимальная скорость ограничивается электроникой на уровне 159 км/час.
Nikola Motor представила грузовой автомобиль с водородным двигателем, имеющий запас хода от 1287 до 1931 км. Стоимость нового автомобиля составит 5-7 тысяч долларов за аренду в месяц. Выпуск планируется начать с 2020 года.
Производитель Хендай создал новую линейку Tucson. На сегодняшний день произведено и реализовано 140 машин. Бренд Hyundai Genesis представил свой автомобиль с водородным двигателем GV Впервые транспортное средство было представлено в Нью-Йорке, но его производство пока не планируется.
Великобритания тоже не отстает в плане новых технологий. В стране уже можно арендовать водородный автомобиль Riversimple Rasa на три или шесть месяцев. Машина весит чуть больше 500 кг и способна проехать на одной заправке около 500 км.
Дизайнерский дом Pininfarina создал машину на водородном топливе h3 Speed. Особенность авто заключается в способности ускорятся до сотни всего за 3,4 секунды, а максимальная скорость — 300 км/час. Время на заправку составляет всего три минуты. Стоимость новой модели достигает 2,5 млн. долларов.

Трудности в эксплуатации водородных ДВС

Главным препятствием для внедрения новой технологии является чрезмерные расходы на получение водородного топлива, а также на приобретение комплектующих материалов.

Возникают проблемы и с хранением H₂. Так, для удерживания газа в требуемом состоянии требуется температура на уровне -253 градусов Цельсия.

Простейший способ получения водорода — электролиз воды. Если производство H₂ требуется в промышленных масштабах, не обойтись без высоких энергетических затрат.

Чтобы повысить рентабельность производства, требуется применение возможностей ядерной энергетики. Чтобы избежать рисков, ученые пытаются найти альтернативы такому варианту.

Перемещение и хранение требует применения дорогих материалов и механизмов высокого качества.

Нельзя забывать и о других сложностях, с которыми приходится сталкиваться в процессе эксплуатации:

Взрывоопасность. При утечке газа в закрытом помещении и наличии небольшой энергии для протекания реакции возможен взрыв. Если воздух чрезмерно нагрет, это только усугубляет ситуацию. Высокая проникаемость H₂ приводит к тому, что газ попадает в выхлопной коллектор. Вот почему применение роторного мотора считается более предпочтительным.
При хранении водорода применяются емкости, имеющей большой объем, а также системы, исключающие улетучивание газа. Кроме того, используются устройства, исключающие механическое повреждение емкостей. Если для грузовых машин, водного или пассажирского транспорта эта особенность не имеет большого значения, легковая машина теряет ценные кубометры.
При больших нагрузках и высокой температуре H₂ провоцирует разрушение элементов ЦПГ (цилиндропоршневой группы) и смазки в двигателе. Использование специальных сплавов и смазочных материалов приводит к повышению стоимости производства водородных двигателей.

Будущее водородных двигателей

Применение H₂ открывает большие перспективы и не только в автомобильной сфере. Водородные двигатели активно применяются на ж/д транспорте, на самолетах и вертолетах. Также они устанавливаются на вспомогательной технике.

Интерес к разработке таких моторов проявляют многие концерны, о которых уже упоминалось выше — Тойота, БМВ, Фольксваген, Дженерал Моторс и другие.

Уже сегодня на дорогах встречаются реальные автомобили, которые работают на водороде. Многие из них рассмотрены выше — БМВ 750i Hydrogen, Хонда FSX, Тойота Mirai и другие.

К работе подключились почти все крупные концерны, которые пытаются найти свою нишу на рынке.

Главным недостатком остается высокая цена H₂, нехватка АЗС, а также дефицит квалифицированных работников, способных обслуживать такую технику. Если имеющиеся проблемы удастся решить, машины с водородными двигателями обязательно появятся на наших дорогах.

Конкурирующие технологии

Внимание к моторам на водороде развеивается по той причине, что у технологии имеются конкуренты.

Вот только некоторые из них:

ГИБРИДНЫЕ ТРАНСПОРТНЫЕ СРЕДСТВА — автомобили, способные работать от нескольких источников энергии. Многие концерны объединяют обычный двигатель внутреннего сгорания и электрический мотор. Еще один вариант гибридной машины — совмещение ДВС, а также силового узла, использующего в качестве топлива сжатый воздух.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ АВТОМОБИЛИ (ЭЛЕКТРОМОБИЛИ) — транспортные средства, которые приводятся в движение с помощью одного или группы электрических моторов, питающихся от АКБ или топливных элементов. В таких машинах ДВС не применяется. Электромобили не стоит путать с авто, имеющими электрическую подачу, а также с электрическим общественным транспортом (троллейбусами и трамваями).
АВТОМОБИЛИ НА ЖИДКОМ АЗОТЕ. Источником энергии, как уже понятно по названию, является жидкий азот (находится в специальных емкостях). Мотор работает следующим образом. Топливо нагревается в специальном механизме, после чего испаряется и преобразуется в газ высокого давления. Далее оно направляется в мотор, где действует на ротор или поршень, передавая таким способом имеющуюся энергию. Машины на жидком азоте были представлены публике, но на современном этапе они не получили широкого применения. Один из таких автомобилей «сыграл» в фильме «Жидкий воздух» в 1902 году. Разработчики уверяют, что такое транспортное средство способно проехать больше 100 км на одном баке.
АВТОМОБИЛЬ НА СЖАТОМ ВОЗДУХЕ. Особенность транспортного средства заключается в применении пневмодвигателя, благодаря которому и перемещается транспортное средство. Специальный привод называется пневматическим. Вместо топливовоздушной смеси источником энергии является сжатый воздух. Как отмечалось выше, такая технология входит в состав гибридных машин.

Можно ли сделать своими руками?

Технология работы двигателя на газ известна давно, и многие концерны достигли успехов в вопросе внедрения водородных двигателей. Над совершенствованием классического ДВС задумались и народные умельцы.

Суть заключается в подаче в камеру сгорания специального газа. Такое устройство носит название системы Брауна. При этом бензин также подается в двигатель, но смешивается с газом, что обеспечивает лучшее горение.

В результате появляется водяной пар, очищающий клапана и поршни двигателя от нагара, улучшающий характеристики мотора и повышающий его ресурс.

Чтобы своими руками разложить воду на газ, требуется катализатор, дистиллят, электроды и электричество.

Конструкция собирается из подручных материалов. Допускается применение одной банки, но лучше использовать шесть.

После вырезаются пластинки и объединяются по принципу крест-накрест. Далее они обматываются проволокой и крепятся на крышке. Важно, чтобы электроды не замыкались между собой.

На последнем этапе банки заполняются электролитом и катализатором. Такая схема может работать на любом автомобиле.

Если же говорить о полноценном водородном двигателе, то в гаражных условиях сделать его конечно же не получится из-за сложности технологии.

Сделай сам — Quincy Compressor

Воздушные компрессоры являются критически важными инструментами в арсенале домовладельцев, ремесленников и промышленных рабочих, экономя их время, предлагая лучшие результаты и снижая эксплуатационные расходы. Пневматические инструменты также могут снизить физическое напряжение и усталость от сложных или повторяющихся задач, обеспечивая при этом более профессиональные результаты.

Задачи, которые помогают выполнять воздушные компрессоры, охватывают весь спектр: от ремонта автомобилей и металлоконструкций до столярных, столярных и ремесленных работ. С такой универсальностью выбор правильного воздушного компрессора для ваших проектов может показаться сложной задачей. Как бы вы ни использовали пневматические инструменты, вам нужно будет определить, какой воздушный компрессор подходит именно вам. Чтобы помочь вам в этом, мы составили руководство по выбору воздушного компрессора, которое поможет вам понять смысл покупки компрессора.

Причины использования воздушного компрессора

Воздушный компрессор может быть одним из наиболее часто используемых элементов оборудования во многих средах. Вот некоторые из причин почему.

1.

Всесторонние преимущества

Из всех различных форм энергии в мире сжатый воздух является одним из самых гибких и мощных вариантов. По сравнению со временем и трудозатратами, связанными с традиционными инструментами для строительных, ремесленных и автомобильных работ, инструменты, работающие на сжатом воздухе, проще простого во многих отношениях. Использование воздушного компрессора дает вам инструменты, которые:

Срок службы больше, чем у обычных инструментов.
Предлагается диапазон различных скоростей.
Предложение управления крутящим моментом.
Работать при более низких температурах и не выделять тепло при интенсивном использовании.
Не поражайте электрическим током и не создавайте опасность пожара, как многие электрические инструменты.
Не выделяют токсинов и экологически безопасны.
Генерируют превосходную мощность пропорционально их весу, предлагая более простую работу, чем обычные инструменты.
Обладают низким физическим воздействием.

2. Лучше подходит для задач по забиванию гвоздей

Если ваша работа связана с ремеслами, строительством или плотницкими работами, пистолет для гвоздей может стать самым важным инструментом в вашем наборе инструментов. Воздушный компрессор необходим для запуска гвоздезабивного пистолета, не тратя кучу денег. Все сводится к затратам на питание пистолета для гвоздей. Те, которые работают от батарей, стоят от 200 до 500 долларов, а гвоздезабиватели, работающие от сжатия воздуха, доступны всего за 50 долларов. Кроме того, пневматические пистолеты для забивания гвоздей обеспечивают большую гибкость и меньший вес, что упрощает их переноску. Кроме того, давление воздуха обеспечивает более длительный срок службы, чем перезаряжаемые батареи.

3. Ускоряет покраску

Когда дело доходит до покраски шкафов и мебели, пневматический пистолет-распылитель может помочь вам выполнить работу в кратчайшие сроки. Вы также можете получить более тонкую и ровную поверхность на поверхности, если вы выберете пистолет-распылитель, а не более традиционные инструменты для рисования. Независимо от того, делаете ли вы это для продажи своих проектов или просто в качестве личного хобби, пневматический маляр может заставить каждый предмет мебели выглядеть совершенно новым.

4. Полезен при ремонте автомобилей своими руками

Возможно, вы сможете избежать потенциально высоких затрат на ремонт автомобиля, если будете обслуживать его самостоятельно. Многие мелкие ремонтные работы, такие как тюнинг и замена фильтров, легко освоить и выполнить самостоятельно. Некоторые из самых сложных частей этих задач требуют извлечения болтов из ржавых пятен и перемещения плотно прилегающих компонентов. Там, где обычные наборы головок не помогут, пневматический инструмент с храповым механизмом может быстро справиться с задачей.

5. Более эффективные и гибкие

Пневматические инструменты обеспечивают экономию времени и денег, которую просто невозможно превзойти стандартными инструментами. Воздушные компрессоры поддерживают невероятное количество инструментов и могут помочь в решении множества задач. Например, если вы режете дерево, вы можете использовать пневматические инструменты для продувки, чтобы быстро убрать опилки. Если вы добавляете в дом шкафы или полки, пневматический гвоздезабивной инструмент поможет вам установить их в кратчайшие сроки. Хотите передать трехколесный велосипед старшего ребенка младшему? Инструмент для распыления позволяет легко изменить цвет на тот, который они предпочитают.

В конечном счете, пневматические инструменты превосходят по сроку службы и производительности свои аналоги, работающие от аккумулятора и шнура. Меньше движущихся частей, и все они приводятся в действие одним двигателем.

Определите окружающую среду

Одним из наиболее важных факторов, которые будут играть роль при выборе правильного воздушного компрессора, является окружающая среда. Какой бы тип работы вы ни выполняли, ваше местоположение и объем работы будут влиять на то, какой воздушный компрессор вам подходит. Будете ли вы часто перемещать компрессор? Вы работаете в большом гараже, на улице, на подъездной дорожке, во дворе или в цехе? Для этих ситуаций доступны различные типы компрессоров.

Если вам нужно переместить компрессор, существует множество вариантов портативных воздушных компрессоров. Эти машины передвижны и могут помочь вам во всем: от накачки оборудования для игры в баскетбол или приведения в действие пневматических инструментов на строительной площадке. Стационарные воздушные компрессоры намного мощнее. Они больше и тяжелее и предлагают гораздо большие возможности. Как правило, стационарный компрессор ввинчивается в землю.

