10 современных паровых автомобилей: зачем они нужны? Паровые автомобили


Паровички: быстрые, бесшумные и простые: Паровые автомобили

В начале прошлого века паровые автомобили обгоняли самолеты

Первый паровой автомобиль Кюньо

Франция. Гонки паровых автомобилей

Англия. После тысячемильного пробега

США. Паровые грузовики на улицах Денвера

1925−1935 легковые паровые «Добльбеслер» с двухцилиндровой паровой машиной двукратного расширения мощностью 80 л.с. (1925−1932).

Автомобиль типа «Туринг» с четырехцилиндровой паровой машиной мощностью 120 л.с. развивал максимальную скорость 150 км/ч.

1953 Марлоу (Англия). Фермер Артур Наппер направляется на паровом тракторе на соревнования трактористов

Карьерный паровой грузовик за работой

В 1769 году на улицах Парижа появилась причудливая самодвижущаяся повозка, которой управлял ее создатель — артиллерийский инженер Николай Жозеф Кюньо. Сердцем конструкции была причудливая паровая машина, работающая по принципу медицинской банки — медный цилиндр наполняли паром, после чего впрыскивали воду, и возникавший вакуум втягивал поршень. Несмотря на архаичность конструкции, повозка развила приличную скорость, о чем свидетельствует конец первого в истории заезда: водитель не справился с управлением и врезался в стенку.

Спустя сто лет паровые автомобили вовсю носились по городским улицам, развивая приличные даже по сегодняшним меркам скорости.

В январе 1906 года Фред Мариотт на паровичке с удивительно скромным названием «Ракета», построенном компанией «Братья Стенлей», впервые в мире преодолел 200-километровую отметку, развив скорость в 205,4 км/ч. «Ракета» обгоняла не только любой автомобиль того времени, но и даже самолет. В следующем году прославленный гонщик разбился — опять же на паровом автомобиле. Как показало расследование, на скорости 240 км/ч. Напомним, шел 1907 год. К началу XX века по дорогам колесили уже десятки тысяч паровых автомобилей, в основном грузовиков. От бензиновых собратьев они отличались чрезвычайной долговечностью и надежностью и могли работать на всем, что горит, — угле, дровах, соломе. У этих машин была небольшая скорость (до 50 км/ч), они брали на борт сотни литров воды и выпускали пар в атмосферу. В Европе паровые автомобили продержались до начала Второй мировой войны и еще в 50-е годы серийно выпускались в Бразилии. Однако были у замечательных машин и серьезные недостатки: после твердого топлива остается много золы и шлака, в его дыме

содержится копоть и сера, что абсолютно неприемлемо для городских улиц. Но даже не копоть поставила крест на таких автомобилях. Дело в том, что растопка котла на твердом топливе длилась около двух часов. Поэтому их старались не гасить вовсе — на ночь котел подключали к зданию, нуждавшемуся в тепле, а утром через 10−15 минут автомобиль был готов отправиться в путь. Аналогично использовались железнодорожные паровозы — для отопления небольших поселков.

Автомобиль на спирте

Альтернативой стал паровой автомобиль на жидком топливе: бензине, керосине и спирте. Казалось бы, зачем применять паровой котел, если жидкое топливо прекрасно горит и в двигателе внутреннего сгорания (ДВС)?

Но инженеры того времени рассуждали иначе. Многим из них казалось, что ДВС для транспорта не пригоден: его нельзя запустить, не размыкая трансмиссию, достаточно его притормозить, и он глохнет. ДВС не развивает достаточную тягу во всем диапазоне скоростей, и его приходится дополнять коробкой передач. А теперь посмотрите на паровую машину. Она обладает способностью автоматически приспосабливаться к дорожным условиям. Если сопротивление движению возрастает, она замедляет вращение и увеличивает крутящий момент. Если же сопротивление движению уменьшается, она вращается все быстрее и быстрее.

Вспомним паровоз. Поршень его паровой машины соединялся шатуном непосредственно с колесами. Сцепления и коробки передач не было и в помине. Простой подачей пара в цилиндр паровозы трогали с места тысячетонные составы, постепенно увеличивая их скорость, иной раз километров под двести. И все это делал без каких-либо промежуточных элементов простейший (если сравнивать с ДВС) двигатель.

Поэтому инженеры предпочитали изготовить легкий компактный парогенератор и обойтись лишь одной только паровой машиной, не прибегая к коробке передач и сцеплению.

