Электро? Нет = Пневмо

[Brigadir]

Тема про электромобили давно зашла в тупик. Но альтернативу прожорливому двигателю внутреннего сгорания всё же найти ой как хочеться. К сожалению совсем без него обойтись не получиться, ибо это единственный компактый двигатель , который во вмногом удовлетворяет запросы конструктора автомобиля.
Для начала ознакомимся с характеристиками ДВС для типового среднего легкового автомобиля массой в 1500 кГ.
Мощность ДВС порядка 100 л.с, то есть 70 кВт. Максимальный крутящий момент на валу двигателя составляет 132Нм при 3000об/мин.
Запомнили? Хорошо.
Рассмотрим характеристику типового пневмо инструмента, а частности - гайковерт. Ну возьмем к примеру гайковерт под названием King Tony 33411-040 стоимостью 6475 рублей. Его характеристики: усилие на валу - 678Нм (заметили? почти впятеро сильнее ДВС), при 7000об/мин (это мало о чем говорит, ибо под нагрузкой обороты упадут, может где то наполовину, но всё одно = нам хватит). Вес инструмента составляет всего 2,6 кГ. Габариты тоже небольшие, его можно смело ставить куда угодно, хоть прямо на ведущие колеса. (через понижающий редуктор, разумеется). Расход воздуха составляет 113 л
мин при давлении 6 атм.
Где взять воздух? Ищем компрессор. Электрические сразу же игнорируем ибо нам требуется автономность. Ищем среди моторных, бензиновый или дизельный. Дизельный слишком огромен и весьма дорогой, а вот бензиновые есть, достаточно малогабаритные и относительно дешевые.
ABAC Engine A/K A39B/50 5HP - это компрессор с моторчиком Хонда на 4 кВт (5 л.с) Всего то? Да всего 5 лошадей. Производительность - 330 литров в минуту при давлении 10 атм. Цена его немаленькая , почти 60 тысяч рублей и габариты: 1000х410х870 мм,вес 70 кГ. Но это вместе с ресивером(бочка - запас накачаного воздуха). на 50 литров.
Что получается: этот компрессор может с успехом полностью снабжать пневмо привод энергией сжатого воздуха, даже с гарантированным запасом. Усилие на валу пневмопривода вполне достаточное для привода ведущих колес (тоже с огромным запасом).
Двигатель компрессора в 5 лошадей надо полагать намного экономнее мотора в 100 лошадей. (разницу чувствуете?).
Но и это не главное. Главное: пневмомотор начинает вращать трансмиссию с 0 оборотов, как типичный электродвигатель и с максимальной силой. А вот ДВС - увы....ему надо тарахтеть даже и без полезной нагрузки (холостые обороты порядка 1000об
мин). зря выжигая топливо.
Давно доказано , что КПД типичного ДВС весьма мал, 30 % - теоретически, а практически и 10 едва едва наскребем. (считали тепловую мощность сгоревшего бензина и сравнивали с произведенной работой типичного ДВС).
В нашем проекте ДВС тоже участвует, но работает он в наиболее выгодном для него режиме, набивая бочку сжатым воздухом и может в любой момент просто выключиться , когда бочка полная до краев(это я так шучу). А пневмо привод работает именно тогда(расходует запас воздуха) , когда это надо.
Ну и картинка:

[Brigadir]

Ах, да, по поводу картинки, надо обьяснить, что и зачем, а то не всем понятно с лету:
ДВС крутит вал компрессора. Компрессор нагнетает воздух в ресивер. Из ресивера воздух не просто расходуется, а обтекает рубашку охлаждения ДВС, отбирая тепло и увеличиваясь в обьеме. Далее - регулятор давления(педаль "газа", почему в кавычках? Вот именно , газа!!!) и пневмо мотор на трансмиссию автомобиля. Отработанный воздух выходит в атмосферу.
При неработающем ДВС за счет накопленного ранее запаса воздуха в ресивере автомобиль способен двигаться некоторое время (минут 10 примерно). Вся система должна иметь электронную следящую систему и автоматическое регулирование(управление) запуском и остановом ДВС в зависимости от давления воздуха в ресивере.
Ну в обшем всё. Я пошел за попкорном и пивом. Критикуйте!

[А.Андрей]

Я первый.
При снижении давления будет снижаться и мощность = недостаток устраним - сделать "бочку с воздухом" переменной емкости.
А сама-то идея неплохая.
Но переименуйте ее в "Пневмомобиль" - иначе непонятно.

[Brigadir]

Андрей, привыкай читать внимательно чужие посты. У меня там русским языком написано: "бочка" в комплекте. Это и есть ресивер, накопитель запаса сжатого воздуха, кроме этого он сглаживает пульсации крмпрессора. Ресивер - неотемлемая часть любого компрессора для покрасочных работ и пневмоинструмента.
Кстати: по поводу пневмогайковерта: я выяснил, что этот инструмент содержит ударный механизм для усиления момента на валу. Для нашего проекта он не нужен: либо его ликвидировать, либо применять пневмодрель, пневмошуруповерт с более скромными силовыми характеристиками.
Есть у кого пневмоинструмент, который не жалко разобрать? Я хочу взглянуть на его механизм изнутри.