При покупке воздушного компрессора есть два варианта мощности.

Воздушные компрессоры, работающие на газу: газовые двигатели позволяют приводить в действие воздушный компрессор практически в любых условиях, например, на объекте строительства здания, где источники электроэнергии труднодоступны. Бензиновый двигатель увеличит вес предметов, которые вам придется возить с собой, но некоторые модели, устанавливаемые на тачки и грузовики, могут помочь минимизировать стресс при транспортировке. Как правило, вы должны использовать газовые компрессоры только на открытом воздухе, где могут улетучиваться любые пары от работы.
Воздушные компрессоры с электроприводом: если у вас есть постоянный доступ к электрической розетке, эти воздушные компрессоры лучше всего подходят для использования внутри помещений. Они могут работать от стандартного напряжения в вашем доме или от более мощных промышленных розеток, в зависимости от ваших потребностей.

Даже для портативных компрессоров важным фактором является размещение. Некоторые дизайны и стили могут поддерживать разные варианты размещения. Как правило, это не влияет на производительность компрессора. Они больше зависят от области применения, размера компрессора, занимаемой площади и портативности.

Ниже перечислены некоторые из наиболее популярных конструкций переносных воздушных компрессоров.

Блинчатые компрессоры: Эти компрессоры названы в честь их круглых, плоских оснований, которые вмещают резервуар объемом от 4 до 6 галлонов. Это одна из самых компактных конструкций.
Компрессоры Pontoon: Компрессор Pontoon имеет длинный бак объемом от 2 до 3 галлонов, который хранится горизонтально.
Компрессоры с двумя блоками: Компрессор с двумя блоками состоит из двух цилиндров, горизонтально расположенных друг над другом.
Компрессоры для тачек: Компрессор для тачек сконструирован так, чтобы его можно было передвигать на колесах, и имеет два бака с ручками.

Стационарные компрессоры могут быть немного более универсальными, в зависимости от ваших индивидуальных потребностей.

Свяжитесь с Quincy, если вам нужен компрессор

Обратитесь к местному дилеру

Другим важным соображением является количество необходимой энергии. Ваши проекты и инструменты будут предъявлять особые требования к любому компрессору, и некоторые из них смогут удовлетворить эти требования лучше, чем другие. Задайте себе следующие вопросы, когда вы продвигаетесь в процессе покупки.

1. Какое давление потребуется для ваших проектов?

Требования к вашему инструменту и вашему проекту определяют производительность, с которой должен работать ваш компрессор. Просмотрите свой арсенал инструментов и определите, какие из них требуют наибольшего объема воздуха. Это число даст вам приблизительное представление о том, что искать. Ваш компрессор должен обеспечивать величину давления, обычно измеряемую в фунтах на квадратный дюйм (PSI), которая превышает это требование. Требования к вашим самым мощным инструментам также помогут вам определить, нужен ли вам одноступенчатый или двухступенчатый воздушный компрессор. Ознакомьтесь с нашим руководством по расчету потребности в воздухе, если вам нужна помощь в этой области.

Одноступенчатый компрессор работает, сжимая воздух непосредственно в баке, а двухступенчатый компрессор прокачивает воздух дважды, прежде чем достигается конечное давление нагнетания. Если вы работаете со многими инструментами непрерывного использования, такими как шлифовальные машины, или выполняете тяжелые работы, двухступенчатый компрессор может дать лучшие результаты. Многие одноступенчатые компрессорные насосы способны развивать давление до 155 фунтов на квадратный дюйм, что выше их типичного значения для кубических футов в минуту (CFM), которое обычно составляет менее 100 фунтов на квадратный дюйм. Насосы двухступенчатого воздушного компрессора имеют подачу не менее 175 фунтов на квадратный дюйм с рейтингом CFM более 100 фунтов на квадратный дюйм.

Для контекста PSI измеряет воздух, хранящийся в резервуаре. CFM относится к количеству воздуха, которое компрессор может подавать при различных уровнях PSI. Если вы уменьшите выход PSI, вы увеличите CFM. Чем больше воздуха может подать компрессор, тем более мощные инструменты он может использовать.

2. Каким будет требуемый расход воздуха?

В то время как CFM измеряет расход воздуха внутри компрессора, количество используемого воздуха более точно измеряется с помощью фактических кубических футов в минуту (ACFM). Прежде чем принять решение о выборе конкретного компрессора, убедитесь, что его CFM является точным отражением его ACFM.

3. Какая мощность требуется вашим инструментам?

Мощность вашего компрессора в конечном счете определяет, сколько он может генерировать. Он работает в соответствии с рейтингом CFM. Остерегайтесь машин с высокой мощностью, но низким уровнем воздушного потока. Они, как правило, недолговечны при регулярном использовании и не являются лучшим вариантом для профессионального использования.

4. Каков ваш идеальный размер воздушного резервуара?

Как только вы определите свои потребности в воздухе, вы сможете определить, какой объем воздушного баллона вам нужен. Он должен содержать достаточно воздуха, чтобы поддерживать вашу работу, не мешая при этом. Имейте в виду, что вертикальные танки не превышают 10 л.с.

5. Каков максимальный допустимый расход электроэнергии на вашей операционной базе?

Использование компрессора, мощность которого превышает допустимую мощность, — прямой путь к катастрофе. Вам нужно будет проверить, какое напряжение у вас есть. Во многих домохозяйствах напряжение составляет около 110 вольт, что может обеспечить работу машины мощностью не более 3 л. с. Знайте свое напряжение по отношению к мощности компрессора, прежде чем совершать покупку. Вы можете проконсультироваться с электриком, чтобы убедиться, что вы выбрали правильный размер.

Наши отзывы

Для домашнего использования

Даже если вы не выполняете работу промышленного уровня, воздушный компрессор — это отличный инструмент для дома, который может сэкономить вам множество вызовов по ремонту людей или других рабочих. Вы можете использовать его, чтобы заполнить шины, отшлифовать древесину и выполнить другие случайные работы по мере их появления. Воздушный компрессор может помочь в улучшении дома и воплотить в жизнь все те проекты, которые вы задумали.

В этом случае хорошим выбором будет одноступенчатый воздушный компрессор, так как вам, скорее всего, не понадобятся сверхмощные инструменты. Портативный вариант также может помочь вам, так как вы можете перемещать его по дому в нужное вам место. Вы, вероятно, можете обойтись меньшим компрессором, если будете использовать его только изредка.

Некоторые из задач, для которых вы, возможно, захотите использовать воздушный компрессор дома, включают:

Окраска распылением
Шлифование
Ремонт автомобилей
Накачка шин, воздушных шаров и спортивных мячей
Уборка мусора, такого как опилки и скошенная трава

Для промышленного использования

Когда в вашей работе требуются мощные, надежные инструменты, способные привести в действие даже самое требовательное оборудование, воздушный компрессор может легко стать необходимостью. Знание того, как выбрать воздушный компрессор для промышленного использования, поможет вам выбрать тот, который наилучшим образом соответствует вашим уникальным эксплуатационным потребностям.

В промышленных условиях у вас могут быть особые требования, поэтому обязательно учитывайте их перед покупкой компрессора. Например, если вы работаете с такими продуктами, как продукты питания или фармацевтические препараты, вам может потребоваться исключительно чистый воздух или воздух, не контактирующий с маслом. В первом случае вам понадобится компрессор, в который можно установить воздушные фильтры, удаляющие твердые частицы и аэрозольные загрязнители, и осушители воздуха, помогающие удалять влагу. Установка также может быть более сложной, поскольку вы можете захотеть подключить его к разным областям вашего объекта. Однако, как только вы настроите его и запустите, воздушный компрессор может питать широкий спектр инструментов в промышленной среде.

Для мастеров

Если вы создаете такие предметы, как поделки, мебель и металлоконструкции, набор профессиональных пневматических инструментов просто необходим. Это может помочь вам ускорить работу и выполнить новые задачи. Вы можете создать этот арсенал инструментов в доме или гараже, заплатив лишь часть стоимости, размера и веса оборудования, установленного на заводе. С этим мощным арсеналом вы можете шлифовать, забивать гвозди, распылять, молотить и пескоструйно обрабатывать, как профессионал.

Компания Quincy Compressor предлагает одни из самых эффективных и компактных воздушных компрессоров на рынке для работы и домашнего использования. Наши одноступенчатые модели – отличный выбор, который поможет вам с легкостью выполнять широкий спектр задач. Эти параметры включают в себя:

Q12120PQ: Переносной горизонтальный бак на 20 галлонов с колесами, 115 В, 2 л.с., 7,1 куб.
Q12126VPQ: Переносной вертикальный бак на 26 галлонов с колесами, 115 В, 2 л.с., 7,1 куб.
Q13160VQ: Стационарный бак на 60 галлонов, 230 В, 3,5 л.с., 12,4 куб.

В качестве двухступенчатого компрессора обратите внимание на двухступенчатые модели QT 5-15 HP Standard Duty.

Производство, нефть и газ являются одними из основных потребителей сжатого воздуха. Однако их используют многие другие предприятия, от сельского хозяйства и энергетики до фармацевтики и химчистки. Воздушные компрессоры чрезвычайно универсальны. Вот лишь некоторые из задач, для которых они могут использоваться:

Управление пневматическим погрузочно-разгрузочным оборудованием
Инструменты для резки и сварки
Пескоструйная обработка и отделка металла
Извлечение деталей из производственных форм
Опрыскивание культур
Эффективное выполнение основных задач, таких как заворачивание винтов и гаек
Розлив, упаковка и паллетирование продуктов
Продукты для охлаждения и заморозки

Функции воздушного компрессора и приспособления для проектирования

С таким количеством различных опций само собой разумеется, что у вас есть множество функций и приспособлений, которые нужно учитывать. Поиск лучшего воздушного компрессора для ваших пневматических инструментов и вашего проекта зависит от того, какие из них вы будете использовать. Вот некоторые из распространенных инструментов, которые вы найдете для использования с воздушным компрессором, и требования, которые к ним прилагаются.

Угловые дисковые шлифовальные машины: Этот инструмент популярен среди строителей и слесарей и помогает удалить посторонний материал со строительной детали. Рабочие могут использовать их с лезвиями, щеточными кругами, полировальными подушками или шлифовальными дисками в дополнение к шлифовальным дискам. Для пневматических угловых шлифовальных машин обычно требуется 6 кубических футов в минуту.
Шлифовальный станок: Шлифовальный станок — это вращающийся инструмент, используемый для обработки дерева, пластика и металла для шлифовки, полировки и шлифования шероховатых кромок и поверхностей. Он популярен среди скульпторов, сварщиков и столяров и служит удобным инструментом для гравировки и контурирования. Для прямошлифовальных машин с пневматическим приводом обычно требуется 8 кубических футов в минуту.
Эксцентриковая шлифовальная машина: В этом типе механической шлифовальной машины используется лезвие, вращающееся по произвольной орбите, что означает, что оно вращается в нескольких направлениях. Многие мастера и производители мебели предпочитают ее орбитальным шлифовальным машинам, потому что она обеспечивает более гладкую поверхность и отсутствие разводов. Этот результат связан с непостоянным движением инструмента, который никогда не повторяет один и тот же путь на поверхности. Для эксцентриковой шлифовальной машины обычно требуется 6 кубических футов в минуту.
Шприц для смазки: Многие мастерские используют шприцы для смазки для точного нанесения смазки на детали машин. Пневматические шприцы для смазки используют сжатый воздух, чтобы нагнетать густую смазку через отверстие на соединения машин и другие детали, требующие смазки. Как правило, шприцы для смазки требуют 4 CFM.
Ударный гайковерт: Ударный гайковерт — это пневматический инструмент, который многие механики используют при ремонте автомобилей, где он затмил свой электрический аналог. Он также используется в строительстве зданий, обслуживании машин, сборке продуктов и различных других тяжелых условиях эксплуатации. Лучший воздушный компрессор для ударного гайковерта — это тот, который может достигать не менее 5 кубических футов в минуту для гайковерта на 1/2 дюйма и 7 кубических футов в минуту для гайковерта на 3/4 дюйма.
Пневматический молот: Пневматический молот — это пневматический инструмент, который мастера используют для разрушения предметов и придания им формы. Пневматический молот может использоваться с различными инструментами, такими как сепараторы швов, резаки для выхлопных труб, амортизаторы, разделители резиновых втулок и стяжки. Он может растягивать, сжимать и сглаживать широкий спектр металлов, что делает его идеальным для всего, от тонкого алюминия до стали 10-го калибра. При выборе воздушного компрессора для пневматического молота ищите компрессор мощностью не менее 4 кубических футов в минуту.
Пескоструйный аппарат: Строители и механики часто используют пескоструйные аппараты для удаления коррозионных отложений, таких как ржавчина, жир и старая краска , с других материалов. Для пескоструйного аппарата объемом 3 галлона обычно требуется 4 кубических фута в минуту.

