Drive enheder >

Pneumatiske motorer (luftmotorer)

Pneumatiske motorer, også kendt som pneumatiske motorer, er enheder, der konverterer energien fra trykluft til mekanisk arbejde. I bred forstand forstås den mekaniske drift af en luftmotor som lineær eller roterende bevægelse - dog kaldes luftmotorer, der skaber lineær frem- og tilbagegående bevægelse, oftere luftcylindre, og begrebet "luftmotor" forbindes normalt med akselrotation . Til gengæld er roterende luftmotorer opdelt, i henhold til princippet om deres drift, i blade (alias plade) og stempel - Parker producerer begge typer.

Vi tror, ​​at mange besøgende på vores side ikke er mindre fortrolige end os med, hvad en luftmotor er, hvad de er, hvordan man vælger dem, og andre problemer relateret til disse enheder. Sådanne besøgende ville nok gerne gå direkte til teknisk information om de pneumatiske motorer, vi tilbyder:

• P1V-P serie: radialt stempel, 74...228 W
• Serie P1V-M: plade, 200...600 W
• Serie P1V-S: plade, 20...1200 W, rustfrit stål
• Serie P1V-A: plade, 1,6...3,6 kW
• Serie P1V-B: plade, 5,1...18 kW

Til vores besøgende, der ikke er så fortrolige med luftmotorer, har vi udarbejdet nogle grundlæggende oplysninger om dem af reference og teoretisk karakter, som vi håber kan være nyttige for nogen:

Luftmotorer har eksisteret i omkring to århundreder og er nu meget brugt i industrielt udstyr, Håndværktøj, inden for luftfart (som startere) og på nogle andre områder.

Der er også eksempler på brug af pneumatiske motorer i design af biler, der opererer på komprimeret luft- først ved begyndelsen af ​​bilindustrien i det 19. århundrede, og senere, under den nye interesse for "ikke-olie" bilmotorer siden 80'erne af det 20. århundrede - dog virker sidstnævnte type ansøgning desværre stadig ikke lovende.

De vigtigste "konkurrenter" af luftmotorer er elektriske motorer, som hævder at blive brugt i de samme områder som pneumatiske motorer. Følgende generelle fordele ved pneumatiske motorer i forhold til elektriske motorer kan bemærkes:
- en pneumatisk motor fylder mindre end en elektrisk motor svarende til dens grundlæggende parametre
- en pneumatisk motor er normalt flere gange lettere end den tilsvarende elektriske motor
- pneumatiske motorer tåler uden problemer høj temperatur, stærke vibrationer, stød og andre ydre påvirkninger
- de fleste luftmotorer er fuldt egnede til brug i farlige områder og er ATEX-certificerede
- pneumatiske motorer er meget mere tolerante over for start/stop end elektriske motorer
- servicering af pneumatiske motorer er meget nemmere end elektriske
- pneumatiske motorer har mulighed for at vende som standard
- pneumatiske motorer er generelt meget mere pålidelige end elektriske motorer - på grund af det enkle design og det lille antal bevægelige dele

På trods af disse fordele viser brugen af ​​elektriske motorer sig ret ofte at være mere effektiv både fra et teknisk og økonomisk synspunkt; men hvor der anvendes et pneumatisk drev, skyldes dette normalt en eller flere af dets fordele, der er anført ovenfor.

Funktionsprincip og design af en vingeluftmotor

Funktionsprincip for vingeluftmotor
1 - rotorhus (cylinder)
2 - rotor
3 - klinger
4 - fjeder (skubber knivene)
5 - endeflange med lejer

Vi tilbyder to typer luftmotorer: stempel- og vingemotorer; på samme tid er sidstnævnte enklere, mere pålidelige, mere avancerede og som følge heraf udbredte. Derudover er de normalt mindre end stempelluftmotorer, hvilket gør dem nemmere at installere i kompakte huse til enheder, der bruger dem. Funktionsprincippet for en vingeelektrisk motor er næsten det modsatte af princippet om drift af en vingekompressor: i kompressoren leveres rotation (fra en elektrisk motor eller motor intern forbrænding) på akslen forårsager rotation af rotoren med blade, der bevæger sig ud af dens riller, og dermed en reduktion af kompressionskamrene; i en luftmotor tilføres der trykluft til vingerne, hvilket får rotoren til at rotere - det vil sige, at energien fra trykluften omdannes til mekanisk arbejde i luftmotoren ( rotationsbevægelse aksel).

En luftmotor med blade består af et cylinderhus, hvori en rotor er placeret på lejer - desuden er den ikke placeret direkte i midten af ​​hulrummet, men forskudt i forhold til sidstnævnte. Langs hele rotorens længde skæres riller, hvori der indsættes blade lavet af grafit eller andet materiale. Bladene skubbes ud af rotorrillerne ved påvirkning af fjedre, der presser mod husets vægge og danner et hulrum - et arbejdskammer - mellem deres overflader, huset og rotoren.

Trykluft tilføres til arbejdskammerets indløb (det kan tilføres fra begge sider) og skubber rotorbladene, hvilket igen får sidstnævnte til at rotere. Trykluft passerer gennem hulrummet mellem pladerne og overfladerne af huset og rotoren til udløbet, hvorigennem det frigives til atmosfæren. I vingeluftmotorer bestemmes drejningsmomentet af overfladearealet af bladene, der udsættes for lufttryk, og niveauet af dette tryk.

Hvordan vælger man en pneumatisk motor?

n	fart
M	drejningsmoment
P	strøm
Q	SJW forbrug
	Mulig driftstilstand
	Optimal driftstilstand
	Højt slid (ikke altid)

For hver luftmotor kan du tegne en graf, der viser afhængigheden af ​​drejningsmoment M og effekt P, samt trykluftforbrug Q, af omdrejningshastigheden n (et eksempel er vist i figuren til højre).

Hvis motoren er i tomgang eller friløber uden belastning på udgangsakslen, vil den ikke producere nogen kraft. Typisk udvikles maksimal effekt, når motoren decelereres til cirka halvvejs. maksimal hastighed rotation.