[As]

Пневмопривод по характеристикам мало чем будет отличаться от паровой машины...
По крайней мере - коробка передач не нужна, сцепление, и прочая механика... Ну, и к.п.д. будет примерно такой же...

[SeregaT]

КПД будет действительно, как у паровоза. Особенно если учесть, что воздух качать будет всё тот-же ДВС (потери), крутить компрессор (опять потери), который будет качать воздух для пневмодвигателей (и тут потери, куда уж без них?).

[Alter Ego]

Пневмоавтомобиль 1896 года:

Масса 1200 кг, скорость 24 км/ч, запас хода 30 км (с сайта Дугласа Селфа).
Конечно, у современных характеристики лучше: http://en.wikipedia.org/wiki/Air_car

[Brigadir]

Я везде и всюду встречаюсь с непониманием всего процесса в целом: в типичном автомобиле приходиться иметь ДВС очень завышенной мощности ради его динамического разгона. Во всё остальное время движения он работает вполсилы и даже меньше. Но для поддержки вращения своего вала ДВС впустую потребляет топливо. Вы этого не понимаете. Другие типы двигателей: электро, паровой, пневмо в режиме ожидания НИЧЕГО не потребляют. Они начинают крутить в полную силу начиная с 0 оборотов. Это очень важно. И отказываться от этого положительного явления просто глупо.

[As]

Я везде и всюду встречаюсь с непониманием всего процесса в целом...

Brigadir, да всё мы понимаем, только и в этом случае, как и у электромобиля, возникает проблема хранения энергии, в данном случае - сжатого воздуха... Ёмкости для сжатого воздуха тоже будут тяжёлыми, объёмными и - опасными! Можно, конечно, просчитать вариант со сжиженным газом, но тогда, наверное, потребуется криоустановка, да и холода огромное количество будет вырабатываться... Для летней эксплуатации это можно считать плюсом, а вот зимой будет сложнее...

[kalobyte]

вот уже где вечный двигатель-то
я лучше подожду чертежей бтг, к пенсии наверное поспеет
а там еще самобеглые повозки появятся

[А.Андрей]

Хм, я в "ресиверах" не силен.
Но я думаю, что цилиндр с подпружиненым поршнем, клапаном и краном вполне подойдет под "бочку с воздухом".
Тут есть и преимущества, ибо сам бензопривод выпускает выхлопные газы, и рациональнее их туда же, в "бочку с воздухом" закачать.
Подсчитаем КПД.
Максимальный КПД бензодвигателя = 0.3
Максимальный КПД турбины - в лучшем случае, 0.8
Итого имеем те же 20-25%. Негусто, хотя немного экономия есть!
Мысль хорошая. Во всяком случае, неплохая.
Для сравнения - КПД паровоза вдвое меньше - 10%

[SeregaT]

И отказываться от этого положительного явления просто глупо.

Глупо считать, что маленький пневмомоторчик в 5 раз мощнее ДВС в 100 лс (и это ещё не считая разницы в оборотах).
Вы же вроде как работали на стройках? Должны были видеть, какие компрессоры исполбзуют для отбойных молотков. А ресивер для сжатого воздуха?

[As]

Современные полимеры позволяют делать неплохие ёмкости для воздуха - лёгкие и прочные. Так что, если не гнаться за большим пробегом - всё может получиться...

[А.Андрей]

Для летней эксплуатации это можно считать плюсом, а вот зимой будет сложнее...

Ну не усложняйте... Во первых, разве не говорили при появлении "бензоэкипажей", что они все как один взлетят на воздух от взрыва?
А сейчас на них катаются ВСЕ! Да и сжижать, я думаю, ничего особо и не надо - газ очень хорошо сжимается. + машинка может развить поистине адову скорость - 100 км/ч за 2-3 сек. - впечатляет?
Газ при сжатии нагревается - и заметьте - дополнительно бензину не тратится, так что неслабая печка зимой идет приятным бонусом!

[As]

Газ в пневмодвигателе будет расширяться для совершения работы, а значит - охлаждаться! Нагреваться он будет при заправке...

[А.Андрей]

Ну дык - "по путю" в двигатель он будет отдавать тепло печке.

[As]

Стоп. Нужно чётко разделить понятия. Пневмоавтомобиль - работает от запаса сжатого воздуха. Гибрид с пневматической передачей от ДВС - это совсем другой тип транспорта, тяжёлый и неэкономичный, его сразу можно и не рассматривать...

[А.Андрей]

Как раз этот самый "тяжелый и неэкономичный" мы и рассматриваем.
И почему же вы считаете его таким плохим?

[As]

А какие преимущества мы можем получить от пневматической трансмиссии? Практически ничего, что нельзя получить менее экзотическими способами...

[А.Андрей]

Нет, мы получаем:
1. Экономию топлива, т.к. ДВС работает в непрерывном режиме с максимальным КПД.
2. Возможность получения огромной скорости и практически мгновенный разгон.
3. Плавность работы пневмодвигателя, отсутствие коробки передач.
4. Потенциал наращивания мощности пневмодвигателя до очень больших величин.
5. Печка и кондиционер, на которые не тратится топливо и электроэнергия.
6. Довольно высокий КПД установки, по сравнению с "обычным" применением ДВС.
7. Удобство управления, большая область применения.
Разве мало?