Вот несколько других инструментов и их требования к CFM.

Пневматическая дрель: 4 CFM
Удар бабочки: 3 CFM
Отрезной инструмент: 4 CFM
Высокоскоростная шлифовальная машина, 5 дюймов: 4 CFM
Трещотка, четверть дюйма: 3 CFM

Партнер Quincy Today

Свяжитесь с нами

Какие функции были бы необходимы для вашей работы?

Мы уже упоминали об использовании фильтров и осушителей воздуха, но компрессор может иметь и другие функции, важные для вашей работы. Общая конструкция компрессора может поддерживать интенсивные операции или требующие легких инструментов. Некоторые популярные функции включают в себя:

Тепловая защита: В случае перегрузки тепловая защита отключает двигатель, предотвращая повреждение машины.
Регулировка выхлопа: В закрытом рабочем помещении выхлоп может быть проблематичным. Благодаря функциям регулировки выхлопа вы можете направить выхлоп в другом направлении.
Несколько соединителей: Если вы используете различные инструменты с вашим компрессором, соединители позволяют вам держать их подключенными одновременно и переключаться между ними по мере необходимости.

Если вы работаете на открытом воздухе, ищите такие вещи, как чугунный корпус, который может сделать компрессор более долговечным в суровых погодных условиях, таких как дождь и снег, и клапаны из нержавеющей стали, которые помогают предотвратить коррозию. Подумайте, какую работу вы выполняете и какие функции будут полезны.

Сотрудничайте с Quincy Compressor, чтобы повысить свою эффективность

Надеемся, что это руководство покупателя воздушного компрессора помогло вам определить, какой воздушный компрессор вам нужен для вашего проекта. Вам понадобится тот, который соответствует вашему местоположению, инструментам, наличию электроэнергии и любым другим потребностям.

Вот уже более века строители, механики и мастера по всему миру обращаются к Quincy за широким ассортиментом воздушных компрессоров, инструментов и аксессуаров. В нашем обширном ассортименте есть машины, подходящие для больших и малых операций, в том числе поршневой воздушный компрессор QR-25 и более мощные модели винтовых воздушных компрессоров, такие как модели серии QGS.

Наши клиенты получают беспрецедентные предложения на одни из самых надежных и высококачественных воздушных компрессоров на рынке. Они также получают круглосуточную поддержку клиентов и долгосрочные гарантии. Готовы инвестировать в продукт, который может сократить часы работы до минут с небольшой затратой усилий? Просмотрите наши компрессоры или свяжитесь с представителем сегодня. Вы даже можете ознакомиться с нашими белыми страницами для получения дополнительной информации о наших компрессорах.

Спуск воздушной машины — IEEE Spectrum

Ожидания

Перед тем, как показать робота, Маск попытался установить разумные ожидания от прототипа. Тесла

Все эти цитаты принадлежат Маску.

«Я хочу высказать некоторые ожидания в отношении нашего робота Optimus… В прошлом году был просто человек в костюме робота, но мы прошли долгий путь, и по сравнению с этим он будет очень впечатляющим. ”

Маску уже слишком поздно пытаться возлагать разумные надежды на этого робота (или на программу робототехники Теслы в целом). Большинство робототехников знают лучше, чем использовать людей при формировании ожиданий от роботов-гуманоидов, потому что разочарование неизбежно. И попытка спасти его буквально в последнюю минуту, заявив, что «по сравнению с тем, чтобы вообще не иметь робота, наш робот будет очень впечатляющим», правда, ничего не исправит.

«Я думаю, что то, что мы делаем здесь, в Tesla, может внести существенный вклад в AGI».

Да, я не буду этого касаться.

Прямо перед тем, как робота вывели на сцену, один из инженеров дал понять, что это будет первый раз, когда робот будет ходить без привязи и без поддержки. Если это правда, то это безумие, потому что, черт возьми, вы должны ждать до этого момента , чтобы попробовать это? Я не особо впечатлен, просто запутался.

Для некоторого контекста того, что вы собираетесь увидеть, краткий отсыл к году назад в августе прошлого года, когда я предсказал, что будет в магазине на 2022 год:

Вполне возможно, даже вероятно, что Tesla построит своего рода Tesla Bot где-то в следующем году, как говорит Маск. Я думаю, что это будет не так уж похоже на концепт-изображения в этой презентации. Я думаю, что он сможет встать и, возможно, ходить. Может быть, выдержать один или два толчка и распознать и схватить объект. И я думаю, что после этого прогресс будет медленным. Но самое сложное не в том, чтобы построить робота, а в том, чтобы заставить его делать полезные вещи , и я думаю, что Маск здесь не в своей тарелке.

Демонстрация платформы для разработки ботов Tesla

Мне вспомнился DARPA Robotics Challenge 2015, потому что многие гуманоидные платформы выглядели так же, как выглядит бот Tesla. Я предполагаю, что с почти голым электромеханическим гуманоидом с точки зрения форм-фактора можно сделать не так много, но на первый взгляд в конструкции Теслы нет ничего особенно инновационного или футуристического. Во всяком случае, движение робота не совсем соответствует стандартам DRC, поскольку похоже, что у него будут проблемы с любым случайным контактом или даже с неровным полом (и Маск предположил, что это так).

На сцене робот делал очень мало. Он прошел успешно, но не очень динамично. «Движения», которые он совершал, вполне могли быть полностью запрограммированы, поэтому мы не знаем, в какой степени робот может балансировать самостоятельно. Я рад, что он не упал лицом вниз, но если бы он упал, я бы не удивился и не осудил его слишком строго.

Tesla показала видеоролики о том, как робот поливает растения, несет коробку и поднимает металлический стержень на заводе. Тесла

После очень короткой живой демонстрации Маск показал несколько видеоклипов, на которых прототип робота занимается другими делами (начиная с 19:30 в прямом эфире). Эти клипы включали в себя ходьбу робота, несущую коробку неопределенного веса и кладущую ее на стол, и сжимающую лейку. Лейка произвела некоторое впечатление, потому что ухватиться за эту узкую ручку выглядит сложно.

«Робот на самом деле может гораздо больше, чем мы только что показали. Мы просто не хотели, чтобы он упал лицом вниз».
— Илон Маск

Однако, несмотря на добавленные кадры с датчиков робота, мы понятия не имеем, как это было сделано на самом деле; был ли он автономным или нет; или сколько попыток потребовалось, чтобы получить право. Также есть клип, в котором робот выбирает объект и пытается поместить его в корзину, но видео обрывается прямо перед тем, как размещение будет успешным. Это заставляет меня думать, что мы видим тщательно подобранные оптимальные сценарии производительности.

Это был наш грубый робот для разработки, использующий полустандартные приводы, но мы уже сделали шаг дальше. На самом деле у нас есть бот Optimus с приводами, полностью разработанными Tesla, аккумулятором, системой управления и всем остальным — он был еще не совсем готов к работе, но мы хотели показать вам что-то, что довольно близко к тому, что будет запущено в производство.

Демонстрация последнего поколения Tesla Bot

Это немного больше похоже на концепт, который Tesla продемонстрировала в прошлом году, хотя очевидно, что он менее функционален, чем другой прототип, который мы видели. Спроецировать возможности первого робота на второго робота заманчиво, но делать это было бы преждевременно.

Здесь вы видите Optimus со степенями свободы, которые мы ожидаем иметь в производственном блоке Optimus, а именно способность двигать всеми пальцами независимо и противопоставленными большими пальцами, так что он может работать с инструментами и делать полезные вещи. .

Как и в прошлом году, Маск намекает, что робот сможет работать с инструментами и делать полезные вещи, потому что у него есть необходимые степени свободы. Но, конечно же, аппаратное обеспечение — это только первый шаг к работе с инструментами и полезным вещам, а программное обеспечение, я бы сказал, намного сложнее и требует гораздо больше времени, и Tesla, похоже, едва начала работать над этой стороной вещей.

Наша цель — как можно быстрее создать полезного гуманоидного робота. Мы разработали его, используя ту же дисциплину, что и при проектировании автомобиля, то есть спроектировать его для производства, чтобы можно было производить робота в больших объемах с низкой стоимостью и высокой надежностью. Это невероятно важно… Оптимус разработан как чрезвычайно способный робот, но производится в очень больших объемах, в конечном счете, в миллионах единиц. И ожидается, что он будет стоить намного меньше, чем автомобиль — по моему мнению, намного меньше 20 000 долларов.

В целом я согласен с Маском в том, что исторически человекоподобные роботы не разрабатывались с точки зрения технологичности. Однако это меняется, и я думаю, что другие компании, вероятно, сейчас имеют преимущество перед Tesla в плане технологичности. Но вполне возможно, что Tesla сможет быстро наверстать упущенное, если они смогут каким-то образом использовать весь этот опыт автомобилестроения в создании роботов. Не факт, что это сработает таким образом, но это хорошая идея, потенциально большое преимущество.

Что касается объема производства и стоимости, я понятия не имею, что значит «ожидаемый». Эта строчка вызвала аплодисменты, но, насколько я понимаю, эти цифры на данный момент в основном бессмысленны.

Вы все видели очень впечатляющие демонстрации роботов-гуманоидов, и это здорово, но чего им не хватает? У них отсутствует мозг — у них нет разума, чтобы ориентироваться в мире самостоятельно.

Я не совсем уверен, на кого Маск бросает тень, но есть только пара компаний, которые, вероятно, могут претендовать на «очень впечатляющие демонстрации роботов-гуманоидов». И у этих компаний действительно есть роботы, которые в целом обладают таким интеллектом, который позволяет им ориентироваться по крайней мере в некоторой части мира самостоятельно, намного лучше, чем мы видели у Optimus на данный момент. Если Маск говорит, что эти роботы недостаточно автономны или осведомлены о мире, тогда ладно, но до сих пор Tesla не добилась большего, а для того, чтобы сделать лучше, потребуется много работы.

Команда проделала невероятную работу семь дней в неделю, чтобы попасть на сегодняшнюю демонстрацию. Я очень горжусь, и они действительно проделали отличную работу.

В то время как настоящие достижения здесь были безжалостно омрачены шумихой вокруг них, это действительно поразительный объем работы, который нужно проделать за такое короткое время, и команда роботов Tesla должна гордиться тем, чего они достигли. И хотя неизбежно будут сравнения с другими компаниями, разрабатывающими роботов-гуманоидов, здесь важно помнить контекст: Tesla добилась этого примерно за восемь месяцев. Это безумие.

Предстоит еще много работы по доработке и улучшению Оптимуса, и именно поэтому мы проводим это мероприятие — чтобы убедить некоторых из самых талантливых людей в мире присоединиться к Тесле и помочь воплотить ее в жизнь. , помогите реализовать его в масштабе, чтобы он мог помочь миллионам людей.

Я вижу привлекательность Tesla для тех, кто хочет начать карьеру в области робототехники, поскольку вы сможете работать на быстро развивающейся аппаратной платформе, опираясь на, как я могу только предположить, практически неограниченные ресурсы.

