Пневматический мотор

Victor Tatin 's 1879 Aéroplane использовал двигатель сжатого воздуха для движения. Оригинальное ремесло, в музее воздуха и космической космос .

Первая подводная лодка с механическим питанием , французская подводная лодка 1863 года , использовала двигатель сжатого воздуха. Музей де ла Марин (Рошфор) .

( Пневматический двигатель воздушный двигатель ) или двигатель сжатого воздуха -это тип двигателя , который выполняет механические работы , расширяя сжатый воздух . Пневматические двигатели обычно преобразуют энергию сжатого воздуха в механическую работу с помощью линейного или вращающегося движения. Линейное движение может исходить от диафрагмы или привода поршня, в то время как вращательное движение поставляется либо воздушным двигателем, воздушным двигателем поршня, воздушным двигателем поршня, воздушной турбиной или двигателем шестерни.

Пневматические двигатели существовали во многих формах за последние два столетия, в размерах от ручных двигателей до двигателей до нескольких сотен лошадиных сил. Некоторые типы полагаются на поршни и цилиндры; Другие на вылоненных роторах с лопастями (моторными моторами) и другими используют турбины. Многие двигатели сжатого воздуха улучшают свои характеристики, нагревая входящий воздух или сам двигатель. Пневматические двигатели нашли широкий успех в индустрии ручной работы, но также используются стационарными в широком спектре промышленных применений. Предпринимаются постоянные попытки расширить их использование в транспортную отрасль. Тем не менее, пневматические двигатели должны преодолеть неэффективность, прежде чем рассматриваться как жизнеспособный вариант в транспортной отрасли.

Классификация

Линейный

Чтобы достичь линейного движения от сжатого воздуха, чаще всего используется система поршней. Сжатый воздух подается в воздушную камеру, в которой находится вал поршня. Кроме того, внутри этой камеры пружина свернута вокруг вала поршня, чтобы удерживать камеру полностью открытой, когда воздух не закачивается в камеру. Поскольку воздух подается в камеру, сила на поршневом валу начинает преодолевать силу, применяемую на пружине. По мере того, как в камере подается больше воздуха, давление увеличивается, и поршень начинает двигаться вниз по камере. Когда он достигает максимальной длины, давление воздуха высвобождается из камеры, а пружина завершает цикл, закрыв камеру, чтобы вернуться в исходное положение.

Поршневые двигатели наиболее часто используются в гидравлических системах. По сути, поршневые двигатели такие же, как гидравлические двигатели, за исключением того, что они используются для преобразования гидравлической энергии в механическую энергия

Поршневые двигатели часто используются последовательно из двух, трех, четырех, пяти или шести цилиндров, которые заключены в жилье. Это позволяет доставлять больше власти поршнями, потому что несколько двигателей синхронизируются друг с другом в определенное время их цикла.

Практическая механическая эффективность, полученная с помощью поршневого воздушного двигателя, составляет от 40 до 50%.

Робот -роботеспиан с линейными двигателями в бицепсе

Ротари Vane Motors

Тяговой тип мотор

Тип пневматического двигателя, известный как вращающийся мотор -двигатель, использует воздух для получения вращательного движения к валу. Вращающийся элемент представляет собой прорезированный ротор, который монтируется на приводном валу. Каждый слот ротора оснащен свободно раздвижным прямоугольным лопатом. Лопачки распространяются на стены корпуса, используя пружины, действие CAM или давление воздуха, в зависимости от конструкции двигателя. Воздух прокачивается через вход двигателя, который нажимает на лопасти, создавая вращательное движение центрального вала. Скорость вращения может варьироваться от 100 до 25 000 об / мин в зависимости от нескольких факторов, которые включают количество давления воздуха на входе двигателя и диаметр корпуса.

Одним из приложений для воздушных двигателей типа Vane является создание крупных промышленных дизельных или природных газовых двигателей. Храненная энергия в форме сжатого воздуха, азота или природного газа входит в герметичную моторную камеру и оказывает давление на лопасти ротора. Это приводит к тому, что ротор поворачивается на высокой скорости. Поскольку для запуска двигателя требуется много крутящего момента, используются редукторы. Результативные шестерни создают высокие уровни крутящего момента с более низким количеством ввода энергии. Эти редукторы позволяют генерировать достаточный крутящий момент двигателем, в то время как он вовлечен шестерней воздушного двигателя или воздушного стартера.

Турбинные двигатели

Воздушные турбины вращаются руках в высокоскоростных стоматологических , на скоростях более 180 000 об / мин, но с ограниченным крутящим моментом . Турбина достаточно маленькая, чтобы поместиться в кончике хвостовой шерсти , не добавляя веса.

