Войти
The Виктор Татин На самолете 1879 года в качестве силовой установки использовался пневматический двигатель. Оригинальное судно, Musée de l'Air et de l'Espace.
Первая подводная лодка с механическим приводом , французская подводная лодка 1863 Plongeur, использовала двигатель сжатого воздуха.. Musée de la Marine (Рошфор).A пневматический двигатель (пневматический двигатель ) или пневматический двигатель - это тип двигателя, который выполняет механическую работу, расширяя сжатый воздух. Пневматические двигатели обычно преобразуют энергию сжатого воздуха в механическую работу посредством линейного или вращательного движения. Линейное движение может исходить от диафрагменного или поршневого привода, в то время как вращательное движение обеспечивается пневмодвигателем лопастного типа, поршневым пневмодвигателем, воздушной турбиной или мотор-редуктором.
Пневматические двигатели существовали во многих формах за последние два столетия, начиная от ручных двигателей до двигателей мощностью до нескольких сотен лошадиных сил. Некоторые типы полагаются на поршни и цилиндры; другие используют роторы с пазами и лопатками (лопастные двигатели), а другие используют турбины. Многие двигатели со сжатым воздухом улучшают свои характеристики за счет нагрева поступающего воздуха или самого двигателя. Пневматические двигатели получили широкое распространение в производстве ручных инструментов, но также используются стационарно в широком диапазоне промышленных применений. Предпринимаются постоянные попытки расширить их использование в транспортной отрасли. Однако пневмодвигатели должны преодолеть неэффективность, прежде чем они будут рассматриваться как жизнеспособный вариант в транспортной отрасли.
Для достижения линейного движения сжатого воздуха чаще всего используется система поршней. Сжатый воздух подается в герметичную камеру, в которой находится вал поршня. Также внутри этой камеры вокруг вала поршня намотана пружина, чтобы держать камеру полностью открытой, когда воздух не нагнетается в камеру. Когда воздух подается в камеру, сила на валу поршня начинает преодолевать силу, действующую на пружину. Чем больше воздуха подается в камеру, тем выше давление, и поршень начинает двигаться вниз по камере. Когда он достигает максимальной длины, давление воздуха сбрасывается из камеры, и пружина завершает цикл, закрывая камеру, чтобы вернуться в исходное положение.
Поршневые двигатели чаще всего используются в гидравлических системах. По сути, поршневые двигатели аналогичны гидравлическим двигателям, за исключением того, что они используются для преобразования гидравлической энергии в механическую.
Поршневые двигатели часто используются последовательно по два, три, четыре, пять, или шесть цилиндров, заключенных в корпус. Это позволяет поршням передавать больше мощности, поскольку несколько двигателей синхронизируются друг с другом в определенные моменты своего цикла.
Тип пневматического двигателя, известный как роторно-лопастной двигатель, использует воздух для создания вращательного движения на валу. Вращающийся элемент представляет собой щелевой ротор, установленный на приводном валу. Каждая прорезь ротора снабжена свободно скользящей прямоугольной лопаткой. Лопатки выдвигаются к стенкам корпуса с помощью пружин, кулачка или давления воздуха, в зависимости от конструкции двигателя. Воздух нагнетается через вход двигателя, который толкает лопатки, создавая вращательное движение центрального вала. Скорость вращения может варьироваться от 100 до 25 000 об / мин в зависимости от нескольких факторов, включая давление воздуха на входе в двигатель и диаметр корпуса.
Одно из применений лопастных пневмодвигателей - запуск крупных промышленных предприятий. дизельные или газовые двигатели. Накопленная энергия в виде сжатого воздуха, азота или природного газа поступает в герметичную камеру двигателя и оказывает давление на лопатки ротора. Это заставляет ротор вращаться с высокой скоростью. Поскольку маховик двигателя требует большого крутящего момента для запуска двигателя, используются понижающие передачи. Редукторы создают высокий крутящий момент при меньшем потреблении энергии. Эти редукторы позволяют маховику двигателя создавать достаточный крутящий момент, когда он находится в зацеплении с шестерней пневмодвигателя или пневматического стартера.
Воздушные турбины вращают фрезы в высокоскоростных стоматологических наконечниках со скоростью более 180000 об / мин, но с ограниченным крутящий момент. Турбина достаточно мала, чтобы поместиться в наконечнике наконечника без увеличения веса.
