Silnik pneumatyczny

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

Silnik pneumatyczny – maszyna pneumatyczna (silnik), przetwarzająca energię sprężonego powietrza lub innego gazu na ruch obrotowy lub postępowy. Silniki są podobne do silników parowych, jako że pracę wykonuje dostarczony z zewnątrz sprężony gaz. Małe, jednocylindrowe silniki modelarskie są stosowane do napędzania modeli samolotów.

Akumulator elektryczny – rodzaj ogniwa galwanicznego, które może być wielokrotnie użytkowane i ładowane prądem elektrycznym. Wszystkie rodzaje akumulatorów elektrycznych gromadzą i później uwalniają energię elektryczną dzięki odwracalnym reakcjom chemicznym zachodzącym w elektrolicie oraz na styku elektrolitu i elektrod.Pneumatyka – nauka, będąca działem inżynierii mechanicznej, zajmująca się konstruowaniem i praktycznym wykorzystaniem urządzeń, w których przekazywanie energii i sterowanie realizowane jest za pomocą sprężonego powietrza (bądź innego gazu o podobnych właściwościach) jako czynnika roboczego.

Silnik pneumatyczny nie emituje szkodliwych zanieczyszczeń do atmosfery, jednak sprężenie powietrza wymaga energii, zazwyczaj uzyskiwanej metodami, które takie zanieczyszczenia emitują.

Historia[ | edytuj kod]

Historyczna lokomotywa napędzana silnikiem pneumatycznym

Silnik pneumatyczny i pomysł użycia powietrza jako nośnika energii nie są nowe. Ich rozwój nastąpił w XIX wieku m.in. za sprawą prac konstrukcyjnych i pomysłów Ludwika Mękarskiego. Silniki zasilane sprężonym powietrzem były używane wówczas do zasilania lokomotyw w kopalniach oraz do napędu tramwajów. Silniki pneumatyczne były i wciąż są używane do rozruchu silników spalinowych w samochodach wyścigowych. Małe silniki pneumatyczne są powszechnie używane do napędu narzędzi ręcznych, takich jak wiertarki, młoty udarowe, szlifierki, klucze itp., zwłaszcza do pracy w środowisku, gdzie iskra od napędu elektrycznego czy spalinowego mogłaby spowodować pożar.

Smarowanie – doprowadzenie smaru stałego (plastycznego), ciekłego (oleju), ciała stałego (np. dwusiarczek molibdenu, grafit) bądź gazowego w miejsce styku współpracujących części maszyn lub urządzeń. Przy konstrukcji poszczególnych węzłów tarcia, należy przewidzieć odpowiednie smarowanie, gdyż ma ono decydujący wpływ na zużycie cierne a tym samym ich niezawodność i trwałość oraz na straty mocy (dyssypację). Środek smarny jest częścią konstrukcyjną maszyny. Najkorzystniejsze smarowanie uzyskuje się dzięki środkom smarnym płynnym, gdyż najłatwiej i najprecyzyjniej można je doprowadzić do węzłów tarcia.Tramwaj (z ang. tramway – linia tramwajowa, tram – tramwaj) – pasażerski lub towarowy pojazd szynowy zaprojektowany do eksploatacji na linii tramwajowej.

W 1988 roku Dennis Lee twierdził w swoich materiałach reklamowych, że dysponuje wydajnym silnikiem pneumatycznym.

W 1991 r. Guy Nègre wynalazł silnik z podwójnym zasilaniem. Mógł on działać zarówno na sprężone powietrze, jak i na zwykłe paliwo. Przez 15 lat badań dokonał się rozwój. Propagatorzy twierdzą, że silniki pneumatyczne są konkurencyjne w stosunku do współczesnych silników spalinowych oraz że zastosowanie silnika pneumatycznego czyni samochód lżejszym.

Samolot – statek powietrzny cięższy od powietrza (aerodyna), utrzymujący się w powietrzu dzięki wytwarzanej sile nośnej za pomocą nieruchomych, w danych warunkach względem statku, skrzydeł. Ciąg potrzebny do utrzymania prędkości w locie poziomym wytwarzany jest przez jeden lub więcej silników.Turbina wiatrowa, silnik wiatrowy, wieża wiatrowa, siłownia wiatrowa, generator wiatrowy – urządzenie zamieniające energię kinetyczną wiatru na pracę mechaniczną w postaci ruchu obrotowego wirnika. Mylnie nazywana elektrownią wiatrową – turbina wiatrowa stanowi zasadniczy element elektrowni wiatrowej.