Приложение

Широко распространенное применение пневматических двигателей заключается в ручных инструментах, ударных ключах, импульсных инструментах, отвертках, бегунах с гайками, упражнениями, шлифоваторами, шлифоваторами и так далее. Пневматические двигатели также используются стационарными в широком спектре промышленных применений. Хотя общая энергоэффективность пневматических инструментов низкая, и они требуют доступа к источнику сжатого воздуха, существует несколько преимуществ по сравнению с электрическими инструментами. Они предлагают большую плотность мощности (меньший пневматический двигатель может обеспечить такое же количество мощности, что и более крупный электродвигатель), не требует вспомогательного контроллера скорости (добавление к его компактности), генерировать меньше тепла и может использоваться в более летучих атмосферах Поскольку они не требуют электроэнергии и не создавайте искры. Они могут быть загружены, чтобы остановиться с полным крутящим моментом без повреждений. Эффективность вращающегося поршневого двигателя сильно зависит от потери механической энергии. Значение механических потерь, согласно различным оценкам, может составлять 20% от энергии, поставляемой двигателю. В то же время экспериментально показано, что эффективность двигателя может быть увеличена за счет использования антифриционных добавок к смазывающему маслу.

Исторически многие люди пытались применить пневматические двигатели в транспортную промышленность. Гай Негер, генеральный директор и основатель Zero Allution Motors, впервые заканчивал эту область с конца 1980 -х годов. Недавно Engineair также разработал вращающийся двигатель для использования в автомобилях. Engineair помещает двигатель непосредственно рядом с колесом транспортного средства и не использует промежуточные детали для передачи движения, что означает, что почти вся энергия двигателя используется для вращения колеса.

История в транспорте

Пневматический двигатель был впервые применен на поле транспорта в середине 19-го века. Хотя мало что известно о первом зарегистрированном транспортном средстве сжатого воздуха, говорят, что французы Андрауд и Тесси из Motay управляли автомобилем с пневматическим мотор Сообщалось, что была успешной, пара не изучала дальнейшее расширение дизайна.

Первым успешным применением пневматического двигателя в транспортировке был воздушный двигатель Mekarski System, используемый в локомотивах. Инновационный двигатель Мекарски преодолел охлаждение, которое сопровождает расширение воздуха путем нагревания воздуха в небольшом котле перед использованием. Tramway de Nantes , расположенный в Нант, Франция, был отмечен тем, что он был первым, кто использовал двигатели Mekarski для питания своего парка локомотивов. Трамвай начал работу 13 декабря 1879 года и продолжает работать сегодня, хотя пневматические трамваи были заменены в 1917 году более эффективными и современными электрическими трамваями.

Американский Чарльз Ходжес также добился успеха с пневматическими двигателями в локомотивной промышленности. В 1911 году он разработал пневматический локомотив и продал патент компании HK Porter в Питтсбурге для использования в угольных шахтах. Поскольку пневматические двигатели не используют сжигание, они были гораздо более безопасным вариантом в угольной промышленности.

Много компаний Утверждайте, что они разрабатывают автомобили сжатого воздуха , но ни один из них фактически не доступен для покупки или даже независимого тестирования.

Инструменты

Ударные гаечные ключи , импульсные инструменты, крутящие ключи , отвертки , сверла , шлифовальные машины , шлифовальные машины , шлифовальные средства , зубные учения , смены шин и другие пневматические инструменты используют различные воздушные двигатели . К ним относятся двигатели типа лопата, турбины и поршневые двигатели.

Торпеды

Наиболее успешные ранние формы самоходных торпед использовали сжатый воздух с высоким давлением , хотя это было заменено внутренним или внешним сжиганием, паровыми двигателями (обусловленными каталитическим разложением перекиси водорода) или электродвигателями.

Железные дороги

Двигатели сжатого воздуха использовались в трамваях и шунтерах и в конечном итоге обнаружили успешную нишу в горнодобывающих локомотивах, хотя в итоге они были заменены электрическими поездами, под землей. За прошедшие годы проекты увеличивались в сложности, что приводит к тройному двигателю расширения с режиатерами воздуха-воздуха между каждым этапом. Для получения дополнительной информации см. Система «Беспорный локомотив» и Mekarski .

• 
  Мекарски сжатый воздушный трамвай, 1875
• 
  Пневматический локомотив с прикрепленным контейнером давления, используемым во время строительства железнодорожного туннеля Gotthard 1872-1880.
• 
  Сжатый воздушный локомотив от HK Porter, Inc., используемый на руднике Homestake , Южная Дакота, между 1928 и 1961 годами

Полет

Водяные ракеты используют сжатый воздух для питания их водной струи и генерируют тягу, они используются в качестве игрушек.

Air Hogs , игрушечный бренд, также использует сжатые воздушные двигатели для поршневых поршневых двигателей в игрушечных самолетах (и некоторых других игрушечных транспортных средствах).

Автомобиль

Основная статья: транспортное средство сжатого воздуха

В настоящее время есть некоторый интерес к разработке воздушных автомобилей . Для них было предложено несколько двигателей, хотя ни один из них не продемонстрировал производительность и долгую жизнь, необходимую для личного транспорта.