…Это означает будущее изобилия, будущее, в котором нет бедности, где вы можете иметь все, что хотите, в плане продуктов и услуг. Это действительно фундаментальная трансформация цивилизации, какой мы ее знаем.

Может быть, сначала заставить вашего робота надежно и недорого выполнять Единственную Полезную Вещь?

Три версии конструкции Optimus: концепция, платформа разработки и последнее поколение. Tesla

После этого Маск делает перерыв, и мы получаем актуальную конкретную информацию от ряда членов команды робототехники Tesla о последнем поколении Optimus.

Аппаратное обеспечение Optimus

28 степеней свободы
11 дополнительных степеней свободы в каждой руке
Аккумуляторная батарея 2,3 кВтч 52 В, идеально подходит для работы на целый день

Вернемся к рукам , но эта батарея действительно выделяется тем, что может питать робота в течение всего дня. Опять же, мы должны отметить, что до тех пор, пока Тесла не продемонстрирует это, это не так уж важно, но Тесла знает чертовски много об энергосистемах и батареях, и я предполагаю, что они смогут это сделать.

Tesla использует симуляции для проектирования конструкции робота, чтобы он мог получить минимальные повреждения после падения. Тесла

Я ценю, что Tesla очень рано думает о том, как сконструировать своего робота, чтобы он мог безопасно падать и снова подниматься с поверхностными повреждениями. Хотя, похоже, они не используют какие-либо защитные движения для смягчения последствий падения, что является активной областью исследований в других местах. И о чем в данном контексте не упоминается, так это о безопасности окружающих. Я рад, что робот не сильно пострадает при падении, но может ли Тесла сказать то же самое о тех, кто может стоять рядом с ним?

..»> Optimus будет использовать шесть разных приводов: три поворотных и три линейных. Tesla

Индивидуальные приводы Tesla кажутся очень разумными. Ничего особенного, в частности, но Тесла должна делать свои собственные актуаторы, если ей нужно их много, что предположительно и будет. Я ожидаю, что они будут совершенно приличными, учитывая уровень механических знаний Теслы, но, насколько я могу судить, здесь нет ничего сумасшедшего маленького, дешевого, эффективного, мощного или чего-то в этом роде. И по этим слайдам и из презентации очень сложно сказать, насколько хорошо будут работать актуаторы, особенно для динамических движений. Программному обеспечению робота нужно многое наверстать в первую очередь.

Optimus будет иметь ручную конструкцию, вдохновленную биографией, с тросовыми приводами. Тесла

Каждая рука имеет шесть приводов с тросовым приводом для пальцев и большого пальца (с пружинами для обеспечения усилия открытия), которые Тесла выбрал для простоты и минимизации количества деталей. Это, возможно, немного удивительно, поскольку кабельные приводы обычно не так долговечны и могут быть более требовательны к калибровке. Тесла говорит, что рука с пятью пальцами необходима, потому что Оптимус будет работать с человеческими инструментами в человеческой среде. И это, безусловно, одна точка зрения, хотя это большой компромисс в сложности. Рука предназначена для ношения 9мешок кг.

Программное обеспечение Optimus

Tesla использует программные компоненты, разработанные для своих автомобилей, и переносит их в среду роботов. Тесла

Программное обеспечение! Следующая цитата принадлежит Милану Ковачу, члену команды автономии.

Все те классные вещи, которые мы показывали ранее в видеороликах, стали возможными всего за несколько месяцев благодаря потрясающей работе, которую мы проделали над автопилотом за последние несколько лет. Большинство этих компонентов довольно легко портируются в среду бота. Если подумать, мы просто переходим от робота на колесах к роботу на ногах. Некоторые компоненты аналогичны, а некоторые требуют более тяжелой работы.

Я по-прежнему в корне не согласен с подразумеваемым утверждением, что «роботы-гуманоиды — это просто машины с ногами», но впечатляет, что они вообще смогли многое перенести — в прошлом году я очень скептически относился к этому, но сейчас я настроен более оптимистично. , и возможность обобщать между платформами (на каком-то уровне) может иметь огромное значение как для Tesla, так и для автономных систем в целом. Хотелось бы больше подробностей о том, что было легко, а что нет.

Tesla показала, как датчики, используемые в ее автомобилях, могут помочь роботу Optimus ориентироваться. Тесла

То, что мы видим выше, является одной из причин моего скептицизма. Эта сетка присутствия (где датчики робота обнаруживают потенциальные препятствия) внизу очень похожа на автомобиль, поскольку приоритет состоит в том, чтобы абсолютно убедиться, что робот остается очень далеко от всего, с чем он может столкнуться.

Само по себе это плохо переносится на робота-гуманоида, которому необходимо напрямую взаимодействовать с объектами для выполнения полезных задач. Я уверен, что есть много способов адаптировать систему обхода препятствий автомобиля Tesla, но вот вопрос: насколько сложна такая передача, и лучше ли это, чем использование решения, разработанного специально для мобильных манипуляторов?

Tesla рассказала о проблемах динамической ходьбы роботов-гуманоидов и своем подходе к планированию движения. Тесла

Следующая часть презентации была посвящена планированию движения и оценке состояния, которые, насколько я мог понять, были очень простыми. В основах нет ничего плохого, но немного странно, что Тесла потратил на это столько времени. Я думаю, это важный контекст для большинства людей, которые смотрят, но они как бы говорили об этом, как будто они сами открыли, как делать все это, что, я надеюсь, они не сделали, потому что опять же, очень, очень простые вещи, которые другие человекоподобные роботы делают уже очень давно.

Tesla применила традиционный подход к управлению движением, основанный на модели робота и оценке состояния. Тесла

Еще одна цитата от Милана Ковача:

В течение следующих нескольких недель мы собираемся сосредоточиться на реальном варианте использования на одном из наших заводов. Мы действительно собираемся попытаться зафиксировать это и сгладить все элементы, необходимые для развертывания этого продукта в реальном мире. Я почти уверен, что мы сможем сделать это в течение следующих нескольких месяцев или лет, сделать этот продукт реальностью и изменить всю экономику.

Игнорируя последнюю фразу об изменении всей экономики и, возможно, также игнорируя временные рамки, потому что «следующие несколько месяцев или лет» не имеют особого значения, стремление сделать бота Tesla полезным является еще одним существенным преимуществом Tesla. В отличие от большинства компаний, работающих над роботами-гуманоидами, Tesla потенциально является крупнейшим клиентом для себя, по крайней мере, на начальном этапе, и наличие этих внутренних практических задач для обучения робота может действительно помочь ускорить разработку.

«Оптимус разработан, чтобы быть чрезвычайно способным роботом, но производится в очень больших количествах, в конечном счете, в миллионах единиц. И ожидается, что он будет стоить намного меньше, чем автомобиль — я думаю, намного меньше, чем 20 000 долларов».
— Маск

Однако мне трудно представить, что Тесла-бот мог бы на самом деле делать на фабрике, которая была бы исключительно полезной и не могла бы быть лучше негуманоидного робота. Мне очень интересно посмотреть, что придумает Тесла, и смогут ли они сделать это за месяцы (или годы). Я подозреваю, что это будет намного сложнее, чем они предполагают, особенно когда они доберутся до 9.0% от того, где они хотят быть, и начинают пытаться взломать последние 10%, которые необходимы для чего-то надежного.

Это был конец официальной презентации об Оптимусе, но в конце были вопросы и ответы с Маском, где он дал дополнительную информацию о роботах. Он также дал дополнительную неинформативную информацию, которую стоит включить на тот случай, если вам еще недостаточно закатить глаза на один день.

Вопросы и ответы аудитории

Маск ожидает, что Optimus будет стоить меньше, чем автомобиль, «мне кажется, намного меньше, чем 20 000 долларов», — сказал он. Tesla

Наша цель с Optimus — как можно быстрее получить максимально полезного робота. Существует множество способов решения различных проблем робота-гуманоида, и мы, вероятно, не обо всех технических решениях говорим правильно. Мы открыты для развития технических решений, которые вы видите здесь, с течением времени. Но нам нужно было что-то выбрать. Мы пытаемся следовать цели кратчайшего пути к полезному роботу, которого можно производить в больших количествах. И мы собираемся протестировать робота внутри нашей фабрики, чтобы увидеть, насколько он полезен, потому что вам нужно замкнуть петлю на реальность, чтобы подтвердить, что робот действительно полезен.

Это вариация идеи минимально жизнеспособного продукта, хотя она кажется больше с точки зрения создания универсального робота, что несколько расходится с чем-то минимально жизнеспособным. Хорошо, что Маск рассматривает аппаратное обеспечение как нечто постоянно меняющееся и что он сформулировал все в рамках плана массового производства. Это не единственный способ сделать это — вы можете сначала построить полезного робота, а затем выяснить, как сделать его дешевле, но подход Теслы может ускорить их производство. То есть, если они смогут подтвердить, что робот действительно полезен. Я до сих пор не уверен, что это произойдет, по крайней мере, в сроки, которые устроят Маска.

Думаю, нам нужны действительно забавные версии Оптимуса. Оптимус может быть утилитарным и выполнять задания, но он также может быть как другом и приятелем, и тусоваться с вами. Я уверен, что люди придумают отличное применение этому роботу. Как только вы разобрались с основным интеллектом и исполнительными механизмами, вы можете надеть на робота все виды костюмов.

В то время как Маск, кажется, в основном шутит здесь, все «это будет твой друг» на самом деле не очень хорошая перспектива для такого робота, на мой взгляд. Или возможно какой-то робот, если честно.

Мы хотим, чтобы со временем Оптимус стал таким андроидом, которого вы видите в научной фантастике, как в «Звездном пути: Следующее поколение», как Дейта. Но, очевидно, мы могли бы запрограммировать робота, чтобы он был менее похожим на робота и более дружелюбным, и, очевидно, он мог бы научиться подражать людям и чувствовать себя очень естественно.

Менее похожий на робота и более дружелюбный, чем человек, притворяющийся роботом и пытающийся быть человеком? Удачи с этим.

Мы собираемся запустить Optimus с очень простых задач на фабрике, таких как перенос детали из одного места в другое или загрузка детали в обычную роботизированную ячейку. Мы начнем с того, как сделать его вообще полезным, а затем постепенно расширим количество ситуаций, в которых оно будет полезно. Я думаю, что количество ситуаций, когда Оптимус будет полезен, будет расти в геометрической прогрессии.

Я думаю, что более вероятно, что в краткосрочной и среднесрочной перспективе Tesla будет изо всех сил пытаться найти ситуации, в которых Optimus будет уникально полезен эффективным и экономичным способом.

Что касается того, когда люди смогут его заказать, думаю, это не так уж и далеко. Я не знаю, я бы сказал, в течение трех лет, возможно, не более пяти лет.

Ух. Может быть, в качестве исследовательской платформы?

Я думаю, Оптимус будет невероятным через пять лет. За 10 лет умопомрачительно. Мне очень интересно, как это произойдет, и я надеюсь, что вам тоже.

Несмотря на мой скептицизм по поводу временных рамок, пять лет — это долгий срок для любого робота, а десять лет — это, по сути, вечность. Мне также очень интересно увидеть, как это происходит, хотя определения Маска о «невероятном» и «умопомрачительном» могут сильно отличаться от моих. Но мы увидим, не так ли?

Что дальше?

День искусственного интеллекта Tesla служит для компании мероприятием по набору персонала. «Предстоит еще много работы, чтобы доработать и улучшить Optimus, и именно поэтому мы проводим это мероприятие — чтобы убедить некоторых из самых талантливых людей в мире присоединиться к Tesla», — сказал Маск. Tesla

Я думаю, что Илон Маск теперь имеет несколько лучшее представление о том, что он делает с Tesla Bot. Чрезмерная шумиха все еще существует, но теперь, когда они действительно что-то построили, Маск, кажется, гораздо лучше представляет, насколько это сложно на самом деле.

Дальше все будет только сложнее.