Hvad angår drejningsmomentet, er det i fri rotationstilstand også nul. Umiddelbart efter at motoren er begyndt at bremse (når en belastning vises), begynder drejningsmomentet at stige lineært, indtil motoren stopper. Det er dog umuligt at angive den nøjagtige værdi af startmomentet - af den grund, at bladene (eller stemplerne på en stempelluftmotor) kan være i forskellige positioner, når det kommer til et fuldstændigt stop; Angiv altid kun det mindste startmoment.

Det skal bemærkes, at forkert valg af en pneumatisk motor er fyldt ikke kun med ineffektivitet af dens drift, men også med større slid: høje hastigheder, klinger slides hurtigere; på lave hastigheder Med højt drejningsmoment slides transmissionsdele hurtigere.

Normalt valg: du skal kende drejningsmomentet M og hastigheden n

I den sædvanlige tilgang til at vælge en luftmotor begynder man med at etablere drejningsmomentet ved en bestemt påkrævet hastighed. Med andre ord, for at vælge en motor skal du kende det nødvendige drejningsmoment og hastighed. Da den maksimale effekt, som vi bemærkede ovenfor, udvikler sig ved ca. ½ luftmotorens maksimale (frie) hastighed, bør du ideelt set vælge en luftmotor, der viser den nødvendige hastighed og drejningsmoment ved en effektværdi tæt på maksimum. Hver enhed har tilsvarende grafer for at hjælpe med at bestemme dens egnethed til en bestemt anvendelse.

Et lille tip: Generelt kan du vælge en luftmotor, der når maksimal effekt giver lidt højere hastighed og drejningsmoment end nødvendigt, og juster dem derefter ved at justere trykket med en regulator og/eller trykluftstrømmen med en flowbegrænser.

Hvis kraftmomentet M og hastigheden n er ukendt

I nogle tilfælde kendes drejningsmomentet og hastigheden ikke, men den nødvendige bevægelseshastighed for lasten, håndtagets moment (radiusvektor eller, mere enkelt, afstanden fra centrum for påføring af kraft) og strømforbrug er kendt. Baseret på disse parametre kan drejningsmoment og hastighed beregnes:

For det første, selvom denne formel ikke direkte hjælper med at beregne de nødvendige parametre, lad os præcisere, hvad der er effekt (det er også, i tilfælde af luftmotorer, roterende kraft). Så kraft (kraft) er produktet af masse og tyngdeaccelerationen:

Hvor
F - nødvendig effekt [N] (husk det ),
m - masse [kg],
g - tyngdeacceleration [m/s²], i Moskva ≈ 9,8154 m/s²

For eksempel, i illustrationen til højre, er en last, der vejer 150 kg, ophængt i en tromle monteret på udgangsakslen af ​​en luftmotor. Tingene sker på Jorden, i byen Moskva, og accelerationen af ​​frit fald er cirka 9,8154 m/s². I dette tilfælde er kraften cirka 1472 kg m/s² eller 1472 N. Endnu en gang gentager vi, at denne formel ikke er direkte relateret til de metoder, vi foreslår til at vælge luftmotorer.

Moment, også kendt som kraftmoment, er den kraft, der påføres for at få en genstand til at rotere. Kraftmomentet er produktet af rotationskraften (beregnet ved hjælp af formlen ovenfor) og afstanden fra centrum til punktet for dens påføring (håndtagets moment, eller mere enkelt afstanden fra luftens centrum motoraksel til, i dette tilfælde, overfladen af ​​tromlen monteret på akslen). Vi beregner kraftmomentet (aka moment, aka moment):

Hvor
M er det nødvendige kraftmoment (drejningsmoment) [Nm],
m - masse [kg],
g - tyngdeacceleration [m/s²], i Moskva ≈ 9,8154 m/s²
r - håndtagsmoment (radius fra centrum) [m]

For eksempel, hvis diameteren af ​​akslen + tromlen er 300 mm = 0,3 m, og derfor løftestangsmomentet = 0,15 m, vil drejningsmomentet være ca. 221 N·m. Moment er en af ​​de nødvendige parametre for at vælge en luftmotor. Ved hjælp af formlen ovenfor kan den beregnes baseret på viden om vægtstangens masse og moment (i langt de fleste tilfælde kan forskelle i accelerationen af ​​frit fald ignoreres på grund af sjældenheden af ​​brugen af ​​pneumatiske motorer i rummet ).

Rotorhastigheden for en pneumatisk motor kan beregnes ved at kende hastigheden af ​​belastningens translationelle bevægelse og grebets drejningsmoment:

Hvor
n - ønsket omdrejningshastighed [min -1],
v - hastigheden af ​​belastningens translationelle bevægelse [m/s],
r - håndtagsmoment (radius fra midten) [m],
π - konstant 3,14
En korrektionsfaktor på 60 er indført i formlen for at konvertere omdrejninger per sekund til omdrejninger per minut, som er lettere at læse og mere udbredt i teknisk dokumentation.

For eksempel, med en translationshastighed på 1,5 m/s og et håndtagsmoment (radius) på 0,15 m foreslået, og i det foregående eksempel vil den nødvendige akselrotationshastighed være ca. 96 rpm. Rotationshastighed er en anden parameter, der er nødvendig for at vælge en pneumatisk motor. Ved hjælp af formlen ovenfor kan den beregnes ved at kende håndtagets øjeblik og hastigheden af ​​belastningens translationelle bevægelse.

Hvor
P - nødvendig effekt [kW] (husk det ),
M - kraftmoment, også kendt som moment [Nm],
n - rotationshastighed [min -1],
9550 - konstant (lig med 30/π for at konvertere hastighed fra radianer/s til omdrejninger/min, multipliceret med 1000 for at konvertere watt til den mere læsbare og mere almindelige tekniske dokumentation kilowatt)

For eksempel, hvis drejningsmomentet er 221 Nm ved en omdrejningshastighed på 96 rpm, vil den nødvendige effekt være cirka 2,2 kW. Naturligvis kan det omvendte også udledes af denne formel: at beregne drejningsmomentet eller rotationshastigheden af ​​akslen på en pneumatisk motor.

Transmissionstyper (gearkasse)

Som regel er den pneumatiske motors aksel forbundet med rotationsmodtageren ikke direkte, men gennem en transmissionsreducer integreret i udformningen af ​​den pneumatiske motor. Der er gearkasser forskellige typer, de vigtigste er planetariske, spiralformede og orm.