Пневматические двигатели широко применяются в ручных инструментах, гайковертах, импульсных инструментах, отвертках, гайковертах, сверлах, шлифовальных машинах, шлифовальных машинах и т. Д. Пневматические двигатели также используются стационарно в широком диапазоне промышленных применений. Хотя общая энергоэффективность пневматических инструментов низкая и для них требуется доступ к источнику сжатого воздуха, есть несколько преимуществ перед электрическими инструментами. Они предлагают большую удельную мощность (меньший пневматический двигатель может обеспечивать такую же мощность, как и более крупный электродвигатель), не требуют вспомогательного регулятора скорости (что делает его компактнее), выделяют меньше тепла и могут использоваться в более изменчивой атмосфере. поскольку они не требуют электроэнергии и не образуют искр. Их можно нагружать для остановки с полным крутящим моментом без повреждений.
Исторически многие люди пытались применить пневматические двигатели в транспортной отрасли. Гай Негре, генеральный директор и основатель Zero Pollution Motors, был пионером в этой области с конца 1980-х годов. Недавно Engineair также разработала роторный двигатель для использования в автомобилях. Engineair размещает двигатель непосредственно рядом с колесом транспортного средства и не использует промежуточных частей для передачи движения, что означает, что почти вся энергия двигателя используется для вращения колеса.
Пневматический двигатель впервые был применен на транспорте в середине 19 века. Хотя мало что известно о первом зарегистрированном транспортном средстве с сжатым воздухом, говорят, что французы Андро и Тесси из Мотэ управляли автомобилем с пневматическим двигателем на испытательном треке в Шайо, Франция, 9 июля 1840 года. сообщалось, что испытания прошли успешно, пара не стала исследовать дальнейшее расширение конструкции.
Первым успешным применением пневмодвигателя на транспорте был воздушный двигатель системы Мекарски, используемый в локомотивы. В инновационном двигателе Мекарски не было охлаждения, которое сопровождает расширение воздуха за счет нагрева воздуха в небольшом котле перед использованием. Tramway de Nantes, расположенный в Нанте, Франция, был известен тем, что первым использовал двигатели Mekarski для питания своего парка локомотивов. Трамвай начал работать 13 декабря 1879 года и продолжает работать сегодня, хотя в 1917 году пневматические трамваи были заменены более эффективными и современными электрическими трамваями.
Американец Чарльз Ходжес также добился успеха с пневматическими двигателями в локомотивной промышленности. В 1911 году он сконструировал пневматический локомотив и продал патент компании H.K. Компания Портер в Питтсбурге для использования на угольных шахтах. Поскольку в пневматических двигателях не используется горение, они были гораздо более безопасным вариантом в угольной промышленности.
Многие компании заявляют, что разрабатывают пневмоприводы, но на самом деле ни один из них не доступен для покупки или даже не продается отдельно. тестирование.
Ударные ключи, импульсные инструменты, динамометрические ключи, отвертки, сверла, шлифовальные машины, шлифовальные машины, шлифовальные машины, стоматологические сверла, шиномонтажные станки и другие пневматические инструменты используют различные пневмодвигатели. Сюда входят двигатели лопастного типа, турбины и поршневые двигатели.
Наиболее успешные ранние формы самоходных торпед использовали сжатый воздух высокого давления, хотя его заменили двигатели внутреннего или внешнего сгорания., паровые двигатели или электродвигатели.
Пневматические двигатели использовались в трамваях и маневровых транспортных средствах, и в конечном итоге они нашли успешную нишу в горнодобывающих локомотивах, хотя в конце концов их заменили подземные электропоезда. С годами конструкция усложнялась, что привело к созданию двигателя тройного расширения с промежуточными подогревателями воздух-воздух между каждой ступенью. Для получения дополнительной информации см. Беспопожарный локомотив и Система Mekarski.
Пневматический трамвай Mekarski, 1875
Пневматический локомотив с прикрепленным резервуаром под давлением, использованный при строительстве Готардского железнодорожного туннеля 1872-1880.
Пневматический локомотив фирмы HK Porter, Inc., использовавшаяся в Homestake Mine, Южная Дакота, с 1928 по 1961 год
Самолеты транспортной категории, такие как коммерческие авиалайнеры, используют стартеры на сжатом воздухе для запуска главные двигатели. Воздух подается от нагрузочного компрессора вспомогательной силовой установки самолета или от наземного оборудования.
Водяные ракеты используют сжатый воздух для приведения в действие водяной струи и создания тяги, они используются как игрушки.
Air Hogs, производитель игрушек, также использует сжатый воздух для питания поршневых двигателей игрушечных самолетов (и некоторых других игрушечных транспортных средств).