Большая часть того, что мы увидели в презентации, относится к оборудованию. И аппаратное обеспечение важно и является необходимым первым шагом, но программное обеспечение, возможно, является гораздо более серьезной проблемой, когда речь идет о том, чтобы сделать робототехнику полезной в реальном мире. Понимание и взаимодействие с окружающей средой, рассуждения и принятие решений, способность учиться и обучаться новым задачам — все это необходимые части головоломки полезного робота, который пытается собрать Тесла, но все они также чрезвычайно важны. трудные, передовые проблемы, несмотря на огромный объем работы, проделанной над ними исследовательским сообществом.

И до сих пор у нас (все еще) очень мало указаний на то, что Тесла справится с этой задачей лучше, чем кто-либо другой. Похоже, что в Tesla нет ничего такого особенного или захватывающего, что обеспечило бы уникальную основу для видения Маска таким образом, который, вероятно, позволил бы им опередить другие компании, работающие над аналогичными вещами. Я повторю то, что сказал год назад: самое сложное — это не построить робота, а заставить этого робота делать полезные вещи .

«Я думаю, Оптимус будет невероятным через пять лет. За 10 лет умопомрачительно. Мне очень интересно, как это произойдет, и я надеюсь, что вам тоже».
—Маск

Могу, конечно, ошибаться. Тесла, вероятно, имеет больше ресурсов для решения этой проблемы, чем кто-либо другой. Возможно, автомобильное программное обеспечение будет переводиться намного лучше и быстрее, чем я думаю. На собственных заводах Tesla может быть целая куча простых, но ценных вариантов использования, которые обеспечат важные ступеньки для Optimus. Аккумулятор и производственный опыт Tesla могут оказать огромное влияние на доступность, надежность и успех робота. Их базовый подход к планированию и контролю может стать надежной основой, которая поможет системе быстрее развиваться. И команда, очевидно, очень талантлива и готова работать очень усердно, что может быть разницей между скромным успехом и медленным провалом.

Честно говоря, я бы хотел ошибиться. Мы только начинаем видеть некоторые реальные возможности коммерческих роботов с ногами и человекоподобных роботов. Есть много проблем, которые нужно решить, но также и большой потенциал, и успех Теслы будет огромным повышением доверия к коммерческим гуманоидам в целом. Мы также можем надеяться, что все ресурсы, которые Тесла вкладывает в Оптимуса, прямо или косвенно помогут другим людям, работающим над роботами-гуманоидами, если Тесла захочет поделиться частью того, что они узнали. Но на сегодняшний день все это только надежды, и Тесла должен воплотить это в жизнь.

Каков статус пневматических транспортных средств?

Помню, в те годы, когда Youtube был ошибочным, я видел бесконечные видеоролики о «воздушных» автомобилях и двигателях. Многие из них связаны с вечным двигателем, к которому мой юный мозг одержимо привязался. Правительство скрывало эти устройства. Все это было большим прикрытием. «Мама! У нас закончилась фольга!»

«МАМА!»

Рано или поздно, посмотрев некоторые из этих видео более внимательно, я понял, что на самом деле ситуация была гораздо более приземленной. В том-то и дело, что можно было заставить двигатель работать на сжатый воздух. Ах. Конечно.

Как оказалось, транспортные средства на сжатом воздухе не имеют большого смысла. Плотность энергии сжатого воздуха ничтожно мала (хуже, чем у свинцово-кислотных аккумуляторов). Если вы попытаетесь увеличить эту плотность, значительно увеличив давление, вы получите чуть менее бедный автомобиль, который также является бомбой. Вы когда-нибудь видели, как взрывается шина?

Современные аккумуляторы более безопасны и обладают большей энергоемкостью. Вам не нужен компрессор, чтобы накачивать воздух в машину, и вам не нужен сложный двигатель. Вы пропускаете посредника, становясь полностью электрическим.

Это не значит, что люди не пробовали.

Начиная с велосипедов с пневматическим приводом

Велосипеды с пневматическим приводом — популярный проект среди студентов университетов и мастеров. Они не так трудоемки (и, честно говоря, жизни), как их паровые альтернативы.

В настоящее время вы не можете купить их на коммерческой основе, потому что запас хода на велосипеде с пневматическим приводом относительно низкого давления довольно плохой. Умный ютубер по имени Том Стэнтон сделал один, и он был способен проехать около 3/8 мили.

Теперь вы можете подумать, а что, если он (вместо СКУЧНЫХ 120 фунтов на квадратный дюйм) раскрутит эту штуковину примерно до 3000 фунтов на квадратный дюйм? Очевидно, несколько французов думали так же, как и вы.

AIRpod

Нет, не наушники.

AIRpod — это концепт. Французская компания, производящая их (Motor Development Industries), уже более двух десятилетий обещает серийную версию. Цитируя Самира из Office Space , должно быть приятно иметь такую гарантию занятости.

Tata (индийская автомобильная компания) сотрудничает с MDI для создания автомобиля с воздушным двигателем, как и компания в Соединенных Штатах. Хотя кажется, что все происходит со скоростью улитки, MDI выпустила технический документ, подробно описывающий, как все это работает.

Двигатель, на который подается сжатый воздух, представляет собой двухцилиндровый двигатель объемом 430 см3. MDI говорит, что он обратим, что означает, что он, вероятно, работает так же, как и многие паровые двигатели (каждый такт — это рабочий ход). Утверждается, что у него переменные фазы газораспределения, и все это сделано из алюминия. Максимальная мощность 90,4 лошадиных силы, что даже по меркам 430сс довольно слабо.

Он имеет автоматическую коробку передач, которая, как я полагаю, является разновидностью вариатора, поскольку количество скоростей не указано. Пока все это кажется довольно ручным. Более интересной частью является хранилище сжатого воздуха.

Какое давление!

Воздух забит в два пластиковых резервуара из углеродного волокна. Каждый из них объемом 125 литров хранится под пассажирским салоном и находится под давлением 3600 фунтов на квадратный дюйм. Это примерно 245 атмосфер на штуку. Экстремальное давление приводит к разумному диапазону — предположительно около восьмидесяти миль — но это также из-за ничтожного веса транспортного средства; (предположительно) 617 фунтов.

Автомобиль небольшой – колесная база всего 58 дюймов. Крошечные размеры и вес также не являются единственными факторами, влияющими на его ареал. Максимальная скорость AIRpod составляет всего пятьдесят миль в час.

Эта информация объяснена более подробно в презентационном документе MDI на их веб-сайте, но вся эта инженерия не меняет того факта, что такие автомобили просто обречены на провал из-за их низкой плотности энергии.

Так почему же люди пытаются?

Преимущества

Воздушные транспортные средства — самый экологически чистый вид транспорта. Когда дело доходит до этого, автомобиль с воздушным двигателем имеет абсолютно нулевые выбросы. В дополнение к этому, материалы, используемые для их изготовления, могут быть почти полностью экологически чистыми и пригодными для вторичной переработки. Там также нет грязных батарей или накипи из выхлопной трубы. Фабрика, производящая их, действительно является единственным возможным источником загрязнения.

Еще одним интересным преимуществом пневматических автомобилей является система кондиционирования воздуха. Вы когда-нибудь покупали дешевый газовый пистолет для страйкбола на Amazon, несколько раз стреляли из него в своего брата, а затем вынимали пустую канистру, чтобы почувствовать, насколько он холодный? Вы можете поставить большой теплообменник на воздушные резервуары и получить бесплатный кондиционер. Нет необходимости в опасных хладагентах или сложных компрессорах.

Резервуары с воздухом также не теряют плотность энергии со временем, как батареи. Автомобиль с воздушным двигателем, припаркованный на ночь без подзарядки, не потеряет запас хода. Чего нельзя сказать о большинстве электромобилей.

Наконец, их дешево делать. Здесь нет свечей зажигания, каталитических нейтрализаторов, системы охлаждения, аккумуляторов и т. д. Только воздушные баллоны, шланги и куски алюминия с просверленными в них большими отверстиями.

Впрочем, все это не имеет значения.

Если бы вы ехали на полностью накачанном автомобиле с пневматическим двигателем и вас сбило бы другое транспортное средство, это бы вас убило. Хотя я слышал, что испариться в воздушном автомобиле на самом деле очень мирно, я сам в этом не уверен.

Недостаточная эффективность, присущая транспортным средствам, работающим на сжатом воздухе, также более чем часто решается добавлением… гм… газового двигателя или аккумуляторов. Гибридные версии этих трансмиссий теоретически наиболее перспективны — в первую очередь в автобусах, — но концепты еще не вышли на улицы.

Им также нужны компрессоры для зарядки, которые шумят. Учитывая, что большинство людей заряжают свои автомобили во время сна, это может вызвать проблемы.

Есть и много других недостатков. Если вы хотите прочитать их все, статья Википедии о пневматических автомобилях написана очень хорошо.

Тогда держись за грязные вещи.

Итак, как оказалось, чистое воздушное будущее выглядит не так уж и хорошо. Это очень плохо, потому что редкоземельные металлы, содержащиеся в электромобилях, намного грязнее, чем думает большинство людей. Популярный метод их добычи — выкопать большую яму, извлечь весь ценный металл, а затем вылить весь горный шлак обратно в вырытую яму. Если вы не очень заинтересованы в этом, вы можете просто попросить детей в Африке сделать это.

Альтернативы бензину постепенно становятся чище, но прорыва пока нет. Водород выглядит довольно хорошо, но он все еще очень дорог. Жаль, что сжатый воздух работает не очень хорошо, но я полагаю, нам просто придется подождать.

Нравится:

Нравится Загрузка…

Интересно, можно ли сделать газотурбинный двигатель на «сжатом воздухе»

Вопрос задан
3 года, 10 месяцев назад

Изменено
3 года, 10 месяцев назад

Просмотрено
1к раз

$\begingroup$

Интересно, возможно ли создать эффективный газотурбинный двигатель, который использует для движения только горячий сжатый воздух, но только это, то есть без воспламенения. Проще говоря, можем ли мы использовать компрессоры, такие как турбонаддув или нагнетатели, для создания небольшого газотурбинного двигателя, который сможет перемещать (не поднимать) более 100 кг на высокой скорости, скажем, около 40 км/ч (25 м/ч)? Я немного изучил его и на самом деле знаю, что мне нужно это сделать, но перед этим я подумал спросить людей, которые знают определенно больше, чем я. Кроме того, если вы можете придумать способ сделать это, я бы хотел услышать это, потому что я думал о чем-то, но это может не сработать (я думаю, это весело, проводя тесты, перестраивая и прочее). Хорошо, в дополнение ко всему этому скажем, что питание для этого поступает от батарей и предназначено для работы в течение коротких периодов времени.

реактивный двигатель
двигатель
турбина
компрессор

$\endgroup$

$\begingroup$

Суда используют турбинные двигатели, работающие на перегретой воде, с конца 19 века. Но у вас все равно должен быть источник энергии для нагрева пара. И это не годится для «реактивного» двигателя, поскольку весь смысл в тяге за счет ускорения воздуха через двигатель, где турбина и компрессор просто поддерживают цикл. Это будет работать только для турбовинтового двигателя или турбовала, где работа турбины заключается в создании крутящего момента для выполнения работы.

Теоретически у вас может быть турбовинтовой двигатель с паровой турбиной или другим нагретым газом, но вам все равно нужен источник энергии. Может быть, какой-нибудь странный и чудесный водонагреватель на батарейках или крошечный ядерный реактор? Тогда вам также понадобится огромный запас воды или другой жидкости или газа для нагрева.

Однако возможна закрытая система, в которой рециркулируется вода, используемая для пара. Тогда у вас будет небольшая атомная электростанция или атомная подводная лодка. Хотя теоретически возможно иметь турбовинтовой двигатель с ядерной силовой установкой, способный летать месяцами. Если это работает для подводных лодок и авианосцев, то почему бы и нет, если можно сделать все это достаточно легким.

На самом деле ничего нового в этом нет. В 50-х годах были концепции самолетов с ядерными двигателями, которые не были действительно практичными.

Отличительной чертой газотурбинных двигателей, работающих на керосине, является то, что это по-прежнему самый эффективный способ преобразования потенциальной энергии в кинетическую при легком и безотказном корпусе. через 50 лет? Кто знает.