Konstruktorzy pracujący nad rozwojem tych silników doprowadzili je do etapu dostępności marketingowej poprzez swoje firmy:

  • Guy Nègre – MDI,
  • Armando Regusci – RegusciAir,
  • Angelo Di Pietro – EngineAir,
  • Chul-Seung Cho – Energine.
  • Jednym z ostatnich osiągnięć w dziedzinie wykorzystania sprężonego powietrza do napędu silników jest konstrukcja francuskiego inżyniera Guya Nègre’a. Podobne rozwiązania są rozwijane przez urugwajskiego inżyniera Armando Regusci, Australijczyka Angelo Di Pietro oraz Koreańczyka Chul-Seunga Cho.

    Australia (Związek Australijski, Commonwealth of Australia) – państwo położone na półkuli południowej, obejmujące najmniejszy kontynent świata, wyspę Tasmanię i inne znacznie mniejsze wyspy na Oceanie Indyjskim i Spokojnym. Jedyny kraj, który obejmuje cały kontynent. Siłą rzeczy nie posiada granic lądowych z żadnym państwem.Silnik spalinowy – silnik wykorzystujący sprężanie i rozprężanie czynnika termodynamicznego (gazu) do wytworzenia momentu obrotowego lub siły. Sprężany jest gaz "zimny", a rozprężany — "gorący". Do sprężenia gazu zimnego zużywana jest mniejsza ilość energii mechanicznej niż uzyskuje się z rozprężania. Z tego powodu energia uzyskana z rozprężania zużywana jest do sprężania gazu i do napędu dowolnej maszyny. Gorący gaz uzyskuje się w wyniku spalenia paliwa, stąd nazwa: silnik spalinowy.

    Mimo zainteresowania żadna z firm nie wdrożyła dotąd pojazdu do masowej produkcji. Sprawnie działający pojazd zasilany sprężonym powietrzem miałby wszystkie zalety samochodu elektrycznego i dodatkową – uzupełnianie zużytej energii trwałoby kilka minut zamiast godzin potrzebnych do naładowania baterii akumulatorów.

    Powietrze (łac. aër) – mieszanina gazów i aerozoli składająca się na atmosferę ziemską. Pojęcie jest stosowane przede wszystkim w odniesieniu do tej części powłoki gazowej, której chemiczny skład jest wyrównany wskutek cyrkulacji gazów w troposferze (zob. homosfera, warstwa o grubości do 100 km), bywa jednak odnoszone również do wszystkich sfer ziemskiej atmosfery, o różnym składzie chemicznym i właściwościach fizycznych.Energia gr. ενεργεια (energeia) – skalarna wielkość fizyczna charakteryzująca stan układu fizycznego (materii) jako jego zdolność do wykonania pracy.

    Budowa[ | edytuj kod]

    W tłokowym silniku pneumatycznym sprężone powietrze działając na tłok porusza go. Źródłem sprężonego powietrza pod ciśnieniem 20 MPa jest kompozytowy zbiornik z włókna węglowego. Do cylindrów powietrze dostarczane jest przez system podobny do konwencjonalnego wtrysku. Unikatowa konstrukcja wału korbowego zwiększa czas, podczas którego ładunek powietrza jest ogrzewany ciepłem z otoczenia. Sprawność urządzenia poprawiona jest poprzez użycie ciepła z otoczenia o normalnej temperaturze do ogrzania zimnego rozprężającego się powietrza. To nieadiabatyczne rozprężenie przyczynia się do dużego zwiększenia sprawności silnika. Jedynym gazem wydechowym jest zimne powietrze (–15 °C), które może być także użyte w klimatyzacji auta.