Planetarisk reduktion

Planetariske gearkasser kendetegnet ved høj effektivitet, lavt inertimoment, evnen til at skabe høje gearforhold, samt små dimensioner i forhold til det skabte drejningsmoment. Udgangsakslen er altid placeret i midten af ​​huset planetgear. Delene i en planetgearkasse er smurt med fedt, hvilket betyder, at en luftmotor med en sådan gearkasse kan monteres i enhver ønsket position.
+ små monteringsmål
+ frihed til valg af monteringsposition
+ simpel flangeforbindelse
+ lille vægt
+ udgangsaksel er i midten
+ høj driftseffektivitet

Spiral gearkasse

Heliske transmissioner er også meget effektive. Flere reduktionstrin gør det muligt at opnå høje gearforhold. Bekvemmelighed og fleksibilitet i installationen lettes af den centrale placering af udgangsakslen og muligheden for at installere en luftmotor med en skrueformet gearkasse enten på en flange eller på stativer.

Sådanne gearkasser smøres dog med oliesprøjt (der er en slags "oliebad", hvori gearkassens bevægelige dele altid skal være delvist nedsænket), og derfor skal luftmotorens position med et sådant gear bestemmes i forhånd - under hensyntagen til dette, den korrekte mængde olie til at fylde transmissionen og placeringen af ​​påfyldnings- og aftapningsproppene.
+ høj effektivitet
+ nem installation via flange eller stativer
+ relativt lav pris
- behovet for at planlægge installationspositionen på forhånd
- højere vægt end planet- eller snekkegearkasser

Snekkeudstyr

Snekkegear udmærker sig ved et relativt simpelt design, baseret på en skrue og gear, på grund af hvilket man ved hjælp af en sådan gearkasse kan opnå høje gearforhold ved lave overordnede dimensioner. Effektiviteten af ​​et snekkegear er imidlertid væsentligt lavere end et planet- eller spiralgear.

Udgangsakslen er rettet i en vinkel på 90° i forhold til luftmotorakslen. Installation af en luftmotor med snekkegear er mulig enten gennem en flange eller på stativer. Men som i tilfældet med spiralgear kompliceres det noget af, at snekkegearkasser ligesom spiralgear også anvender oliestænkssmøring - derfor skal installationspositionen af ​​sådanne systemer også kendes på forhånd, fordi det vil påvirke mængden af ​​olie, der hældes i gearkassen, såvel som placeringen af ​​påfyldnings- og afløbsforbindelserne.
+ lav, i forhold til gearforholdet, masse
+ relativt lav pris
- relativt lav effektivitet
- det er nødvendigt at kende installationspositionen på forhånd
+/- udgangsakslen er i en vinkel på 90° i forhold til luftmotorakslen

Metoder til justering af luftmotorer

Tabellen nedenfor viser de to vigtigste måder at regulere driften af ​​luftmotorer på:

Flow kontrol Hovedmetoden til regulering af driften af ​​pneumatiske motorer er at installere en trykluftstrømsregulator (flowbegrænser) ved indgangen til en enkelttaktsmotor. I applikationer, hvor motoren er beregnet til at blive reverseret, og motorhastigheden skal begrænses i begge retninger, bør regulatorer med bypass-ledninger installeres på begge sider af luftmotoren. Tilførsels- eller udgangsbegrænsning på 1-vejs motor Fremføringsbegrænsning på reversmotor Udgangsbegrænsning på reversmotor Ved regulering (begrænsning af) tilførslen af ​​trykluft til den pneumatiske motor, mens dens tryk bibeholdes, falder den frie omdrejningshastighed af den pneumatiske motorrotor - mens det dog opretholdes det fulde tryk af trykluften på overfladen af ​​bladene. Momentkurven bliver stejlere: Momentkurve Det betyder, at det ved lave omdrejningstal er muligt at opnå fuldt drejningsmoment fra luftmotoren. Det betyder dog også, at når lige hastighed rotation, udvikler motoren mindre drejningsmoment, end den ville udvikle, hvis den fulde mængde trykluft blev tilført.

Trykregulering Luftmotorens hastighed og drejningsmoment kan også justeres ved at ændre trykket på den tilførte trykluft. For at gøre dette er en trykreduktion installeret på indløbsrørledningen. Som et resultat modtager motoren konstant en ubegrænset mængde trykluft, men ved lavere tryk. På samme tid, når en belastning opstår, udvikler den mindre drejningsmoment på udgangsakslen. Trykregulering Trykregulering Reduktion af trykluftindgangstrykket reducerer det drejningsmoment, der produceres af motoren ved bremsning (belastning påføres), men reducerer også hastigheden.

Styring af drift og omdrejningsretning

En luftmotor fungerer, når der tilføres trykluft til den, og når der udledes trykluft fra den. Hvis det er nødvendigt at sikre rotation af den pneumatiske motoraksel kun i én retning, skal tilførslen af ​​trykluft kun leveres til en af ​​enhedens pneumatiske indløb; Følgelig, hvis det er nødvendigt for luftmotorakslen at rotere i to retninger, er det nødvendigt at sørge for alternerende tilførsel af trykluft mellem begge indgange.

Trykluft tilføres og udledes ved hjælp af reguleringsventiler. De kan være forskellige i aktiveringsmetoden: de mest almindelige er ventiler med elektrisk styret(elektromagnetisk, også kendt som solenoide, hvis åbning eller lukning udføres ved at påføre spænding til en induktionsspole, der trækker stemplet tilbage), pneumatisk styret (når signalet til åbning eller lukning leveres af trykluft), mekanisk (når åbningen eller lukningen er forårsaget mekanisk, ved automatisk at trykke på en bestemt knap eller håndtag) og manuel (svarende til mekanisk, bortset fra at åbningen eller lukningen af ​​ventilen udføres direkte af en person).