Энергин

Energine Corporation была южнокорейской компанией, которая утверждала, что доставляла полностью собранные автомобили, работающие на гибридном сжатом воздушном и электрическом двигателе. Двигатель сжатого воздуха используется для активации генератора , который расширяет автономную эксплуатационную емкость автомобиля. Генеральный директор был арестован за мошенническое продвижение Air Motors с ложными претензиями.

Энгинаир

Engineair, австралийская компания, создает вращающийся двигатель, работающий на сжатый воздух, называемый Di Pietro Motor . Концепция моторики Di Pietro основана на роторном поршне. В отличие от существующих вращающихся двигателей, двигатель Di Pietro использует простой цилиндрический вращающийся поршень (драйвер вала), который катятся, с небольшим трением, внутри цилиндрического статора.

Его можно использовать в лодках, автомобилях, перевозчиках бремени и других транспортных средствах. Для преодоления трения требуется только 1 кв. Дюйм (≈ 6,8 кПа ) давления. Двигатель также был представлен в новой программе ABC's Inventors в Австралии 24 марта 2004 года.

K'airmobiles

Транспортные средства K'airmobiles были предназначены для коммерциализации из проекта, разработанного во Франции в 2006–2007 годах небольшой группой исследователей. Тем не менее, проект не смог собрать необходимые средства.

Люди должны отметить, что, тем временем, команда признала физическую невозможность использования встроенного сжатого воздуха из-за его плохой энергии и тепловых потерь, возникающих в результате расширения газа.

В наши дни, используя патентный ожидающий «генератор K'air», конвертированный для работы в качестве мотор сжатого газа, проект должен быть запущен в 2010 году благодаря североамериканской группе инвесторов, но с целью разработки первого зеленого Система энергетики.

MDI

Основная статья: Motor Development International

В оригинальном воздушном двигателе Nègre один поршень сжимает воздух из атмосферы, чтобы смешать с сохраненным сжатым воздухом (который резко охлаждает по мере расширения). Эта смесь управляет вторым поршнем, обеспечивая фактическую мощность двигателя. Двигатель MDI работает с постоянным крутящим моментом, и единственный способ изменить крутящий момент на колеса - это использовать передачу шкива постоянного изменения, потеряв некоторую эффективность. Когда автомобиль остановлен, двигатель MDI должен был быть включен и работал, теряя энергию. В 2001–2004 годах MDI переключилась на дизайн, аналогичный описанному в патентах Regusci (см. Ниже), которая датируется 1990 году.

В 2008 году сообщалось, что производитель индийских автомобилей Tata рассматривал двигатель MDI сжатого воздуха в качестве опции на своих низкованных нано-автомобилях. В 2009 году Tata объявила, что автомобиль сжатого воздуха оказался трудно развивать из-за его низкого диапазона и проблем с низкими температурами двигателя.

Почтирбан

Основная статья: квазитурбин

Пневматический квазитурбинный двигатель представляет собой сжатого воздуха вращающийся двигатель без ромбоидальной формы, , использующий ротор чьи стороны шарнируют на вершинах.

Квазитурбин продемонстрировала в виде пневматического двигателя с использованием сохраненного сжатого воздуха.

Он также может воспользоваться преимуществами усиления энергии, возможно, от использования доступного внешнего тепла, такого как солнечная энергия .

Квазитурбин вращается от давления до 0,1 атм (1,47 фунта).

Поскольку квазитурбин является чистым двигателем расширения, в то время как Wankel и большинство других вращающихся двигателей не являются, он хорошо подходит как сжатый двигатель жидкости, воздушный двигатель или воздушный двигатель.

Regusci

Версия воздушного двигателя Armando Reguscici объединяет систему трансмиссии непосредственно к колесу и имеет переменный крутящий момент от нуля до максимальной, повышающей эффективность. Патенты Регуски датируются 1990 году.

Команда психо-активная

Psycho-Active разрабатывает многотолочное/воздушное шасси, которое предназначено для того, чтобы служить основой для линии автомобилей. Заявленная производительность составляет 50 л.с./литр. Сжатый воздушный двигатель, который они используют, называется DBRE или канальный вращающийся вращающийся двигатель.

Неснациональные конструкции воздушного двигателя

Conger Motor

Милтон М. Конгер в 1881 году запатентовал и предположительно построил двигатель, который убегал с сжатого воздуха или пар, которые используют гибкую трубку , которая образует клинообразную или наклонную стену или абатмент в задней части тангенциального подшипника колеса и продвигает ее с большей или меньшей скоростью в соответствии с давлением двигательной среды.

Смотрите также

• Анджело ди Пьетро (изобретатель)
• Хранение энергии сжатого воздуха
• Компрессор
• ПРО ЦИКСОН ЭРИКССОН ; Изменение двигателя сжатого воздуха, который использует топливо для сжатия воздуха, который затем немедленно вводится в двигатель
• Чикагский пневматический
• Саймон Ингерсолл
• Атлас Копо

Внешние ссылки

• СМИ, связанные с пневматическим мотором в Wikimedia Commons