    Sprawność – skalarna bezwymiarowa wielkość fizyczna określająca w jakim stopniu urządzenie, organizm lub proces przekształca energię występującą w jednej postaci w energię w innej postaci, stosunek wartości wielkości wydawanej przez układ do wartości tej samej wielkości dostarczanej do tego samego układu.Argentyna (Argentina, Republika Argentyńska – República Argentina) – państwo w Ameryce Południowej, nad południowym Atlantykiem. Graniczy z Chile na zachodzie, Boliwią i Paragwajem na północy, Brazylią i Urugwajem na północnym wschodzie. Argentyna rości pretensje do archipelagu Falklandów oraz części Antarktydy. Nazwa pochodzi od łacińskiego argentum (srebro), którym Indianie obdarowali hiszpańskich rozbitków Juana Díaza de Solís. Pod względem wielkości Argentyna jest ósmym krajem na świecie i drugim w Ameryce Południowej (biorąc pod uwagę liczbę ludności i powierzchnię), jednakże biorąc pod uwagę także terytoria sporne do których Argentyna rości pretensje: Falklandy/Malwiny, Georgię Południową, Sandwich Południowy, Islas Auroras wraz z Orkadami Południowymi, Szetlandami Południowymi oraz z częścią Antarktydy administrowanej przez Argentynę na mocy Traktatu Antarktycznego powierzchnia łączna kraju wynosi 3 761 274 km², co czyni kraj ten ósmym na świecie pod względem powierzchni. Terytorium kraju podzielone jest na 23 prowincje i jedno miasto autonomiczne – stolica kraju Buenos Aires. Argentyna jest członkiem – założycielem Unii Narodów Południowoamerykańskich oraz Mercosur, a także członkiem Organizacji Państw Iberoamerykańskich, Banku Światowego, Światowej Organizacji Handlu, grupy krajów G15 oraz G20. Kraj uznawany jest za mocarstwo lokalne z bardzo wysokim wskaźnikiem rozwoju społecznego. W Ameryce Łacińskiej kraj ten ma piąty nominalny PKB na mieszkańca i najwyższy PKB mierzony parytetem siły nabywczej. Według analityków kraj ten zaklasyfikowany jest do rynków wschodzących, ze względu na wielkość, wysoki wzrost gospodarczy, poziom bezpośrednich inwestycji zagranicznych czy eksport w całości wytworzonych usług i towarów.

    W zastosowaniach praktycznych w transporcie należy wskazać pewne problemy techniczne silnika pneumatycznego:

  • Rozszerzanie sprężonego powietrza powoduje jego oziębienie, które zmniejsza sprawność (zobacz równanie Clapeyrona). To oziębienie zmniejsza ilość energii, która może być odzyskana przez rozprężenie. Aby temu zapobiec silniki ogrzewa się ciepłem z otoczenia, poprawiając wykorzystanie energii sprężonego powietrza.
  • Dla odmiany, sprężanie powietrza przez pompy podgrzewa powietrze. Jeśli to ciepło nie zostanie odzyskane przyczynia się do dalszych strat mocy redukując wydajność.
  • Magazynowanie powietrza pod wysokim ciśnieniem wymaga wytrzymałych zbiorników, które jeśli nie są wykonane z drogich materiałów (np. włókna węglowego), są ciężkie i ograniczają sprawność pojazdu.
  • Odzysk energii pojazdu podczas hamowania przez sprężanie powietrza także wytwarza ciepło, które powinno być wykorzystywane dla poprawienia sprawności.
  • Sprężone powietrze ma niską gęstość magazynowanej energii. Do przejechania 300 km, przy zużyciu energii analogicznym do typowego samochodu osobowego, potrzeba 900 kg sprężonego powietrza objętości 2,5 m³ (przy ciśnieniu 30 MPa).
  • W silniku Negre’a tłok w jednym cylindrze spręża powietrze pobierane z atmosfery, gromadząc je w małym zbiorniku, który zasila zbiornik wysokiego ciśnienia małą porcją powietrza. Później to powietrze jest przesyłane do drugiego cylindra, gdzie wykonuje pracę. Podczas sprężania powietrza w celu jego ogrzania zachodzi strata energii. Dzieje się tak dlatego, że owa porcja powietrza nie może otrzymać energii z otoczenia, które jest zimniejsze. Ponadto powietrze musi się natychmiast rozprężyć ponieważ silnik ma system korbowy. Silnik Negre’a pracuje ze stałym momentem obrotowym. Jedynym sposobem przekazania zmiennego momentu do kół jest użycie przekładni o zmiennym przełożeniu, w której również występują straty energii. Kiedy samochód zatrzyma się, silnik Negre’a musi nadal pracować, tracąc energię. Wersja Armando Regusci silnika pneumatycznego ma pewne zalety w porównaniu do oryginalnego silnika Guy Negre. W wersji Regusciego silnik napędza bezpośrednio koła. Przekazywany moment może się zmieniać od zera do maksimum.