Det enkleste tilfælde, vi ser, er naturligvis med envejs pneumatiske motorer: for dem behøver du kun at levere trykluft til en af ​​indgangene. Der er ikke behov for på nogen måde at styre udgangen af ​​trykluft fra en anden pneumatisk tilslutning af den pneumatiske motor. I dette tilfælde er det tilstrækkeligt at installere en 2/2-vejs magnetventil eller en anden 2/2-vejs ventil ved trykluftindtaget til den pneumatiske motor (husk at designet "X/Y-vejsventil" betyder, at denne ventil har X-porte, hvorigennem arbejdsvæsken kan tilføres eller fjernes, og Y-positioner, hvori ventilens arbejdsdel kan placeres). Figuren til højre viser dog brugen af ​​en 3/2-vejs ventil (vi gentager endnu en gang, at ved envejs pneumatiske motorer er det lige meget, hvilken ventil der skal bruges - 2/2-vejs eller 3/2-vejs). Generelt viser figuren til højre sekventielt, fra venstre mod højre, skematisk følgende enheder: afspærringsventil, trykluftfilter, trykregulator, 3/2-vejsventil, flowregulator, luftmotor.

I tilfælde af tovejsmotorer bliver opgaven lidt mere kompliceret. Den første mulighed er at bruge en enkelt 5/3 vejs ventil - sådan en ventil vil have 3 positioner (stop, fremadgående bevægelse, omvendt) og 5 porte (én til trykluftindtag, én til tilførsel af trykluft til hver af de to pneumatiske forbindelser på luftmotoren og én mere til at fjerne trykluft fra hver af de samme to forbindelser). Selvfølgelig vil en sådan ventil have mindst to aktuatorer - i tilfældet for eksempel med en magnetventil, vil disse være 2 induktionsspoler. Figuren til højre viser i rækkefølge, fra venstre mod højre: 5/3-vejs ventil, flowregulator med indbygget kontraventil(så den komprimerede luft kan slippe ud), en luftmotor, en anden flowregulator med kontraventil.

En alternativ mulighed for at styre en 2-vejs luftmotor er at bruge to separate 3/2-vejs ventiler. Grundlæggende adskiller denne ordning sig ikke fra muligheden med en 5/3-vejs ventil beskrevet i det foregående afsnit. Figuren til højre viser i rækkefølge fra venstre mod højre en 3/2-vejs ventil, en flowregulator med indbygget kontraventil, en luftmotor, en anden flowregulator med indbygget kontraventil og endnu en 3/2-vejs ventil.

Støjdæmpning

Støjen, der genereres af en luftmotor under drift, er en kombination af mekanisk støj fra bevægelige dele og støj, der genereres af pulseringen af ​​trykluft, der forlader motoren. Påvirkningen af ​​støj fra en luftmotor kan ganske mærkbart påvirke den samlede støjbaggrund på installationsstedet - hvis f.eks. trykluft frit får lov til at slippe ud fra luftmotoren ud i atmosfæren, så kan lydtrykniveauet nå afhængigt af på den specifikke enhed, op til 100-110 dB(A ) og endnu mere.

For det første bør du prøve, hvis det er muligt, at undgå at skabe effekten af ​​mekanisk resonans af lyd. Men selv i bedste forhold, kan støjen stadig være meget mærkbar og ubehagelig. For at eliminere støj bør du bruge lyddæmperfiltre - enkle enheder, der er specielt designet til dette formål og spreder strømmen af ​​komprimeret luft i deres hus og filtermateriale.

Alt efter konstruktionsmaterialet opdeles lyddæmperne i dem, der er lavet af sintret (det vil sige, omdannet til pulver og derefter støbt/sintret ved højt tryk og temperatur), bronze, kobber eller rustfrit stål, sintret plast, samt dem, der er lavet af vævet wire indkapslet i et mesh stål- eller aluminiumshus, og lavet på basis af andre filtermaterialer. De to første typer er normalt små som båndbredde, både i størrelse og billig. Sådanne lyddæmpere er normalt installeret på eller i nærheden af ​​selve luftmotoren. Eksempler på disse omfatter bl.a.

Trådnets lyddæmpere kan have en meget stor gennemstrømning (selv størrelsesordener større end trykluftbehovet for den største pneumatiske motor), stor tilslutningsdiameter (fra dem, vi tilbyder, op til 2") gevind. Trådlydpotter, som regel, bliver snavsede meget langsommere og kan effektivt og gentagne gange regenereres - men desværre koster de som regel meget mere end sintrede bronze eller plastik.

Når det kommer til placering af lyddæmpere, er der to hovedmuligheder. For det meste på en enkel måde er at skrue lyddæmperen direkte på luftmotoren (om nødvendigt gennem en adapter). Men for det første er trykluften ved udgangen af ​​en luftmotor normalt udsat for ret kraftige pulseringer, som både reducerer lyddæmperens effektivitet og potentielt reducerer dens levetid. For det andet fjerner lyddæmperen ikke støj helt, men reducerer den kun - og når lydpotten placeres på enheden, vil der højst sandsynligt stadig være ret meget støj. Derfor, hvis det er muligt og hvis det ønskes, for at reducere lydtrykniveauet så meget som muligt, bør følgende foranstaltninger træffes, selektivt eller i kombination: 1) Installer en form for ekspansionskammer mellem den pneumatiske motor og lydpotten, hvilket reducerer pulsering af trykluft, 2) tilslut lyddæmperen gennem en blød fleksibel slange, der tjener samme formål, og 3) flyt lydpotten til et sted, hvor støjen ikke vil forstyrre nogen.

Det skal også huskes, at lyddæmperens oprindelige utilstrækkelige gennemstrømning (på grund af en fejl ved valg) eller dens (delvise) blokering fra forurening, der opstod under drift, kan føre til betydelig modstand, som lyddæmperen udøver mod strømmen af ​​udgående trykluft - hvilket igen fører til et fald i luftmotorens effekt. Vælg (også i samråd med os) en lyddæmper med tilstrækkelig kapacitet og overvåg derefter dens tilstand under driften!

I begyndelsen af ​​århundredet forudsagde adskillige medier, at en masseproduktion biler, der bruger luft i stedet for brændstof.