В настоящее время наблюдается определенный интерес к разработке авиационных автомобилей. Для них было предложено несколько двигателей, но ни один из них не продемонстрировал производительности и длительного срока службы, необходимых для личного транспорта.
Energine Corporation была южнокорейской компанией, которая утверждала, что поставляла полностью собранные автомобили, работающие на гибридном пневматическом и электрическом двигателе. Пневматический двигатель используется для включения генератора генератора, который увеличивает автономную работоспособность автомобиля. Генеральный директор был арестован за мошенническую рекламу пневматических двигателей с ложными утверждениями.
Австралийская компания EngineAir производит роторный двигатель, работающий на сжатом воздухе, который называется The Ди Пьетро мотор. В основе концепции двигателя Ди Пьетро лежит поворотный поршень. В отличие от существующих роторных двигателей, в двигателе Ди Пьетро используется простой цилиндрический роторный поршень (привод вала), который катится с небольшим трением внутри цилиндрического статора.
Его можно использовать в лодках, автомобилях, грузовиках и т. Д. другие автомобили. Только давление 1 psi (≈ 6,8 кПа ) необходимо для преодоления трения. Двигатель также был показан в программе ABC New Inventors в Австралии 24 марта 2004 года.
K'Airmobiles планировалось коммерциализировать на основе проекта, разработанного во Франции в 2006 году. -2007 небольшой группой исследователей. Однако собрать необходимые средства проекту так и не удалось.
Люди должны отметить, что тем временем команда осознала физическую невозможность использования хранимого на борту сжатого воздуха из-за его низкой энергоемкости и тепловых потерь в результате расширения газа.
В наши дни, используя запатентованный генератор K'Air Generator, преобразованный для работы в качестве двигателя на сжатом газе, проект должен быть запущен в 2010 году, благодаря группе инвесторов из Северной Америки, но для цель разработки в первую очередь энергосистемы, использующей экологически чистую энергию.
В исходном воздушном двигателе Nègre один поршень сжимает воздух из атмосферы для смешивания с накопленным сжатым воздухом (который резко остынет по мере расширения). Эта смесь приводит в движение второй поршень, обеспечивая реальную мощность двигателя. Двигатель MDI работает с постоянным крутящим моментом, и единственный способ изменить крутящий момент на колеса - использовать шкивную передачу с постоянным изменением, теряя некоторую эффективность. Когда автомобиль остановлен, двигатель MDI должен был работать, теряя энергию. В 2001-2004 гг. MDI перешел на конструкцию, аналогичную описанной в патентах Регуши (см. Ниже), датируемых 1990 г.
В 2008 г. сообщалось, что индийский производитель автомобилей Tata рассматривал сжатый MDI-материал. воздушный двигатель в качестве опции на недорогих автомобилях Nano. В 2009 году компания Tata объявила, что разработка автомобиля, работающего на сжатом воздухе, оказывается сложной из-за его малого диапазона и проблем с низкими температурами двигателя.
Пневматический квазитурбинный двигатель сжатый воздух роторный двигатель без поршня с ромбовидной формой ротор, стороны которого шарнирно соединены в вершинах.
Квазитурбина продемонстрировала как пневматический двигатель, использующий накопленный сжатый воздух
Он также может использовать преимущества усиления энергии, возможного за счет использования доступного внешнего тепла, например солнечная энергия.
Квазитурбина вращается от давления всего 0,1 атм (1,47 фунта на квадратный дюйм).
Поскольку квазитурбина - это двигатель чистого расширения, в то время как Ванкель и большинство других роторных двигателей - нет, она хорошо подходит в качестве двигателя со сжатой жидкостью, пневматического двигателя или пневмодвигателя.
Пневматический двигатель Армандо Регуши соединяет систему трансмиссии непосредственно с колесом и имеет переменный крутящий момент от нуля до максимума, повышая эффективность. Патенты Регуши датируются 1990 годом.
Psycho-Active разрабатывает многотопливное / воздушно-гибридное шасси, которое должно служить основой для линейки автомобилей. Заявленная производительность - 50 л.с. / л. Пневматический двигатель, который они используют, называется DBRE или Ducted Blade Rotary Engine.
Милтон М. Конгер в 1881 году запатентовал и предположительно построил двигатель, работающий на сжатом воздухе или паре, который использует гибкую трубку, которая будет образовывать клиновидную или наклонную стенку или упор в задней части тангенциального подшипника колеса, и приводить его в движение с большей или меньшей скорость в зависимости от давления движущей среды.
Связанные со СМИ на Пневматический двигатель на Wikimedia Commons