    Infrastruktura techniczna - urządzenia, sieci przesyłowe i związane z nimi obiekty świadczące niezbędne i podstawowe usługi dla określonej jednostki przestrzenno-gospodarczej (osiedla, dzielnicy, miasta, zakładu przemysłowego itp.) w zakresie energetyki, dostarczania ciepła, wody, usuwania ścieków i odpadów, transportu, teletechniki itp.Klimatyzacja – proces wymiany powietrza w pomieszczeniu, mający na celu utrzymywanie zadanych warunków klimatycznych, czyli odpowiedniego zakresu temperatur i wilgotności powietrza, zapewniających dogodne warunki do pracy i funkcjonowania człowieka (warunki komfortu) lub optymalne warunki dla określonego procesu przemysłowego (np. w przemyśle elektronicznym).

    W 2004 roku Guy Negre porzucił swój oryginalny projekt i zaproponował nowe rozwiązanie, które jak twierdził wynalazł w 2001 roku. Jednak okazało się ono identyczne z rozwiązanem Armando Regusciego opatentowanego w 1989 roku w Urugwaju pod numerem 22976 i w 1990 r. w Argentynie. W patentach tych wspomina się użycie silników elektrycznych do sprężania powietrza.

    Urugwaj (Uruguay, Wschodnia Republika Urugwaju – República Oriental del Uruguay) – państwo w Ameryce Południowej, nad Atlantykiem, graniczące z Argentyną od zachodu i Brazylią od północy. Stolicą państwa jest Montevideo, port atlantycki u ujścia La Platy. Po drugiej stronie tego estuarium leży stolica Argentyny – Buenos Aires. Dawniej Urugwaj stanowił część Wicekrólestwa La Platy i nosił nazwę Banda Oriental (Brzeg Wschodni).Marketing – handel aktywny, wychodzący naprzeciw potrzebom klienta, próbujący odgadnąć skryte potrzeby klienta, usiłujący te potrzeby uświadamiać oraz pobudzać, a nawet kreować i zaspokajać je. Pojęcie marketingu zdefiniowano po raz pierwszy w 1941 roku i opisano je jako „prowadzenie działalności gospodarczej, odnoszącej się do przepływu towarów i usług od producenta do konsumenta lub użytkownika”.


    Podstrony: 1 [2] [3] [4]




    Warto wiedzieć że... beta

    Równanie Clapeyrona, równanie stanu gazu doskonałego to równanie stanu opisujące związek pomiędzy temperaturą, ciśnieniem i objętością gazu doskonałego, a w sposób przybliżony opisujący gazy rzeczywiste. Sformułowane zostało w 1834 roku przez Benoîta Clapeyrona. Prawo to można wyrazić wzorem
    Silnik na dwutlenek węgla – silnik mechaniczny, tłokowy zmieniający energię rozprężającego się gazu (CO2) na energię mechaniczną. Prosty i mało wydajny – stosowany ze względu na swoją małą masę w modelarstwie.
    Emisja zanieczyszczeń - to wprowadzanie do środowiska wytworów działalności człowieka (zanieczyszczeń), a w szczególności:
    Moteur Developpement International - luksemburskie przedsiębiorstwo z siedzibą w Carros we Francji. Główną jego działalnością jest projektowanie, rozwijanie i przygotowywanie do produkcji (przygotowywanie prototypów) samochodów na sprężone powietrze.
    Moment siły (moment obrotowy) siły F względem punktu O – iloczyn wektorowy promienia wodzącego r, o początku w punkcie O i końcu w punkcie przyłożenia siły, oraz siły F:
    Wał korbowy (lub wał wykorbiony) – rodzaj wału, posiadającego czopy przesunięte względem swojej osi. Służy zwykle do zamiany ruchu posuwisto-zwrotnego na obrotowy, będąc elementem mechanizmu korbowego.
    Ruch obrotowy bryły sztywnej to taki ruch, w którym wszystkie punkty bryły poruszają się po okręgach o środkach leżących na jednej prostej zwanej osią obrotu. Np. ruch Ziemi wokół własnej osi. Jest to ruch złożony z ruchu postępowego środka masy danego ciała oraz ruchu obrotowego względem pewnej osi. Środek masy ciała można uważać za punkt materialny. Do opisania ruchu obrotowego używa się odmiennych pojęć od używanych do opisania ruchu postępowego.

    Reklama