Первые паровые автомобили на жидком топливе начинали движение уже через 23 минуты. Они выпускали пар в атмосферу, и им требовалось около 30 л бензина и более 70 л воды на 100 км пути. Именно такой двигатель стоял на чемпионской «Ракете».

Автомобиль для миллионеров

В 1935 году на Московском автозаводе им. Сталина (ныне ЗИЛ) появился легковой автомобиль высшего класса с кузовом из красного дерева на шасси «Паккард» из хромоникелевой стали. Этот автомобиль, сделанный американской фирмой «Беслер» по лицензии компании «Добль» в 1924 году, был паровым. Под его капотом размещались парогенератор и два (один за другим) радиатора. На заднем мосту стояла небольшая паровая машина, выполненная в едином блоке с дифференциалом. Сцепления, коробки передач и карданного вала на автомобиле не было. Управление двигателем осуществлялось педалью подачи пара. Изредка приходилось изменять отсечку — фазу прекращения впуска пара в цилиндр. Обычный поворот ключа зажигания — и через 45 секунд автомобиль трогается с места. Еще пара минут — и он готов начать разгон до скорости 150 км/ч с ускорением 2,7 м/с2.

Езда на паровом автомобиле — одно удовольствие. Он движется бесшумно и плавно. Тот самый «Добль-Беслер» продолжали испытывать и после войны. Вот что рассказывал инженер-испытатель автомобиля А.Н. Малинин.

В автoмобильной промышленности широко используются испытательные стенды с беговыми барабанами. На таком стенде автомобиль устанавливают ведущими колесами на специальные барабаны, которые имитируют дорогу: мотор работает, колеса вертятся, «дорога» движется, а машина стоит.

И вот однажды в кабину паровичка, стоявшего на таком стенде, сели Малинин и профессор Чудаков (мировая величина в области теории автомобиля). Сели и сидят в полной тишине. Только профессор кнопки нажимает и на приборы поглядывает. Инженер поскучал и спрашивает: «Не пора ли в путь?» «А мы давно уже едем», — отвечает профессор. Спидометр показывал 20 км/ч — величину по тем временам приличную.

По нашим понятиям улицы тогда были пустынны. Но чтобы услышать шум работы парового автомобиля даже на такой улице, приходилось прикладывать ухо к выхлопной трубе парогенератора. Тут тоже требуется пояснение. Двигатель автомобиля «Добль-Беслер» работал по замкнутому циклу с конденсацией пара.

70 л воды хватало на 500 км езды. Выпускать пар на улицу приходилось лишь в редких случаях. Поэтому при хорошо сделанных механизмах в автомобиле просто ничего не могло шуметь, а из парогенератора доносился лишь шум пламени.

Ездить на всем, что горит

Сгорание топлива в цилиндре двигателя внутреннего сгорания (ДВС) протекает при постоянно меняющихся количестве кислорода и температуре, что приводит к образованию огромного объема токсичных веществ. Легковой автомобиль за час работы вырабатывает их достаточно для гибели не одного человека.

В горелке парогенератора все процессы протекают при постоянных и наилучших условиях, поэтому токсичность выхлопа парового автомобиля в сотни раз ниже, чем у автомобиля с ДВС. Проще говоря, сгорание топлива в парогенераторе — длительный непрерывный процесс, как в кухонной газовой горелке. В нем успевают полностью завершиться почти все реакции, чего не удается сделать в цилиндре ДВС.

Важнейший показатель автомобиля — расход топлива. «Добль-Беслер» выпуска 1924 года при массе 2200 кг в среднем расходовал 18 л бензина на 100 км. Это было довольно мало для того времени и оставалось приемлемо для машин такой массы на протяжении 40 лет. Заметим, что в горелке парогенератора могло гореть любое жидкое топливо — бензин, керосин, спирт, растительное масло, мазут… Хотя задача удешевления или экономии топлива в данном случае не ставилась. Автомобиль предназначался для миллионеров.