$\endgroup$

$\begingroup$

Идея противоречит законам термодинамики.

Главная проблема в том, что вы, кажется, преобразуете электричество (от батареи) через тепловую энергию (тепло) в механическую энергию. Этот не может быть эффективным. Количество тепловой энергии, которую вы можете преобразовать обратно в другие формы энергии, ограничено [эффективностью Карно] (https://www.e-education.psu.edu/egee102/node/19420.

Как указывает @jamesqf в комментариях, вы можете пропустить весь температурный шаг и просто использовать пропеллер с электрическим приводом.Не нагревая воздух, вы избегаете неэффективности.

Теперь газотурбинные двигатели, работающие на керосине, тоже ограничены этим же КПД Карно. Я вам только что сказал, что это плохо, но почему тогда самолеты до сих пор жгут керосин? Оказывается, у керосина плотность энергии гораздо выше, чем у батареек. Это означает, что самолет может быть намного легче при взлете, что компенсирует тепловую неэффективность.

$\endgroup$

$\begingroup$

@jamesqf дал правильный ответ в своем комментарии. Позвольте мне уточнить, почему это было бы неэффективно.

Типичный энергетический путь турбовентиляторного двигателя выглядит следующим образом:

химическая энергия (топливо) -> тепловая энергия (сжигание топлива) -> механическая энергия (вращение вала турбины низкого давления = вращение лопастей вентилятора) -> механическая энергия (большой объем воздуха ускоряется из задней части сопла).

Итак, 3 разных шага преобразования. Каждый шаг не на 100% эффективен. Вы теряете приличное количество энергии на каждом шагу. Так что чем больше шагов, тем хуже. Предлагаемая вами ситуация выглядит примерно так:

химическая энергия (батарейки) -> электрическая энергия -> тепловая энергия (нагрев воздуха) -> механическая энергия (вращение вала турбины низкого давления = вращение лопастей вентилятора) -> механическая энергия (большой объем воздуха, выбрасываемого с задней стороны сопло).

В нем больше этапов преобразования, чем в обычном реактивном двигателе. Это будет менее эффективно. Альтернативный путь, предложенный @jamesqf:

химическая энергия (батарейки) -> электрическая энергия -> механическая энергия (вращение пропеллера) -> механическая энергия (большой объем воздуха, ускоряемый мимо пропеллера).

Видите, на один шаг преобразования меньше? вы просто переходите прямо от электрической к механической энергии без термического перехода между ними. Чем меньше шагов преобразования, тем лучше.

$\endgroup$

$\begingroup$

Турбореактивный двигатель без зажигания в принципе возможен, и он был реализован на практике в 1950-х годах на рабочих прототипах ядерных силовых установок.

https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19640019868.pdf

https://en.wikipedia.org/wiki/General_Electric_J87

$\endgroup$

$\begingroup$

Насколько я понимаю, вы хотите иметь компрессор, создающий сжатый воздух, который выходит в виде высокоскоростной струи, создавая тем самым тягу, но вы хотите, чтобы струя состояла только из воздуха, а не из продуктов сгорания.

Описывает воздух, ускоряемый вентилятором в воздушно-реактивном двигателе, который обеспечивает значительную часть общей тяги в таком двигателе.

Или, если хотите, вместо того, чтобы приводить вентилятор в действие с помощью турбины, вы можете привести в действие вентилятор или компрессор с помощью поршневого двигателя. Концепция «моторный реактивный самолет» (см. https://en.wikipedia.org/wiki/Motorjet), использованная в Caproni Campini N.1 — (см. https://en.wikipedia.org/wiki/Caproni_Campini_N.1) может показаться приближенным к этой идее, но в концепции «моторного реактивного двигателя» сжатый воздух смешивается с топливом и воспламеняется после сжатия, чтобы обеспечить большую тягу, чем можно было бы обеспечить, просто позволяя сжатому воздуху выходить из сопла без воспламенения.

Существовала как минимум одна концепция «реактивного» двигателя с поршневым приводом, в котором воздух НЕ воспламенялся после сжатия — см., например, Coanda-1910 (см. https://en.wikipedia. org/wiki/Coand%C4 %83-1910). Этот самолет, по-видимому, никогда не летал, но аналогичный двигатель использовался для привода снежных саней. Кажется, это хорошее совпадение с тем, что вы себе представляете.

$\endgroup$

Патент США на пневматический двигатель Патент (Патент № 6,006,519 выдан 28 декабря 1999 г.)

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Область изобретения

Настоящее изобретение в основном относится к двигателям на сжатом воздухе. В частности, оно относится к такому двигателю, способному поддерживать давление в его топливном баке на заданном уровне для эффективной и непрерывной работы. В частности, один вариант осуществления настоящего изобретения относится к модификации роторного двигателя Ванкеля, при этом адаптация повышает эффективность двигателя для использования сжатого воздуха в качестве движущей силы.

2. Описание предшествующего уровня техники (включая информацию, раскрытую в соответствии с 37 CFR 1. 97 и 1.98)

Несмотря на свои многочисленные преимущества, двигатели внутреннего сгорания для приведения в действие автомобилей и электростанций, работающих на ископаемом топливе, используемые в производстве энергии в промышленно развитых странах, подвергались нападкам в течение многих лет из-за присущих им характеристик, которые производят воздух и другие загрязнители. Это, конечно, связано с природой и требуемыми объемами ископаемого топлива, необходимого для производства необходимой мощности для различных целей, в которых используются двигатели, а не с внутренней конструкцией самого двигателя. Многие исследования были посвящены повышению эффективности сгорания и фильтрации выхлопных газов этих электростанций с целью «сохранения» атмосферы за счет более эффективного и чистого сжигания. В частности, в автомобильной промышленности были предприняты различные шаги для снижения расхода топлива автомобилями. Например, компьютерный контроль работы двигателя внутреннего сгорания и расхода топлива привел к более полному сгоранию топливовоздушной смеси после ее поступления в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания. После сжигания и последующего выхлопа газ фильтруется через каталитический нейтрализатор, который удаляет дополнительные загрязняющие вещества, прежде чем выхлопные газы выбрасываются в атмосферу. Однако относительный успех таких операций был все более медленным и ограниченным.

Одним из подходов к созданию абсолютно чистой электростанции является разработка двигателя с воздушным приводом, который, конечно же, абсолютно не загрязняет окружающую среду, поскольку при этом не образуются и не выбрасываются в атмосферу продукты сгорания. Однако разработка в этой области была несколько ограничена из-за пониженной выходной мощности таких двигателей, а также из-за их несколько неэффективной и сложной работы. Таким образом, воздушный двигатель в некоторых случаях имел лишь ограниченное применение в качестве вспомогательной силовой установки с двигателем внутреннего сгорания в качестве основного источника энергии, или чаще от него полностью отказывались в пользу других систем из-за вспомогательной мощности, необходимой для поддержания достаточное давление воздуха в системе.

Различные попытки успешной разработки коммерческих воздушных двигателей включают:

 __________________________________________
     патент США. Нет.
              Заголовок
     ______________________________________
     3 765 180
              Пневматический двигатель
     3,925 984
              Электростанция сжатого воздуха
     4 102 130
              Преобразование двигателя внутреннего сгорания в одноместный
              Действующий двигатель с приводом от пара или
              Сжатый воздух
     4 104,955
              Пневматический двигатель, использующий воздух
               Распределитель
     4 124 978
              Пневматический двигатель
     4 311 084
              Пневматический двигатель
     4 370 857
              Пневматическая система для автомобиля с пневматическим приводом
     4 478 304
              Пневматический двигатель
     4,590,767
              Двигатель на горячем газе и автомобильная система
     4 596 119
              Пневматическая силовая установка для автомобиля
     4 651 525
              Поршневой поршневой двигатель на сжатом воздухе
     5 154 051
              Ожижитель воздуха и сепаратор компонентов воздуха для
              жидкость
     5,491977
              Двигатель, использующий сжатый воздух
     5 638 681
              Поршневой двигатель внутреннего сгорания
     5 680 764
              Двигатели чистого воздуха Транспорт и прочее
              Силовые приложения
     ______________________________________

Устройства, описанные в вышеупомянутых патентах, далеки от коммерческой практичности. Если они свободны от загрязнения, они слишком сложны, а если они просты, они не свободны от загрязнения.

Таким образом, целью настоящего изобретения является создание относительно простого, эффективного экологически чистого двигателя с воздушным приводом, который производит мощность, достаточную для достижения скоростей движения, сравнимых или превышающих скорость обычных двигателей, работающих на ископаемом топливе.

Другой целью настоящего изобретения является создание такого двигателя с пневматическим приводом, в котором используется вспомогательный воздушный компрессор, имеющий вспомогательный компрессор для заполнения бака подачи сжатого воздуха до заданного минимального уровня, а двигатель потребляет воздух из бака подачи , вспомогательный компрессор снова приводится в действие для подзарядки резервуара подачи сжатого воздуха, чтобы продолжить наращивание до максимального заданного уровня давления воздуха, тем самым поддерживая этот уровень для бесперебойной работы.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Было обнаружено, что двигатель внутреннего сгорания эффективно работает на сжатом воздухе, подаваемом воздушными компрессорами. В соответствии с настоящим изобретением большинство стандартных двигателей внутреннего сгорания, работающих на ископаемом топливе, могут быть соответствующим образом преобразованы для работы на воздухе. Однако роторный двигатель Ванкеля является предпочтительной силовой установкой для адаптации к пневматическому двигателю настоящего изобретения. Воздушные компрессоры, которые подают воздушное «топливо» в камеру двигателя, где воздух используется для обеспечения силы для «толкания» роторов внутри камеры, вращательное движение которых вращает приводной вал, который работает через трансмиссию для поворота ведущей оси. переместить транспортное средство. Эти воздушные компрессоры могут иметь электрический и/или механический привод.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

РИС. 1 представляет собой схематический вид, показывающий различные части пневматического двигателя и связанной с ним электрической системы в соответствии с настоящим изобретением; и

РИС. 2 представляет собой вид сверху альтернативной конфигурации двигателя и воздушного компрессора без соответствующей электрической системы.

РИС. 3 представляет собой вид в разрезе обычного блока роторных двигателей Ванкеля.

РИС. 4 представляет собой вид в поперечном разрезе блока роторного двигателя типа Ванкеля, приспособленного для усиления вращения роторов по часовой стрелке.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ВОПЛОЩЕНИЯ

Топливная система раскрытого изобретения эффективна практически для любого двигателя внутреннего сгорания, включая как двухтактные, так и четырехтактные двигатели, а также роторный двигатель, такой как знакомый роторный двигатель Ванкеля. Сжатый воздух, используемый для подачи «топлива» в двигателях, работающих на сжатом воздухе, упомянутого типа, предпочтительно подается группой воздушных компрессоров либо поршневого, либо винтового типа, в зависимости от применения. Такие двигатели могут использоваться для: летательных аппаратов, в том числе винтокрылых и самолетов; наземные транспортные средства, включая автомобили, грузовики, микроавтобусы, мотоциклы, автобусы и тяжелую технику; гидроциклы, в том числе лодки, гидроциклы, суда на подводных крыльях и суда на воздушной подушке; и в промышленности, например, для многократного использования на заводах, для перекачки производственных скважин на нефтяных месторождениях или в магазинах и домах для питания систем кондиционирования воздуха.

Компрессоры, используемые для подачи сжатого воздуха для работы двигателей внутреннего сгорания, в идеале должны располагаться на борту транспортного средства или рядом с двигателем, который он заправляет топливом. Эти компрессоры могут приводиться в действие различными вариантами настройки, механическими, электрическими или обоими. Они могут приводиться в действие ремнями, цепями или прямым приводом (т. е. шестернями) в зависимости от применения. Некоторые конфигурации, как утверждается, заставляют двигатель, который заправляется топливом, быть относительно самоподдерживающимся.

Изобретение описано здесь главным образом со ссылкой на фиг. 1 и 2.

