Что может быть проще паровоза? Да тот же самый паровоз, но только с поршнями не вынесенным за пределы колес, а расположенными внутри них. В эру паровозов изготовить такой движитель не позволили бы технологии, но теперь ничто не мешает осуществлению этой простой идеи - мотор в колесе. Ну и откажемся от пара, как такового, в качестве рабочего тела будем использовать окружающую нас атмосферу, т.е. - сжатый воздух. Отсюда первое и самое главное преимущество данной идеи: ЭКОЛОГИЧНОСТЬ!
Использование кинетической энергии пружины, которую почему-то никто не хочет видеть в упор. Безукоризненная пружина — воздух! Деформация воздуха никоим образом не омрачит биологическую жизнь нашей планеты.
Итак, баллон со сжатым воздухом — вместо бензобака. Вместо бензозаправок — компрессорные станции. Заправить баллон сжатым воздухом из большого резервуара — один пшик!
Теперь мотор... Он, конечно, должен быть в колесе. Тут возможны конструкционные вариации, здесь предлагаю вниманию одну из них. Сжатый воздух из баллона - через ресивер и коммутатор - по каналам торсиона подвески подается в цилиндры, центр вращения которых смещен относительно оси колеса. Силы распределяются таким образом, что обод колеса приходит во вращение. При этом естественным образом переключается подача воздуха в нужные цилиндры и обеспечивается отвод избыточного давления из "отработавших" цилиндров. Посмотреть как все это двигается можно: http://empyros.vitebsk.net/vsk/proects/prpncar.htm
Допустим:
диаметр поршня 45 мм
ход поршня 160 мм
рабочая площадь цилиндра 1590 мм2
рабочий объем цилиндра 0, 25 л
выпускаемый объем воздуха на один оборот колеса 0,75 л
пробег пневмокара на один оборот колеса 2,2 м
расход воздуха на цикл двумя колесами 1,5 л
Объем баллона 200 л
исходное давление 200 кг/см2
Получаем максимальное усилие на поршне 3200 кг
макс. крутящий момент до 1500 кг на колесо;
для двух колес - до 3000 кг.
расчетный пробег для такого атомного режима всего 237 м
Но!
Для режима разгона (подъема в гору) полутонного авто будет достаточно рабочего давления в цилиндре 10 кг/см2.
Тогда эмпирический объем баллона
(из соотношений Бойля-Марриотта)) 4000 л
усилие на поршне 160 кг
суммарный крутящий момент для двух колес 140 кг
Расчетный пробег для данного режима 5729 м
А для крейсерского режима (поддержания скорости разогнавшегося автомобиля) довольно будет и 1 кг/см2
Эмпирический объем баллона в этом случае 40000 л
усилие на поршне 16 кг
суммарный крутящий момент для двух колес 14 кг
расчетный пробег в крейсерском режиме 57290 м
Теперь уместно вспомнить, что любая дорога предполагает также и торможение и езду под уклон. В данной конструкции нет никаких проблем для режима рекуперации энергии, т.е. мотор-колесо самым органичным образом превращается в насос и закачивает воздух в рессивер. Это означает плюс 1,5 литра воздуха на каждые 2 метра пути.
Кроме того функцию гашения колебаний колеса, которую выполняет обычно гидравлический амортизатор, можно смело доверить так же насосу. В результате и неровности дороги будут "увеличивать" общий пробег автомобиля от одной заправки.
По крайней мере, 100 км на двухсотлитровом баллоне — это реально. Вполне приемлемо для городского цикла.
Очень хороша получается конструкция: ступица колеса (речь идет о нерулевых колесах) завершает торсион, в котором организованы воздушные каналы и на которые золотниковым хвостовиком навешены рабочие цилиндры. В результате ось колеса может быть запросто подпружинена на торсионе, и ход ее по дуге (при диаметре колеса 70см) составит около 12см. Маловато, но, в принципе, достаточно. В муфте, расположенной у колеса, торсион вращается свободно, а в муфте, расположенной у пневмокоммутатора, фиксация торсиона жесткая. С помощью пневмокоммутатора осуществляется управление автомобилем. Переключение каналов подачи воздуха обеспечит торможение и задний ход. Разумеется, должен быть предусмотрен и стояночный (экстренный) тормоз, который на данном эскизе проигнорирован. Высота покрышки должна быть как можно меньше, поскольку от диаметра обода зависит рабочий ход поршней и в целом эффективность двигателя. Здесь уместны будут многокамерные покрышки.
В итоге мы получаем простой до невероятного, а стало быть, надежный модуль, включающий в себя и мотор, и трансмиссию (нужда в которой просто отпадает), и подвеску, и само колесо, и тормозную систему... И все это — пара десятков деталей! И никакой фантастики!
Итак:
ЭКОЛОГИЧНОСТЬ: да не было ничего подобного!
ПРОСТОТА: мотор, трансмиссия,
подвеска, колесо — все это
реализуется двумя десятками деталей
и много проще паровоза.
ЭФФЕКТИВНОСТЬ: сел и поехал!
Не нужно заводить и прогревать мотор,
добывать для него строго определенный
вид нефтянного продукта.
Объем салона пневмокара практически
равен его внешнему объему.
ЭКОНОМИЧНОСТЬ: кошелек владельца
пневмокара отныне напрочь забудет
о рудименте бензобака.
НАДЕЖНОСТЬ: пневмокар никогда
не "заглохнет" на перекрестке!
СЕРВИС: нет ничего проще,
чем организовать станции обслуживания пневмокаров,
на которых любой серьёзный ремонт будет сводиться
к моментальной замене недорогих колесных модулей новыми.
Накачку баллонов можно производить как централизованно,
так и в гаражах - компрессорами.
КПД: никаких потерь
на передаточных звеньях; по сути, поршень
отталкивает авто прямо от дороги.
Кроме того, полностью отсутствуют
инерционно неуравновешенные массы...
И ВООБЩЕ: данная конструкция граничит с совершенством, потому что все гениальное — просто.