Наследник самогонного аппарата

Самый важный элемент автомобиля — парогенератор. Он был разработан американскими изобретателями братьями Добль еще в 1914 году и выпускался в Детройте. Он состоял из 10 соединенных последовательно плоских змеевиков в корпусе из жаропрочной стали. Стенки корпуса также были увиты трубками с водой. Холодная вода из конденсатора при помощи небольшого насоса подавалась вначале в трубку, обвивающую стенки корпуса, где немного подогревалась. Это уменьшало потери тепла через стенки. А дальше она поступала в змеевики, где закипала и превращалась в перегретый пар с температурой 4500С и давлением 120 атмосфер. Такие параметры пара для того времени считались крайне высокими. Как говорит теория, с увеличением температуры и давления пара КПД паровой машины растет. Воспользовавшись этим, братья Добль сделали ее весьма экономичной и легкой. Она имела два цилиндра, и каждый из них был сдвоенным. Пар вначале подавался в верхнюю часть малого диаметра, где расширялся и совершал работу. После этого он поступал в нижнюю часть, имевшую большие диаметр и объем, где совершал дополнительную работу. Принцип двойного расширения был особенно полезен при движении по городу. Здесь часто (например, в момент разгона или троганья с места) в машину подавались большие порции пара, которые бы не сумели отдать всю свою энергию, расширяясь однократно.

Отработанный пар отдавал свое тепло холодной воде, поступавшей в парогенератор, и лишь только после этого попадал в конденсатор, где превращался в воду. Вода подавалась в парогенератор порциями, достаточными лишь для совершения одного-двух ходов поршня паровой машины. Поэтому в парогенераторе единовременно содержалось лишь несколько десятков граммов воды, и это его делало абсолютно взрывобезопасным. При разрыве трубки пар струйкой втекал в топку и автоматика выключала горелку. Подобный случай произошел лишь однажды — после пробега более чем в 200 тысяч километров. Об этом узнали только потому, что автомобиль перестал заводиться. Ремонт длился не более часа и сводился к замене змеевика.

Куда они делись

Возникает вопрос: если паровые автомобили так хороши, то почему же они не вытеснили автомобили с ДВС? Паровой двигатель, насыщенный автоматикой, множеством вспомогательных агрегатов, в начале XX века был сложнее и дороже, чем ДВС, и при этом имел меньший КПД. К тому же, занимал довольно много места — в первую очередь из-за необходимости иметь отдельный бак с водой. Токсичность же выхлопа в те времена никто не ограничивал. И паровая машина проиграла.

С тех пор ДВС значительно усложнился, оброс электроникой, а для снижения токсичности его выхлопа используется специальная система. Сложными стали и трансмиссии. Так что неизвестно, на чем бы мы ездили сейчас, появись экологические требования на полвека раньше.

Статья опубликована в журнале «Популярная механика» (№4, Апрель 2003).

www.popmech.ru

Паровые автомобили СССР

Собственный автомобиль Отмашкой для начала работ по созданию отечественных образцов паровых автомобилей стало постановление Совета Министров СССР от 07 августа 1947 года «О механизации лесозаготовок и освоении новых лесных районов». Указанным постановлением НАМИ было поручено разработать конструкцию и построить лесовозный паровой автомобиль, работающий на дровах. Такого в мировом автомобилестроении точно еще не было — чтобы заправить машину достаточно было подбросить в нее дровишек… Удаленные районы страны сильно нуждались в повышении качества перевозок и их удешевлении. Работа автомобиля на местном топливе увеличивала бы экономический эффект в разы.

За альтернативный проект взялось и Министерство автомобильной и тракторной промышленности (МАТП), которое заказало разработку паромобиля… в Берлине в своем местном техническом бюро. В основу работ легло предложение фирмы Buttentut, находившейся в английском оккупационном секторе Берлина, о создании паровой силовой установки для автомобиля с минимальными переделками базового двигателя внутреннего сгорания — изменялись головка цилиндров, трубопроводы, система управления. Подобный паромобиль был создан еще до войны на шасси грузовика, переделанного из Ford-Koeln. В том же 1947 году в НАМИ были направлены описание и чертеж паровой машины.

По соглашению с советской стороной фирме Buttentut должны были поставить шасси ЯАЗ-200 в комплекте с дизелем ЯМЗ-204, однако по невыясненным причинам ярославцы к 1948 году так ничего в Германию и не прислали. Техническое бюро в Германии решило закупить 85-сильный дизель Kamper, который, по заверениям представителей Buttentut, после переделки должен был выдавать 125 л.с… Было также закуплено шасси пятитонного грузовика Bussing для установки на него этого двигателя. Пар производился в водотрубном котле с пароперегревателем и экономайзером, построенном по лицензии фирмы Le Mont. По расчетам, производительность котла должна была быть на уровне 800 кг пара в час при перегреве до 400 градусов Цельсия и давлении 40 атмосфер. Расчеты эти не оправдались. В конце 1948 года Buttentut по договору поставила советской стороне двигатель и два некомплектных паровых котла. Работа была выполнена некачественно и к фирме осталось много претензий. На испытательной базе в Берлине двигатель на стенде смог развить только 50 л.с. при 20 атм давления пара. Причины столь низкого показателя банальны — котел был изготовлен из некачественной стали, отсутствовал насос высокого давления и т.д.