Grunden til en så dristig udtalelse var præsentationen af ​​en bil kaldet e.Volution på Auto Africa Expo-2000-udstillingen, som fandt sted i Johannesburg. Den forbløffede offentlighed fik at vide, at e.Volution kunne køre omkring 200 kilometer uden påfyldning og nå hastigheder på op til 130 km/t. Eller i 10 timer ved en gennemsnitshastighed på 80 km/t. Det blev oplyst, at udgifterne til en sådan tur ville koste ejeren 30 øre. Samtidig vejer bilen kun 700 kg, og motoren - 35 kg.
Et revolutionerende nyt produkt blev præsenteret af det franske firma MDI, som straks annoncerede sin hensigt om at begynde serieproduktion af biler udstyret med en trykluftmotor. Opfinderen af ​​motoren er den franske motoringeniør Guy Negre, kendt som udvikleren af ​​startanordninger til Formel 1-biler og flymotorer.
Opfinderen udtalte, at det lykkedes ham at skabe en motor, der udelukkende kører på trykluft uden nogen som helst blandinger af traditionelt brændstof. Franskmanden kaldte sit hjernebarn Zero Pollution, hvilket betyder nul emissioner. skadelige stoffer i atmosfæren.
Mottoet for Zero Pollution var "Simpel, økonomisk og ren", det vil sige, at der blev lagt vægt på dets sikkerhed og miljøvenlighed. Princippet for drift af motoren er ifølge opfinderen som følger: "Luft suges ind i en lille cylinder og komprimeres af et stempel til et trykniveau på 20 bar. Samtidig varmer den op til 400 grader. Den varme luft skubbes derefter ind i et sfærisk kammer. Kold komprimeret luft fra cylindrene tilføres også til "forbrændingskammeret" under tryk, den opvarmes straks, udvider sig, trykket stiger kraftigt, stemplet på den store cylinder vender tilbage og overfører arbejdskraften til krumtapaksel. Man kan endda sige, at en "luft"-motor fungerer på samme måde som en almindelig motor intern forbrænding, men der er ingen forbrænding her.”
Det blev hævdet, at bilens emissioner ikke var farligere end den kuldioxid, der blev frigivet ved menneskelig vejrtrækning, motoren kunne smøres med vegetabilsk olie, og det elektriske system bestod kun af to ledninger. Planen var at bygge "luftpåfyldnings"-stationer, der kunne fylde 300-liters cylindere på kun tre minutter. Det blev antaget, at salget af "luftbiler" ville begynde i Sydafrika til en pris på omkring 10 tusind dollars.
Men efter højlydte udtalelser og generel jubel skete der noget. Pludselig blev alt stille, og "luftbilen" var næsten glemt. Årsagen er latterlig: Internetsiden kan angiveligt ikke klare den enorme strøm af anmodninger.
Der er en opfattelse af, at miljøudviklingen blev saboteret af bilgiganter: forudse det forestående sammenbrud, da de producerede benzinmotorer ingen får brug for det, besluttede de angiveligt at kvæle opkomlingen i opløbet.
Imidlertid er mange uafhængige eksperter temmelig skeptiske, især da en række store bilproduktionskoncerner, for eksempel Volkswagen, allerede foretog forskning i denne retning i 70-80'erne, men derefter indskrænkede dem på grund af fuldstændig nytteløshed. Bilfirmaer allerede har brugt mange penge på forsøg med elbiler, hvilket viste sig at være ubelejligt og dyrt.
Ventetiden bliver dog ikke lang. Sandsynligvis vil vi allerede i det kommende år finde ud af præcis, hvad denne trykluftmotor udviklet af MDI er - en revolution i bilindustrien eller, i enhver forstand af ordet, en oppustet sensation.
Der er et kommercielt forslag på internettet, tilsyneladende rettet til Moskva-regeringen. I dette dokument inviterer et kapitalselskab embedsmænd til at "gøre sig bekendt med forslaget bilfirma MDI om produktion af absolut miljøvenlige og økonomiske biler i Moskva."
Også af interesse er opfindelsen af ​​Rais Shaimukhametov - en "have walker", som er "drevet af trykluft: under hætten lille motor og en seriel kompressor. Luften roterer to blokke (venstre og højre) af excentriske rotorer (stempler) uafhængigt af hinanden. Rotorerne i blokken er forbundet gennem kørehjulene med en larvekæde."
Som et resultat fik jeg et dobbelt indtryk: på den ene side er historien med den franske "luftbil" ikke helt klar, og på den anden side en meget tydeligere følelse af, at "luft" transport har været i brug længe tid, og især af en eller anden grund i Rusland. Og siden århundredet før sidste.

En gruppe af vores specialister arbejder på udviklingen af ​​pneumatiske bevægelsesdrev inden for deres anvendelse i vejtransport og i drev af forskellige arbejdsmaskiner. De har gjort et enormt arbejde i denne retning, men først kan vi sige et par ord om den aktuelle globale tendens inden for dette arbejdsområde.

Køretøjer drevet af trykluft.

Den indiske bilproducent Tata, der undersøgte muligheden for at skabe super-miljøvenlige personbiler drevet af trykluft, underskrev en aftale med det franske firma MDI, som udvikler miljøvenlige rene motorer kun brug af trykluft som brændstof. Tata har erhvervet rettighederne til disse teknologier for Indien og undersøger nu, hvor og hvordan de kan bruges. Tata har længe forberedt offentligheden på miljøvenlig transport, hvilket bliver mere og mere almindeligt i Indien, hvor der er et ægte bilboom.

"Dette koncept som en måde at køre bil på er meget interessant," siger Ravi Kant, administrerende direktør for det indiske selskab. Virksomheden ledte efter muligheder for at anvende "komprimeret luft"-teknologi til mobile og stationære applikationer, tilføjer Kant.

Og her er endnu en sensation fra indiske producenter. De lancerer masseproduktion af en "Nano"-model kaldet OneCAT, som ikke længere vil have en benzinmotor, men en pneumatisk motor, der kører på trykluft. Den angivne pris på det revolutionerende nye produkt er omkring fem tusind dollars. Der er et batteri under førersædet på Nano, og forsædepassageren sidder direkte på brændstoftank. Hvis du fylder en bil med luft på en kompressorstation, vil det tage tre-fire minutter. "Oppumpning" ved hjælp af en minikompressor, der kører fra en stikkontakt, varer tre til fire timer. "Luftbrændstof" er relativt billigt: ​​hvis du konverterer det til en benzinækvivalent, viser det sig, at bilen bruger omkring en liter pr. 100 km.

