Вместо бензина – воздух

Через два года после презентации нового типа автомобильного двигателя с нулевым загрязнением атмосферы в ряде стран уже налаживается производство городских автомобилей с силовым агрегатом, работающем на сжатом воздухе, а российские специалисты всерьез думают о покупке лицензии на эту новинку.

Брат-пикап

Мысль о том, что сжатый воздух может приводить в действие небольшой автомобильный мотор пришла в голову разработчику пневмостартеров для болидов «Формулы-1» и авиамоторов, автору 70 патентов инженеру Гаю Негру, работающему на французской фирме MDI (Motor Development International) еще в 1991 г. Сейчас он проводит патентование своей конструкции такого двигателя, а заодно и конструкций разработанной им серии городских автомобилей, наилучшим образом способных составить «альянс» с его двигателем. Им разработана уникальная концепция развития производства подобных машин, которая может быть реализована в самом ближайшем будущем.

Гай Негр вместе со своими коллегами предлагает различным странам обратить внимание на его детище, демонстрируя специалистам почти готовый к запуску автозавод, рассчитанный на производство 2 000 автомобилей в год. «Демонстрационное» предприятие занимает 12 тыс. м², включая в себя само здание, занимающее 4 тыс. м², техническое бюро – 245 м² и выставочный комплекс площадью 160 м². Каждые 50 минут из его ворот должна выходить новая машина с двигателем, работающим на сжатом воздухе. Пока стоимость машины определена в 10 тыс. долларов, а число работающих на заводе ограничено 65 специалистами.

Своеобразная внешность требует оригинального интерьера

Гай Негр продает лицензию на свой мотор и свои автомобили вместе с документацией на завод. Этим предложением уже заинтересовались специалисты Мексики, США, Испании, Италии, КНР, Сингапура, России и ряда других государств. Число стран, заказавших заводы у MDI к началу 2002 г., достигло 79, из них 9 уже внесли авансовые платежи. Продажа заводов вместе с лицензией является непреложным условием на переговорах, которые ведет Гай Негр, при этом он отказывается от любых предложений по организации совместных предприятий. Посетившие его фирму российские инженеры считают, что сотрудничество с изобретателем и изучение его разработок могло бы принести и России определенную пользу.

Оригинальный мотор

Так как же функционирует мотор Гая Негра? Давайте познакомимся с принципом его работы и устройством, однако перед этим стоит заметить, что сама его идея – «хорошо забытое» старое, вновь переживающее свое рождение. Ведь даже у последнего русского царя Николая II в гараже один из автомобилей имел пневмосистему и специальную систему газораспределения, превращающую обычный бензиновый мотор тех лет в пневмодвигатель. Сделано это было для дополнительной «страховки», т.е. в случае отказа мотора его можно было мгновенно заставить работать на сжатом воздухе и осуществить доставку царя вовремя, без задержки.

Такси: ну очень дешевые километры

Итак, двигатель, созданный Г. Негром и защищенный патентами, имеет два основных оппозитно расположенных цилиндра рабочим объемом 1 197 см³. Он оснащен электронной системой управления впрыском сжатого воздуха и развивает 25 л.с. при 3 500 об/мин. Диаметр цилиндра – 110 мм, ход поршня – 63 мм. Как видим, весьма короткоходная конструкция (S/D равен 0,57). Удивительно, что при небольшом рабочем объеме максимальный крутящий момент достигает 105 Нм.

Двигатель работает следующим образом. В некоем малом вспомогательном цилиндре воздух, поступающий из атмосферы, сжимается малым поршнем до давления 30 атм. Раскалившаяся до 400°С газовая смесь выталкивается за тем в сферическую камеру (аналог камеры сгорания), куда под давлением подается сжатый холодный воздух из баллонов. При его нагревании давление внутри замкнутого объема возрастает и через поршень большого диаметра передается на коленвал.

Сжатый до 300 атм. воздух хранится на автомобиле в четырех пластиковых баллонах, расположенных под днищем вдоль его оси. Каждый баллон объемом 75 л состоит из пластиковой емкости белого цвета с толщиной стенок 8 – 10 мм, обмотанной углепластиковой нитью. Баллоны способны выдержать давление до 400 атм. Воздух из них поступает в редуктор, где давление снижается до 30 атм. (рабочего). Двигатель имеет специальные устройства, подогревающие воздух при снижении его давления, что повышает общий КПД. Температура воздуха на выхлопе при наружной температуре около +24°С составляет +15 – 20°С при давлении выхлопа несколько большем, чем у обычных ДВС. Проскальзывающие муфты на коленчатом валу обеспечивают задержку поршней в мертвых точках для повышения КПД.

Салон такси невелик – но вместителен

Двигатель Г. Негра не имеет системы охлаждения – как цилиндров, так и масла в картере, следовательно, у него отсутствуют водяной насос, радиатор, вентилятор, нет также системы зажигания с распределением, катушкой зажигания и высоковольтными проводами. В связи с тем, что он не потребляет бензин, отпала необходимость иметь на машине бензобак, бензонасос, систему нейтрализации отработавших газов и некоторые другие узлы, что исключает затраты мощности двигателя на привод их в действие и повышает надежность силового агрегата.