Хотя любой стандартный двигатель внутреннего сгорания может быть адаптирован для использования в качестве основы для пневматического двигателя изобретения, на фиг. 1 использует роторный двигатель 1 типа Ванкеля в качестве основы для предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения. Как раскрыто здесь, «топливо» для двигателя с пневматическим приводом по изобретению обеспечивается ресивером сжатого воздуха и резервуарами для хранения. В качестве источника сжатого воздуха для питания двигателя предпочтительно используются первичный и вторичный (в качестве резервного) ресиверы/резервуары для хранения воздуха. Продолжая в отношении фиг. 1, по крайней мере, один первичный воздушный ресивер/резервуар 2 используется как часть первичной воздушной «топливной» системы. Предпочтительно использовать несколько первичных воздушных ресиверов и накопительных баков оптимального размера для необходимого дежурного режима работы двигателя и конфигурации транспортного средства. Дополнительный резервуар для хранения воздуха, предпочтительно на 10 галлонов, предпочтителен в качестве внутренней части вторичной резервной воздушной топливной системы. И первичная, и вторичная резервная системы хранения воздуха предварительно заполнены до заданного максимального давления воздуха.

Предпочтительный вариант осуществления изобретения включает в себя роторный двигатель Ванкеля типа, производимого Mazda для своих автомобилей RX-7, и в целом соответствует двигателю, описанному в патенте США No. № 3688749 Ванкеля, включающего трехлепестковый трохоидальный периферийный корпус двигателя, раскрытие которого включено сюда в качестве ссылки. Наиболее предпочтительным двигателем для изобретения, работающим на сжатом воздухе, является двухроторный роторный двигатель Ванкеля 12А. Его обычный 12-вольтовый электрический стартер 3 запускает двигатель, при этом пусковой двигатель работает от батареи 4. Электрический заряд батареи поддерживается с помощью 12-вольтового генератора переменного тока 5. Стартер включается при нажатии кнопки или ключа стартера, тем самым замыкая 12-вольтовую электрическую цепь, которая, в свою очередь, заставляет стартер вращаться. Это вращение приводит в зацепление узел пружины и шестерни Bendix стартера с маховиком и узлом шестерни роторного двигателя, в результате чего коленчатый вал роторного двигателя и несколько узлов ротора вращаются.

Когда двигатель вращается, сжатый воздух из основного(ых) воздухохранилища(ов) 2 поступает по линиям высокого давления во впускной коллектор 6. Сжатый воздух, попадая в коллектор, проходит через клапан контроля давления воздуха 7 и в клапан 8 дроссельной заслонки оборотов двигателя, который прикреплен к оставшейся части воздушного коллектора, непосредственно соединенного с каждым из корпусов роторов двух независимых роторных двигателей. Впускной коллектор 6 прикреплен к каждому из корпусов роторного двигателя в определенных заранее определенных местах. Воздух проходит через клапан управления дроссельной заслонкой и через оставшуюся часть воздушного коллектора.

На концах выпускных отверстий воздушного коллектора расположены два электромагнитных клапана на 12 В, по одному на каждый корпус ротора. Эти клапаны прикреплены к впускным отверстиям для воздуха, расположенным на корпусах роторов в определенных точках, как указано выше. Модифицированный двухточечный распределитель Mazda управляет этими 12-вольтовыми электромагнитными клапанами. Распределитель синхронизируется с 12-вольтовыми электромагнитными клапанами, чтобы открываться при заданном определенном градусе вращения каждого из роторов двигателя. Затем 12-вольтовый электромагнитный клапан остается открытым в течение заданного времени, после чего клапан закрывается. Синхронизация между 12-вольтовыми электромагнитными клапанами и распределителем является важной частью механики, обеспечивающей работу этого роторного двигателя с пневматическим приводом. Это действие происходит на каждом из корпусов ротора. Как только двигатель начинает вращаться, стартер 3 отсоединяется от маховика двигателя и узла шестерни. Двигатель продолжает работать на сжатом воздухе от ресивера первичного воздуха 2.

С этого момента ссылка в первую очередь направлена на ФИГ. 2, если не указано иное.

Клапаны контроля давления 7 постоянно считывают линейное давление из системы хранения первичного воздушного резервуара. В конфигурации по фиг. 2, первичная система хранения воздуха представляет собой сборку из трех 20-галлонных резервуаров. Два из этих баков 2а используются в качестве основного источника воздушной энергии для запуска двигателя. Третий бак 2b активируется, когда требуется большее давление воздуха, например, при быстром ускорении. Клапан контроля давления воздуха определяет, когда активировать третий баллон, а когда его отключить. Этот клапан также выбирает один первичный накопительный бак за один раз для подачи воздуха, необходимого двигателю.

Когда давление в первичном ресивере падает до заданного минимального давления, клапан контроля давления воздуха отключает эту систему первичных ресиверов и открывает вторую систему первичных ресиверов, чтобы двигатель продолжал работать. Это действие позволяет повторно заполнить первый первичный резервуар для хранения воздуха, который был первоначально использован, вместе с возможным третьим резервуаром для хранения воздуха, если какая-либо часть его воздуха была использована. Система пополнения запасов воздуха, поддерживающая заполненными первичные резервуары для хранения воздуха, представляет собой конструкцию, в которой используется поступательный импульс транспортного средства для приведения в действие независимо разработанной системы. Эта независимо разработанная система работает с двумя ротационными винтовыми воздушными компрессорами 10, которые присоединены к трем резервуарам для хранения первичного воздуха (2а и 2b) в определенной конфигурации, которая в основном разбивает систему подачи первичного воздуха на два независимых, но равных источника сжатого воздуха и топлива. Поступательный импульс транспортного средства, которое приводит в действие ротационные винтовые компрессоры 10, используется путем прикрепления одного конца узла шестерни и цепи 11 к левому заднему колесу 12 транспортного средства, а другой конец цепи прикреплен к узлу ведущей оси 13. находится внутри автомобиля. Левое заднее колесо используется, потому что в задней части стандартного дифференциала ведущим или силовым колесом транспортного средства обычно является правое заднее колесо, поэтому энергия не потребляется напрямую от ведущего колеса. Шестерня крепится к левому заднему колесу с помощью специальной системы крепления, так как шестерня приводит в движение цепь, которая входит в автомобиль через отверстие в полу автомобиля. Цепь прикреплена к узлу плавающего ведущего моста 13, расположенному внутри транспортного средства непосредственно над картером заднего моста и немного впереди него. Эта плавающая ведущая ось крепится к оригинальному картеру заднего моста автомобиля с помощью специального кронштейна и узла платформы 14. Это крепление учитывает любое движение подвески заднего колеса и тем самым устраняет любые помехи ведущей оси, установленной внутри автомобиля, из-за хода подвески. К правой стороне ведущей оси прикреплен маховик 15, который способствует вращению оси и увеличивает импульс оси. Как уже отмечалось, к этой ведущей оси с помощью ременной или цепной передачи прикреплены два винтовых компрессора 10. Например, компрессоры 10 могут быть Ingersoll Rand мощностью 10 л.с. #EP20-ESP/BM, 4P9.84 винтовых воздушных компрессора, которые будут производить 35,0 кубических футов в минуту при 125 фунтах на квадратный дюйм при переменной скорости оттока воздуха. В предпочтительной конфигурации, показанной на фиг. 2, каждый из двух компрессоров присоединен к отдельному первичному 20-галлонному ресиверу воздуха и к тому же третьему первичному ресиверу трубопроводами высокого давления 16. Отдельные источники подачи воздуха пополняют подачу воздуха в первичный ресивер. система. С помощью привода компрессора ведущего моста вырабатывается воздух для работы двигателя. (Таким образом, движение, приводимое в движение воздухом, подаваемым в двигатель, используется для производства большего количества «топлива» из сжатого воздуха. Когда путешествие началось.) Эти роторно-винтовые компрессоры 10 также будут вентилироваться с помощью запорных клапанов, которые могут быть необходимы из-за высокой производительности компрессоров, что приведет к очень быстрому заполнению резервуаров для хранения. Откидные клапаны могут выпускать избыточный воздух наружу. Если избыточный воздух имеет достаточный объем и давление, всю систему можно модифицировать, чтобы сформировать замкнутую систему пополнения воздуха. Клапан регулирования давления, соединенный с переключателем включения/выключения, который при необходимости включает/выключает компрессоры, контролирует работу компрессора. Эта система подачи первичного воздуха при добавлении к резервной системе подачи вторичного воздуха сделает этот двигатель и систему подачи топлива сжатым воздухом эффективно самоподдерживающимися.

Двухроторный роторный двигатель Ванкеля 12А можно запустить только с помощью давления воздуха, полностью отключив 12-вольтовую батарею и стартер от системы. Опять же, топливом, которое используется для работы двухроторного роторного двигателя Ванкеля, является сжатый воздух. Снова обращаясь к конфигурации, показанной на фиг. 1, сжатый воздух хранится в резервуаре 2 для хранения сжатого воздуха, который может представлять собой резервуар для хранения воздуха емкостью 10 галлонов. Этот 10-галлонный резервуар для хранения воздуха 2 заполнен сжатым воздухом от поршневого воздушного компрессора 17 мощностью 0,5 л.с. и давлением 125 фунтов на квадратный дюйм. Этот поршневой воздушный компрессор мощностью 0,5 л.со стороны компрессора и шкив со стороны 20 электродвигателя с редуктором. Эта система ременных шкивов 18-20, которая прикреплена к электродвигателю с редуктором переменного тока 21 с входной мощностью 0,5 л. (что соответствует 2,5 лошадиным силам при 1250 об/мин). Этот редукторный электродвигатель переменного тока мощностью 0,5 лошадиных сил 21 питается от электрического инвертора номер PV I-NT 12OOFC 22, который рассчитан на 12 вольт постоянного тока, 130 ампер, 230 вольт, 1200 ватт. Этот инвертор предпочтительно подключен к аккумуляторной батарее морского типа 12 вольт 680 ампер 4. Также в схеме инвертора и батареи размещен генератор 5 12 вольт 140 ампер. Этот генератор переменного тока сконструирован таким образом, что приводной вал работает через вал якоря выходит с обеих сторон генератора. Таким образом, вырабатывая два дополнительных источника питания привода. К приводному валу, выходящему из генератора переменного тока спереди, будет прикреплена электрическая муфта 23. На другом конце вала, выходящему из задней части генератора переменного тока, будет прикреплена дополнительная электрическая муфта 24. Однако к этой муфте также будет присоединен шкив 25 V-образного типа, прикрепленный к муфте 24. Эта электрическая муфта и узел шкива будут напрямую соединены со шкивом гармонического уравновешивания коленчатого вала 26 в передней части роторного двигателя Ванкеля посредством V-образный ремень. Узел сцепления подключен к 12-вольтовому двигателю постоянного тока, который работает со скоростью 2350 об/мин. К его выходному валу прикреплена еще одна электрическая муфта 27, соединенная проводами с муфтой 23.

Открытая камера (или камера сгорания) предпочтительно модифицирована по сравнению со стандартной конструкцией Mazda. Рекомендуется изменить внутреннюю конфигурацию с обычного вытянутого прямоугольника с закругленными углами на фиг. 3, потому что, когда зажигаются свечи зажигания (первичная или ведущая A и вторичная или замыкающая B), B находится непосредственно над A на роторах роторного двигателя Mazda.

Геометрия этой камеры сгорания может быть улучшена для повышения производительности, особенно с системой сжатого воздуха. Когда зажигаются свечи зажигания, сначала A, затем B, в камере сгорания одинаковой конструкции, направление вращения ротора нарушается, поскольку ротор вращается по часовой стрелке. Свеча зажигания A воспламеняется при прохождении камеры сгорания; затем в той же камере сгорания загорается свеча зажигания B, чтобы добиться более полного сгорания воздушно-топливной смеси.

Однако из-за конфигурации ротора при воспламенении свечи зажигания B ротор колеблется и имеет тенденцию толкаться в направлении против часовой стрелки. Из-за зубчатой передачи ротора и синхронизации свечи зажигания А ротор продолжает вращаться по часовой стрелке, но только из-за синхронизации второго ротора.