Engineairs miljøvenlige Gator-mikro-truck, Australiens første trykluftkøretøj, der kommer i live kommerciel drift, startede for nylig i Melbourne. Bæreevnen på denne vogn er 500 kg. Rumfanget af luftcylindre er 105 liter. Kilometerstanden på en tankstation er 16 km. I dette tilfælde tager tankning et par minutter. Mens opladning af en lignende elbil fra netværket ville tage timer. Derudover er batterier dyrere end cylindre, meget tungere og forurenende miljø efter ressourcen er opbrugt og under drift.

Denne slags biler fungerer allerede i golfkøller. At flytte spillere rundt på banen det bedste middel kan ikke findes, fordi i rollen udstødningsgasser den samme luft kommer ud af det pneumatiske køretøj.

Ideen med et pneumatisk drev er enkel - maskinen drives af noget, der ikke brænder i motorcylindrene. benzin blanding, og en kraftig luftstrøm fra cylinderen (trykket i cylinderen er ca. 300 atmosfærer). Disse biler har ingen brændstoftanke, ingen batterier, nej solpaneler. De har ikke brug for brint, diesel eller benzin. Pålidelighed? Der er næsten intet at bryde her.

Sådan kan du arrangere en køretur passager bil efter Di Pietro-systemet. To roterende luftmotorer, en pr. hjul. Og ingen transmission - trods alt producerer luftmotoren maksimalt drejningsmoment med det samme - selv i stationær og snurrer op til ganske anstændige hastigheder, så en speciel transmission med variabel gearforhold han har ikke brug for det. Nå, enkelheden i designet er endnu et plus for hele ideen.

Luftmotoren har en anden vigtig fordel: den kræver praktisk talt ikke vedligeholdelse; standardkilometeret mellem to tekniske inspektioner er ikke mindre end 100 tusinde kilometer.

Det store plus ved et pneumatisk køretøj er, at det praktisk talt ikke har brug for olie - en liter "smøremiddel" er nok til motoren i 50 tusinde kilometer (for almindelig bil du skal bruge cirka 30 liter olie). Det pneumatiske køretøj har heller ikke brug for aircondition - luften, der udstødes af motoren, har en temperatur fra nul til femten grader Celsius. Dette er ganske nok til at køle interiøret, hvilket er vigtigt for det varme Indien, hvor de planlægger at frigive bilen.

CityCAT-modellen bør bygges i staterne. Dette er en seks-personers bil med et stort bagagerum. Bilens vægt bliver 850 kilo, længde - 4,1 m, bredde - 1,82 m, højde - 1,75 m. Denne bil vil kunne køre op til 60 kilometer i byen på trykluft alene og vil være i stand til at accelerere til 56 kilometer i timen.

4 cylindre, lavet af kulfiber med en Kevlar-skal, hver 2 meter lang og en kvart meter i diameter, placeret under bunden, rummer 400 liter trykluft under et tryk på 300 bar. Luft højt tryk den pumpes enten ind i dem på specielle kompressorstationer eller produceres af en indbygget kompressor, når den er tilsluttet en standard 220 volt strømforsyning. I det første tilfælde tager tankning omkring 2 minutter, i det andet - omkring 3,5 timer. Energiforbruget er i begge tilfælde omkring 20 kW/t, hvilket med nuværende elpriser svarer til udgiften til halvanden liter benzin. En trykluftbil har mange fordele i forhold til en elbil: den er meget lettere, lader dobbelt så hurtigt og har en tilsvarende rækkevidde.

Pneumatic CityCAT's Taxi og MiniCAT'er fra Motor Development International.

Luftmotorudviklere fra MDI-firmaet beregnede den samlede effektivitet i raffinaderi-køretøjskæden for tre typer drev - benzin, elektrisk og luft. Og det viste sig, at effektiviteten af ​​luftdrevet er 20 procent, hvilket er mere end to gange højere end effektiviteten af ​​standarden. benzinmotor og halvanden gange effektiviteten af ​​det elektriske drev. Derudover ser miljøbalancen endnu bedre ud, hvis du bruger vedvarende energikilder.

I mellemtiden, ifølge MDI, i Frankrig alene mere end 60 tusinde forudbestillinger til luftbil. Østrig, Kina, Egypten og Cuba har til hensigt at bygge fabrikker til sin produktion. Myndighederne i den mexicanske hovedstad viste stor interesse for det nye produkt: Mexico City er som bekendt en af ​​de mest forurenede byer i verden, så byfædrene har til hensigt at erstatte alle 87.000 benzin- og dieseltaxier med miljøvenlige franske biler så hurtigt som muligt.

Analytikere mener, at en bil drevet af trykluft, uanset hvem der har skabt den (Tata, Engineair, MDI eller andre), godt kan indtage en fri niche på markedet ligesom elbiler, som andre producenter allerede har udviklet eller bare tester.

Pneumatisk drev, fordele og ulemper. Konklusioner draget af vores specialisters arbejde

Pneumatisk drevne maskiner er et emne, der faktisk ikke er så lovende, som indiske, franske eller amerikanske "eksperter" taler om det, selvom det ikke er uden nogle fordele.

Selve det pneumatiske drev løser ikke problemet med brændstof. Faktum er, at energireserven af ​​trykluft er meget lille, og et sådant drev er i stand til effektivt at løse brændstof problem kun for visse typer køretøjer: minibiler til passagerer og fragt, gaffeltrucks og de letteste bybiler (f.eks. specialtaxaer). Og intet mere, hvis vi taler om en ren pneumatisk og ikke et hybriddrev (et hybriddrev er et parallelt, men helt separat emne).

Når du udvikler et pneumatisk drev til en maskine, skal du ikke beskæftige dig med den pneumatiske motor, men med det pneumatiske drev - et helt system, hvor den pneumatiske motor kun er integreret del. Et godt pneumatisk drev bør omfatte flere separate komponenter:

1. Selve den pneumatiske motor er en stempel- eller roterende multimode-motor (eventuelt af et originalt design), der giver høj og variabel specifik trykkraft (drejningsmoment) ved enhver hastighed og samtidig opretholder en konsekvent høj volumetrisk effektivitet (80-90%).