При снижении рабочего давления воздуха ниже 30 атм. мощность мотора, естественно, падает, и автомобиль придется поставить на заправку сжатым воздухом. Для этого можно использовать специальный бортовой компрессор с электроприводом мощностью 5,5 кВт, подключаемый к внешней электросети напряжением 220 В, который за 4 ч доводит давление в баллонах до 300 атм. Возможна также заправка на стационарной наполнительной станции по типу заправки газобаллонных автомобилей. В этом случае для восстановления запаса хода требуется 2 – 3 мин.

Трансмиссия автомобиля состоит из однодискового сцепления и двухступенчатой коробки передач с передачей заднего хода.

Передняя подвеска колес...

Семейство оригинальных автомобилей

Компания MDI, стремясь создать полноценный продукт, максимально использующий все достоинства нового двигателя и способный привлечь покупателей, создала целое семейство городских автомобилей, лицензия на выпуск которых входит в пакет предложений. В семейство входят базовый автомобиль-такси с универсальным пятиместным кузовом, шестиместный универсал и два мини-грузовика с кузовами «фургон» и «пикап» грузоподъемностью 500 кг.

Автомобиль-такси создан на базе однообъемного кузова-универсала, имеющего одну распашную дверь водителя и одну сдвижную со стороны тротуара. Место водителя отделено от салона прозрачной перегородкой. Рядом с ним контейнер для багажа пассажиров, открытый со стороны салона. Салон такси рассчитан на 4 человека, при этом трое размещаются на заднем сиденье и один сбоку за водителем.

Пассажирские сиденья автомобиля-такси выполнены с пластмассовым основанием, на котором крепятся полужесткие маты спинки и сиденья. В результате получилась легкая, дешевая и вполне комфортная для коротких поездок конструкция.

Кузов-универсал также двухдверный однообъемный и внешне ничем не отличается от кузова такси, изменена лишь внутренняя планировка салона, рассчитанного на 6 человек. Исключена перегородка, рядом с водительским установлено сиденье, проход к которому осуществляется из салона. Все сиденья для пассажиров более комфортабельны, рассчитаны для поездок на длинные расстояния.

Шасси создано по авиационным технологиям

Фургон максимально унифицирован с кузовом-универсалом, однако не имеет стекол в боковой стенке со стороны водителя и в сдвижной двери, а также сидений в салоне. Рядом с водителем может устанавливаться еще одно сиденье или это пространство используется для размещения груза.

Пикап имеет специальный кузов, состоящий из двухместной двухдверной закрытой кабины и грузовой платформы, выполненных в одном блоке. Обе двери водителя и пассажира распашные. Кузов, как и на предыдущих моделях, склеен из сэндвич-панелей и крепится на раме, единой для всех моделей.

Для повышения безопасности фирма MDI для всех моделей предлагает встроенную в рулевое колесо панель с установленными на ней некоторыми органами контроля и управления автомобилем.

Рама представляет собой пространственную конструкцию, состоящую из двух – передней и задней – поперечных литых алюминиевых балок, жестко соединенных с пятью алюминиевыми трубами диаметром приблизительно 60 мм. Трубы расположены попарно, одна над другой, по левому и правому борту с расстоянием между ними по вертикали 280–300 мм с таким расчетом, чтобы в этом пространстве разместились четыре пластиковых баллона. Одна труба расположена по центру на уровне верхних боковых труб. Все верхние трубы являются основанием для установки кузова.

В семье не без фургона

К передней литой поперечине жестко крепится подрамник, состоящий из четырех алюминиевых труб. Он несет на себе переднюю независимую подвеску – на двух поперечных рычагах с цилиндрическими пружинами и амортизаторами. На подрамнике же установлен реечный рулевой механизм с приводом, состоящим из рулевого колеса и карданного вала. К передней поперечине и подрамнику также жестко крепятся две рамки, на которые устанавливаются панель приборов и оперение автомобиля. Задняя подвеска также независимая, на продольных рычагах, пружинная с амортизаторами.

При изготовлении кузова используется оригинальная технология. Для получения панели в пространство между наружными и внутренними элементами впрыскивают вспенивающийся материал, который прочно соединяет обе эти части панели. Общая толщина стенок составляет около 10 мм. Из этих прочных и легких элементов склеиванием на специальных стапелях и собирают кузов автомобиля.

Фургон внутри – спереди...

Прочность, теплоизоляция и шумопоглощение стенок кузова отличные и позволяют обходиться без металлического каркаса кузова. В результате и по массе получается солидный выигрыш.

Испытания автомобилей с двигателем, работающим на сжатом воздухе, выявили, что их максимальная скорость при снаряженной массе 700 кг достигает 130 км/ч, а при средней скорости 80 км/ч они могут двигаться 10 ч. Стоимость поездки на одной заправке удивительно мала – 10 центов.

Первыми странами, кто захотел освоить производство таких автомобилей, стали ЮАР, Франция, Мексика, Испания и Австрия. В ЮАР завод, подобный французскому, должен быть пущен уже в этом году. Российские специалисты считают, что в настоящее время стоит испытать закупленные образцы автомобилей в нашей стране, а затем сделать вывод о целесообразности дальнейшего продвижения новой идеи на рынок.