Новая конструкция камеры сгорания, показанная на РИС. 4 усиливает вращение по часовой стрелке. Путем постепенного наращивания стенок на переднем (по направлению вращения) конце камер сгорания и изменения геометрии внутреннего открытого пространства достигается еще больший компрессионный эффект сжатого воздуха. Это приводит к устранению кажущегося колебания при воспламенении свечи зажигания А и способствует более быстрому вращению по часовой стрелке. Новая улучшенная конструкция камеры сгорания дополняет уже присущее двигателю вращение по часовой стрелке.

Многие модификации и вариации настоящего изобретения будут очевидны специалисту в данной области техники в свете вышеизложенного. Поэтому следует понимать, что объем изобретения не должен строго ограничиваться буквальными ограничениями прилагаемой формулы изобретения.

Как выбрать небольшой воздушный компрессор (сделай сам)

Обновлено: 14 июня 2022 г.

Мы просмотрели спецификации, опробовали их и нашли восемь отличных моделей небольших воздушных компрессоров.

Следующий проект›

Семейный мастер на все руки

Когда вы покупаете небольшой воздушный компрессор, первое, что вы заметите, это его характеристики: 2 л.с., 3 галлона, 2,8 куб.

Но пусть вас не смущают все эти характеристики. Мы расскажем вам, что они означают, что важно, а что нет, и поможем выбрать компрессор, соответствующий вашим потребностям.

Мы протестировали самые доступные на рынке компрессоры — более 20 моделей — и выбрали восемь, которые, по нашему мнению, являются лучшим выбором для домашних мастеров. Мы сосредоточились на моделях малого и среднего размера, потому что они были доступными и портативными, а также достаточно мощными, чтобы справляться с наиболее распространенными проектами «сделай сам».

Эксперты DIY из журнала The Family Handyman Magazine

Небольшой воздушный компрессор — они не предназначены для инструментов «высокого спроса» шлифовальные машины или краскораспылители.

Для этих инструментов вам понадобится гораздо больший компрессор. Мы поможем вам найти лучший воздушный компрессор с нашими обзорами воздушных компрессоров.

CFM — это ключ

Cfm (куб. фут в минуту) показывает, насколько быстро небольшой воздушный компрессор может подавать воздух. И обычно это самая важная цифра для рассмотрения. Если инструмент использует воздух быстрее, чем компрессор может его подавать, вам придется прекратить работу и подождать, пока компрессор наверстает упущенное. Каждый производитель испытывает свои компрессоры на 90 фунтов на квадратный дюйм — средняя настройка для гвоздезабивного пистолета — так что вы можете быть уверены, что сравниваете яблоки с яблоками, когда смотрите на показатели воздушного компрессора в кубических футах в минуту. Компрессоры, которые мы протестировали, имеют производительность от 0,6 до 2,8 кубических футов в минуту.

Размер бака имеет значение — иногда

Выбранные нами компрессоры имеют баки объемом от 1 до 6 галлонов. Бак большего размера вмещает больше воздуха и позволит вам использовать больше воздуха до того, как давление упадет и мотор включится для пополнения бака. Это может позволить вам не останавливать работу, пока компрессор наполняет резервуар. Но помните следующее: когда ваша работа требует большого объема воздуха, большой резервуар не заменит достаточного количества кубических футов в минуту.

фунт/кв. дюйм обычно не имеет значения

фунт/кв. В этом смысле фунты на квадратный дюйм (psi) не имеют большого значения. Но более высокое максимальное давление на квадратный дюйм имеет одно реальное преимущество: оно позволяет меньшему резервуару удерживать больше воздуха и работать как больший резервуар. Например, 2-галлонный баллон при давлении 150 фунтов на квадратный дюйм содержит столько же воздуха, сколько 3-галлонный баллон при 100 фунтах на квадратный дюйм.

Некоторые в четыре раза громче других

Некоторые из них в четыре раза громче других

Выбранные нами небольшие воздушные компрессоры имеют мощность от 60 до 87 децибел. Это может показаться не такой уж большой разницей, но это так. Шкала децибел не похожа на большинство шкал, к которым вы привыкли. Увеличение на 10 дБ удваивает уровень шума. Например, машина мощностью 70 дБ в два раза громче, чем машина мощностью 60 дБ. Машина на 80 дБ в четыре раза громче. Таким образом, небольшое снижение уровня шума в децибелах делает работу с машиной более приятной.

Портативность — это не только вес

Портативность зависит не только от веса

Вес — не единственный фактор, определяющий удобство переноски компрессора. Форма тоже имеет значение. Тонкий небольшой воздушный компрессор легче всего носить с собой; широкие самые неудобные. Мы отметили лучший воздушный компрессор и худший в наших обзорах.

Достаточно ли мощности для гвоздезабивателей?

Все небольшие воздушные компрессоры, которые мы пробовали, обеспечивают достаточное давление (фунтов на квадратный дюйм) и объем (куб. футов в минуту) для гвоздезабивных машин.

Каркасные гвоздезабиватели — это отдельная история. Все компрессоры, кроме одного (Central Pneumatic 95275), обеспечивают достаточное давление для забивания гвоздей (обычно около 120 фунтов на кв. дюйм). Но только те, у которых рейтинг около 2 кубических футов в минуту или выше, будут идти в ногу с монтажным гвоздезабивателем, когда вы работаете на умеренной скорости. Те, у кого более низкие рейтинги в куб. футах в минуту, потребуют терпения; вы забьете несколько гвоздей, а затем подождите, пока маленький компрессор догонит вас.

Безмасляный — это норма

Почти все небольшие воздушные компрессоры теперь «безмасляные», что означает, что вам никогда не придется беспокоиться о проверке или замене масла. Небольшие безмасляные воздушные компрессоры обычно изнашиваются быстрее, чем модели с масляной смазкой, но это вряд ли будет проблемой при обычном использовании небольшого воздушного компрессора своими руками.

Игнорировать мощность в л.

с.

Чтобы получить наилучшее представление о мощности воздуха, которую может обеспечить небольшой воздушный компрессор, посмотрите на куб. футы в минуту, а не на мощность в л.с.

Кожух предотвращает повреждение

Одним из преимуществ небольшого компрессора является то, что его можно взять практически с собой куда угодно. Недостатком является то, что небольшой воздушный компрессор может выйти из строя. С баком все будет в порядке, но датчики и выходы уязвимы, если они не защищены. Некоторые из протестированных нами машин идут ва-банк: они построены с корпусом, который окружает всю машину. Другие оставляют некоторые части незащищенными.

Другие особенности, на которые следует обращать внимание при выборе лучшего воздушного компрессора малого размера

Сливной шаровой клапан. Вода, которая конденсируется в баке компрессора, приводит к ржавчине и точечным утечкам. Чтобы этого не произошло, производители рекомендуют регулярно опорожнять бак. У всех баков есть стоки, но есть два разных типа. Самым простым является сливной кран, пользоваться которым неудобно, и вам могут даже понадобиться пассатижи. Мы предпочитаем слив с шаровым краном, который работает как кран.
Обмотка шнура. Большинство компрессоров обеспечивают удобный способ сворачивания шнура питания для удобства переноски.
Две розетки. У большинства компрессоров есть один выход для подсоединения воздушного шланга, но у некоторых есть два, что позволяет вам и напарнику работать вместе.
Комплекты и аксессуары. Для получения дополнительной ценности ищите компрессоры, которые поставляются со шлангом или набором аксессуаров для накачивания. Некоторые модели могут поставляться в комплекте с гвоздезабивным пистолетом и шлангом под другим номером модели.

Обзоры малых воздушных компрессоров

Легкий, тихий и любимый профессионалами (номер SENCO PC1010N)

Это модернизированная модель, основанная на PC1010, который является любимым малым воздушным компрессором среди плотников. Датчики закрыты, но другие части открыты.

Удобно хранить (№ CRAFTSMAN 16574)

Эту модель можно хранить в вертикальном или горизонтальном положении; в любом случае, его датчики и выход хорошо защищены. Легкий и удобный для переноски, он включает в себя аксессуары для надувания и шланг для надувания, предварительно подключенный ко второму выходу.

Меньше, тише и легче (КАБЕЛЬ PORTER № C2004)

Он очень похож на свою сестру C2002 и имеет такой же рейтинг в кубических футах в минуту, но лучше с точки зрения веса, размера и шума.

Большие баки и низкий уровень шума (HUSKY № 4610A)

Исключительно тихая, эта модель хранит много воздуха в коррозионностойких алюминиевых баках. Он большой, относительно тяжелый и не полностью закрытый.

Мощный, но очень тихий (CALIFORNIA AIR TOOLS NO. 2010A)

Самая тихая из протестированных нами машин, эта установка оснащена коррозионностойким алюминиевым баком. Эта модель также является самой дорогой в нашей группе, но производитель заявляет, что ее мотор прослужит в шесть раз дольше, чем у аналогичных моделей. Датчики и выход не защищены кожухом.

Высокая производительность, отличная цена (PORTER-CABLE NO. C2002)

Обеспечивая большое количество кубических футов в минуту по самой низкой цене в своем классе, эта модель уже много лет является бестселлером. Он хорошо защищен, хорошо сбалансирован и быстро заполняется; не очень громкий и не слишком тяжелый.

Цена со скидкой (ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ № 95275)

Эта модель очень легкая и удобная, но довольно шумная. Его низкое максимальное давление подходит для большинства работ по забиванию гвоздей, но вы, возможно, не сможете полностью забить большие гвозди в твердые материалы.

Большая мощность в небольшом корпусе (BOSTITCH Trim-Air NO. CAP1512-OF)

Высокая скорость, компактный размер и прочные дуги делают этот компрессор отличным. Производитель не указывает рейтинг в дБ, но мы обнаружили, что он громче, чем у большинства других моделей.

Мы начали с пары десятков моделей, а затем сузили круг до этих восьми. У каждого есть по крайней мере одна черта, которая делает его достойным рассмотрения, ищете ли вы мощность, вес, низкий уровень шума или просто хорошую цену на хороший компрессор.

Нужно больше энергии? Умеренные инструменты CFM: не менее 4 CFM

Если вы можете позволить себе потратить около 300 долларов, вы можете приобрести портативный компрессор, который будет питать большинство самодельных пневматических инструментов и прослужит пару десятилетий (см. Фото 2). Ищите компрессор с чугунным цилиндром, масляной смазкой и выходом воздуха не менее 4 куб. футов в минуту (cfm). Вам придется менять масло по графику, чтобы он продолжал гудеть. Но долгая жизнь перевешивает хлопоты. Также имейте в виду, что компрессоры с масляной смазкой впрыскивают мелкодисперсный масляный туман в воздухопровод. Так что вам нужно будет инвестировать в отдельный шланг и фильтр, если вы собираетесь использовать распылитель краски.

Вы можете найти менее дорогие безмасляные компрессоры (от 129 до 199 долларов США), которые будут производить 4 кубических фута в минуту, но не ожидайте, что они прослужат так же долго. И вам нужно будет носить средства защиты органов слуха — они ГРОМКИЕ!

Пневматические инструменты, для которых требуется не менее 4 кубических футов в минуту

Молоток

Дрель

Пистолет для герметика

Гвоздезабивной инструмент

Распылитель краски

Компрессор, рассчитанный на 4 кубических фута в минуту, плюс нижние инструменты будут работать со всеми вышеперечисленными инструментами.

Инструменты High CFM: 5,5 CFM или более

Если вы серьезный моторист, вам придется сделать больший прыжок. Если вы хотите использовать инструменты с пневматическим приводом, такие как ударные гайковерты и трещотки, вам придется серьезно подойти к выбору устройства, способного развивать давление не менее 5,5 кубических футов в минуту со значительным воздушным резервуаром. Просто забудьте о пневматических шлифовальных и пескоструйных машинах — им требуется почти 9 кубических футов в минуту. Будьте готовы потратить 540 долларов плюс за хороший.