2. Et system til at forberede indtaget af trykluft i motorcylindrene, som giver automatisk installation tryk, dosering og indfasning af portioner af luft, der ledes ind i motorcylindrene.

3. Automatisk enhed til styring af belastningen og hastigheden af ​​det pneumatiske køretøj - styrer den pneumatiske motor og systemet til at forberede indtaget af trykluft i dets cylindre i overensstemmelse med maskinoperatørens anmodninger om hastigheden af ​​dets bevægelse og belastningen på det pneumatiske drev.

Sådan et pneumatisk drev vil ikke have nogen konstante egenskaber. Alle dens egenskaber - effekt, drejningsmoment, rotationshastighed - ændres automatisk fra nul til maksimum afhængigt af driftsbetingelserne og den belastning, der overvindes. Derudover kan den have reversibel vandring og en pneumatisk tvungen bremsemekanisme såsom en retarder.

Kun en sådan integreret tilgang til at løse det pneumatiske drevproblem vil gøre det muligt at gøre det så effektivt som muligt, ekstremt økonomisk og ikke kræver brug af forskellige hjælpesystemer, såsom en kobling eller gearkasse. Det er også i stand til at øge effektiviteten af ​​det pneumatiske system med 15-30% sammenlignet med verdensanaloger.

For en eksperimentel maskine med et pneumatisk drev er det bedst at bruge en gaffeltruck, der er specielt designet til dette formål. Denne maskine vil kunne vise sig både i bevægelse og i arbejde. Det er nemmere at lave frontpaneler til en gaffeltruck end at lave et karosseri, og desuden er en læsser en fundamentalt tung maskine, og vægten af ​​stålcylindre til trykluft vil ikke forstyrre den, og lette kulfiber-Kevlar-cylindre ved den første fase af arbejdet vil koste mere end hele maskinen. At vi kan bruge individuelle komponenter i maskinen fra serielle gaffeltrucks vil også spille en rolle, og det vil fremskynde arbejdet.

Derudover er en gaffeltruck en af ​​de få maskiner, der giver mening at lave med et pneumatisk drev, især som prototype.

En sådan maskine med pneumatisk drev har nogle fordele i forhold til dens diesel- og elektriske modstykker: - i masseproduktion vil den være billigere at producere, - energireserven i cylindrene svarer til energireserven i batterierne i en elektrisk gaffeltruck, - ladetiden for cylindrene er flere minutter, og ladetiden for batterierne er - 6-8 timer, - det pneumatiske drev er praktisk talt ufølsomt over for ændringer i omgivelsestemperaturen - når temperaturen stiger til +50º, øges energireserven med 10 % og med en yderligere stigning i omgivelsestemperaturen øges energireserven i det pneumatiske drev kun, uden at det har en skadelig effekt (som en dieselmotor, der er udsat for overophedning). Når temperaturen falder til -20º, reduceres energireserven af ​​det pneumatiske drev med 10% uden andre skadelige virkninger på dets drift, mens energireserven for elektriske batterier falder 2 gange, og en dieselmotor starter muligvis ikke i sådan koldt vejr. Når den omgivende temperatur falder til -50º genopladelige batterier og dieselmotorer fungerer praktisk talt ikke uden specielle tricks, og det pneumatiske drev mister kun omkring 25% af sin energireserve. - et sådant pneumatisk drev kan give et meget større trækhastighedsområde end trækkraftelektriske motorer på elektriske gaffeltrucks eller momentomformere på dieselgaffeltrucks.

Infrastrukturen til tankning og servicering af pneumatisk drevne maskiner kan skabes meget enklere end en tilsvarende infrastruktur for konventionelle maskiner.

Pneumatisk tankning kræver ikke tilførsel og forarbejdning af brændstof - det er omkring os og helt gratis. Der kræves kun en elektrisk forsyning.

Genopfyldning af pneumatiske køretøjer i ethvert hjem er en absolut reel ting, kun omkostningerne ved at tanke et pneumatisk køretøj derhjemme vil være lidt højere end på en hovedpneumatisk station.

Med hensyn til genopladning af det pneumatiske køretøj ved opbremsning eller bevægelse ned ad bakke (den såkaldte energigenvinding), så tekniske årsager Dette er enten meget svært at gøre eller ikke økonomisk rentabelt.

Problemet med energigenvinding for pneumatisk drevne køretøjer er meget sværere at løse end for elektriske køretøjer.

Hvis du genvinder energi (ved at bruge bilens bremsning eller dens bremsning, når du kører ned ad en skråning) ved hjælp af en generator og en kompressor, så viser genvindingskæden sig at være meget længere: generator - batteri - konverter - elmotor - kompressor. I dette tilfælde skal recuperatorens effekt (genvindingssystemet som helhed og alle dets komponenter separat) være omkring halvdelen af ​​effekten af ​​maskinens luftmotor.

I et pneumatisk køretøj er energigenvindingsmekanismen meget mere kompleks og dyrere end i et elektrisk køretøj. Faktum er, at den elektriske køretøjsgenerator, der er forbundet med energigenvinding, returnerer energi til batterierne ved en stabil spænding, uanset køretøjets bremsetilstand. I dette tilfælde afhænger strømstyrken af ​​bremsetilstanden og spiller ikke en særlig rolle ved genopladning af batteriet. Det er denne proces, der er meget vanskelig at opnå i et pneumatisk drev.

Ved pneumatisk drivenergigenvinding er spændingsanalogen tryk, og analogen af ​​strømstyrken er kompressorens ydeevne. Og begge disse mængder er variable afhængigt af bremsetilstanden.

For at gøre det mere overskueligt, vil genopretning ikke ske, hvis trykket i cylindrene er 300 atmosfærer, og kompressoren i den valgte bremsetilstand kun skaber 200 atmosfærer. Samtidig vælges bremsetilstanden af ​​føreren individuelt i hvert enkelt tilfælde og tilpasses kørselsforholdene og ikke til recuperatorens effektive drift.

Der er andre problemer forbundet med energigenvinding i pneumatiske køretøjer.

Så det pneumatiske drev kan bruges i ret begrænset omfang i udviklingen af ​​et meget snævert udvalg af småbiler - de samme leveringsvogne, lette by- og klubminibiler.