В Buttentut отказалась исправлять дефекты, и дальнейшие переговоры с немецкой стороной оказались безрезультатными. Надавить на фирму тоже не удавалось — она располагалась в английской зоне Берлина. Ряд неисправностей установки устранили своими силами и отправили ее в СССР. Неизвестно, что случилось с этим комплектом, возможно, что его частично использовали для постройки первого советского паромобиля НАМИ-012, который параллельно создавался в НАМИ с весны 1948 года, но это лишь предположение.

НАМИ-012Построенный осенью 1948 года первый образец не имел своего обозначения (назовем его условно № 0). Его назначение было простым — понять, как вообще работает в целом весь механизм паровой установки и в каком направлении нужно доводить паровой двигатель и агрегаты. Автомобиль мог работать на швырках (неколотых дровах размерами до полуметра) с рабочей влажность 35%.В мае 1949 года группа создателей из НАМИ Ю. Шебалин, Н. Коротконошко, Г. Терзибашьян, А. Аникеев и др. получили авторское свидетельство на свой паровой двигатель, который работал на низкокалорийном топливе. На малых оборотах двигатель развивал крутящий момент до 240 кгм, т.е. в пять раз больше дизельного МАЗ-200. Паросиловая установка повышенного давления была снабжена водотрубным котлом с естественной циркуляцией и паровым двигателем однократного расширения. Котловое давление составляло 25 атм., температура перегретого пара составила 420 град.

fishki.net

Современные паровые автомобили | Журнал Популярная Механика

Казалось бы, эпоха пара давно ушла в прошлое. Кому нужны паровые автомобили в XX и тем более XXI веке? Но, как ни странно, нужны! Посмотрим на десятку паровых автомобилей, построенных уже после того, как пароходы и паровозы как массовые транспортные средства канули в Лету.

Есть два направления современных паромобилей: рекордные машины, предназначенные для скоростных заездов, и самоделки энтузиастов парового движения.

Inspiration (2009). Современный паровой автомобиль №1, рекордный болид, спроектированный шотландцем Гленном Боушером для того, чтобы побить рекорд скорости для паровых автомобилей, установленный на машине Stanley Steamer в далёком 1906 году. 26 августа 2009 года, 103 года спустя, Inspiration разогнался до 239 км/ч, став самым быстрым паровым автомобилем в истории.

Pellandini Mk 1 Steam Cat (1977). Попытка австралийца Питера Пелландайна, владельца небольшой компании по производству лёгких спорткаров, внедрить практически применимый и удобный паровой автомобиль. Он даже сумел «выбить» под этот проект деньги из руководства штата Южная Австралия.

Pelland Steam Car Mk II (1982). Второй паровой болид Питера Пелландайна. На нём он пытался поставить рекорд скорости для паровых машин. Но не получилось. Хотя машина получилась очень динамичной и разгонялась до сотни за 8 секунд. Позже Пелландайн построил ещё две версии машины.

Keen Steamliner No. 2 (1963). В 1943 и 1963 годах инженер Чарльз Кин построил два самодельных паровых автомобиля, известных соответственно как Keen Steamliner No. 1 и No. 2. Про второй автомобиль очень много писали в прессе и даже предполагали его промышленное производство. Кин использовал стеклопластиковый кузов от кит-кара Victress S4, но всю ходовую часть и двигатель собрал самостоятельно.

Steam Speed America (2012). Рекордный паровой автомобиль, построенный группой энтузиастов для заездов в Бонневилле в 2014 году. Воз, правда, и ныне там, после неудачных заездов (аварии) 2014 года Steam Speed America находится на уровне испытаний и рекордных заездов больше не проводил.

Cyclone (2012). Прямой конкурент предыдущего болида, даже названия команд очень похожи (эта называется Team Steam USA). Рекордный болид был представлен в Орландо, но пока так и не принял участия в полноценных заездах.

Barber-Nichols Steamin' Demon (1977). В 1985 году на этой машине, для которой использовался кузов от кит-кара Aztec 7, пилот Боб Барбер разогнался до 234,33 км/ч. Рекорд не был официально признан FIA из-за нарушений в правилах заездов (Барбер провёл оба заезда в одну сторону, в то время как правила требуют провести их в противоположных, причём в течение часа). Тем не менее, именно эта попытка была первый реальным успехом на пути к преодолению рекорда 1906 года.