En model af en åben mikrobil eller mikrocargo, drevet af trykluft. Et ideelt transportmiddel til små byer og byer i varme klimaer. Absolut ren udstødning - ren kølig luft, som kan rettes til at skabe et mikroklima for passagererne. Et meget økonomisk automatiseret pneumatisk drev til dens bevægelse sikrer maksimal effektivitet og automatisering af kontrol af dens bevægelse, uanset ændringer i størrelsen af ​​den eksterne belastning - modstand mod bevægelse. Den originale luftmotor med variabelt drejningsmoment kræver ikke en gearkasse. Effektiviteten af ​​dette pneumatiske drev er 20% højere end eksisterende lignende pneumatiske drev fra andre udviklere og er så tæt som muligt på den teoretiske grænse for at bruge energien, der er lagret i trykluften i maskinens cylindre.

Af alle moderne alternativer til biler med forbrændingsmotorer ser de mest usædvanlige og interessante ud. køretøjer, arbejder på trykluft. Det er paradoksalt, men der findes allerede mange lignende transportmidler i verden. Vi vil fortælle dig om dem i dagens anmeldelse.

Australske Darby Bicheno har skabt en usædvanlig motorcykel-scooter kaldet EcoMoto 2013. Denne køretøj virker ikke fra en forbrændingsmotor, men fra en impuls givet af trykluft fra cylindre.

Da Darby Bicheno producerede EcoMoto 2013, forsøgte han udelukkende at bruge miljøvenlige materialer. Ingen plastik - kun metal og lamineret bambus, hvorfra de fleste dele af dette køretøj er lavet.

– det er endnu ikke en bil, men det er ikke længere en motorcykel. Dette køretøj kører også på trykluft og har relativt høje tekniske egenskaber.

Den AIRpod trehjulede klapvogn vejer 220 kg. Den er designet til at bære op til tre personer og styres ved hjælp af et joystick på frontpanelet af denne semi-auto.

AIRpod kan rejse 220 kilometer på én fuld tilførsel af trykluft, mens den når hastigheder på op til 75 kilometer i timen. Genopfyldning af tankene med brændstof tager kun halvandet minut, og rejseomkostningerne er 0,5 euro pr. 100 km.
Og verdens første produktionsbil med en trykluftmotor blev frigivet indisk selskab Tata, kendt over hele verden for at producere billige køretøjer til fattige mennesker.

Automobil Tata OneCAT vejer 350 kg og kan køre 130 km på én tilførsel af trykluft og accelerere op til 100 kilometer i timen. Men sådanne indikatorer er kun mulige med maksimalt fyldte tanke. Jo lavere lufttætheden i dem er, jo lavere bliver gennemsnitshastigheden.

Og rekordholderen for hastighed blandt eksisterende trykluftkøretøjer er bilen. Under test afholdt i september 2011 accelererede dette køretøj til 129,2 kilometer i timen. Sandt nok nåede han kun at rejse en afstand på 3,2 km.

Det skal også bemærkes, at Toyota Ku:Rin ikke er et produktionsvogntog. Denne bil skabt specielt til at demonstrere i demonstrationsløb de stadigt stigende hastighedsegenskaber for biler med trykluftmotorer.
fransk Peugeot selskab giver begrebet ny betydning " hybrid bil" Hvis dette tidligere blev betragtet som en bil, der kombinerede en forbrændingsmotor med en elektrisk motor, kan sidstnævnte i fremtiden erstattes af en trykluftmotor.

Peugeot 2008 bliver i 2016 verdens første produktionsbil udstyret med et innovativt kraftværk Hybrid luft. Det giver dig mulighed for at kombinere kørsel på flydende brændstof, trykluft og i kombineret tilstand.

Yamaha WR250R - den første trykluftmotorcykel

Det australske firma Engineair har i mange år udviklet og fremstillet trykluftmotorer. Det var deres produkter, som ingeniører fra den lokale Yamaha-afdeling brugte til at skabe verdens første motorcykel af denne type.

Sandt nok er der ingen Aeromovel på tog egen motor. Kraftige luftstråler kommer fra skinnesystemet, som det bevæger sig på. Samtidig fraværet kraftværk inde i selve sammensætningen gør den meget let.

Aeromovel-tog kører i øjeblikket i Porto Alegre Lufthavn i Brasilien og i forlystelsesparken Taman Mini i Jakarta, Indonesien.

Designet af French af Motor Development International (MDI) maskine kaldet AIRPod er drevet af trykluft. Selvom den er blevet produceret siden 2009, har den i lang tid kun givet alle (med mulig undtagelse af miljøforkæmpere) et nedladende smil. Faktisk kunne den oprindeligt kun betjenes i varme klimaer: den pneumatiske propelmotor, der blev udviklet i begyndelsen af ​​1990'erne, startede ikke, da lave temperaturer. Og selvom der i dag allerede er udviklet et trykluftvarmesystem, hvilket udvider geografien for brugen af ​​AIRPod, kan det kun købes i Hawaii (amerikansk stat).

Roadshow

I foråret 2015 afholdt den uafhængige virksomhed ZPM (Zero Pollution Motor) et offentligt road-show i bedste sendetid på den amerikanske tv-kanal ABC for at tiltrække investorer (bogstaveligt oversat til russisk som "road show"). ZPM købte fra franskmændene retten til at producere og sælge den nye AIRPod-model - indtil videre kun på Hawaii, valgt som "lanceringsmarkedet".

Præsenteret et projekt for et anlæg til produktion af miljøvenlige rene biler to aktionærer i ZPM er den berømte amerikanske sanger Pat Boone (toppen af ​​hans karriere var i 1950'erne) og filmproducenten Eitan Tucker ("Shrek", "Seven Years in Tibet" osv.). De tilbød potentielle investorer (de såkaldte "business angels") 50 % af ZPM-aktierne for 5 millioner dollars.

Investorerne havde ikke travlt med at punge ud. Samtidig sagde Robert Herjavec, ejeren og grundlæggeren af ​​det canadiske it-firma Herjavec Group, som blev betragtet som den mest lovende af dem, at han var interesseret i AIRPod-salg ikke i en bestemt stat, men i hele USA. Så ZPM-ledelsen forhandler i øjeblikket med franskmændene om at udvide salgsområdet.