Chevelle SE-124 (1969). Конверсия классического Chevrolet Chevelle в паромобиль, выполненная Биллом Беслером по заказу General Motors. GM исследовала ходовые и экономические возможности паровых двигателей в применении к дорожным автомобилям.

Tom Kimmel's Dune Buggy (2010). Шоукар, сделанный для фестиваля паромобилей инженером-энтузиастом Томом Киммелем. На деле он построил целых три багги разной массы и сложности конструкции, на снимке — самая массивная, третья версия. Интересно, что упомянутые ранее Keen Steamliner принадлежат сейчас Киммелю — у него вообще небольшая коллекция паровых автомобилей.

Reliant Fox Steam Pick Up (1984). Паровая конверсия пикапа Reliant Fox, переделанная британским энтузиастом. Большая часть силового агрегата находится в кузове, так что с грузоподъёмностью у паромобиля хуже, чем у оригинала.

www.popmech.ru

Советский паровой автомобиль - Мастерок.жж.рф

Уникальный грузовик, о котором пойдет речь, появился на свет в далеком 1949 г. Тогда еще были остры воспоминания о суровом военном времени, когда транспортникам приходилось выполнять свои задачи в тылу и на фронте при нехватке жидкого топлива — бензина. Решить проблему частично помогали газогенераторные автомобили с тяжелыми и капризными установками, позволявшими получить светильный газ для питания традиционных двигателей и работавшими на дровах. Подобные машины выпускались тогда на Горьковском и Уральском автозаводах, они получили некоторое распространение на лесозаготовках Сибири, но из-за низкой мощности моторов отличались малой эффективностью. Конструкторам стало ясно: газогенератор свою историческую задачу выполнил, необходим более совершенный альтернативный двигатель, и вспомнили о паровых установках, применявшихся в ограниченном количестве за рубежом на грузовиках в 20-е-40-е годы, но потреблявших в качестве топлива не дрова, а уголь.

1949 год. Между Советским Союзом и Америкой — «холодная война», которая рискует перерасти в настоящую (как раз в этом году СССР испытал первую атомную бомбу). А в институте НАМИ строятся паромобили, работающие на дровах! В сейчас можно рассмотреть уникальные чертежи этих машин и отчеты об их испытаниях…

Можно ли построить паровой автомобиль, работающий на дровах? Подобную задачу никто и никогда в мире еще не решал. И специалистам головного отраслевого научно-исследовательского автомобильного и автомоторного института НАМИ предложили взяться за новое, неизведанное дело. Руководителем темы был назначен энергичный инженер Юрий Шебалин, а за основу конструкции решили взять 7-тонный грузовик ЯАЗ-200, производство которого освоил Ярославский автозавод в 1947 г.

Грузоподъемность парового автомобиля должна была составлять не менее 6,0 т при полной массе не более 14,5 т, включавшей 350—400 кг дров в бункерах и 380 кг перевозимой воды в котле паровой машины. Максимальная скорость предусматривалась 40—45 км/ч, а расход дров, имевших влажность до 47%, предполагалось ограничить 4—5 кг/км.Одной заправки должно было хватить на 80 км. В случае успешного завершения работы над опытным образцом с колесной формулой 4×2 предусматривалась разработка полноприводной модификации, а затем и целого ряда паровых грузовиков разного назначения и грузоподъемности для работы в районах, куда доставка дизельного топлива и бензина была затруднительна, а местное топливо — дрова, имелось в избытке.

Перед нами — пожелтевшие от времени и вытертые на сгибах чертежи-«синьки». В нижнем правом углу выведено: «Паровой автомобиль НАМИ-012». Ниже аббревиатура БПА — Бюро паровых автомобилей. Три подписи: «конструктор», «проверил», «утвердил». И дата — 18 октября 1949 года.

Знаете, чем знаменателен этот день? Тогда летчик Тютерев на реактивном истребителе МиГ-15 впервые преодолел звуковой барьер!

Но вернемся на землю. Еще до войны, в тридцатых годах, НАМИ (который тогда именовался НАТИ) вовсю разрабатывал газогенераторные установки: они позволяли получить газ для карбюраторных двигателей из всего, что могло гореть. Уголь, торф, древесные чурки, даже брикеты прессованной соломы. Правда, установки были тяжелыми и капризными, а мощность двигателей после перевода на «подножный корм» падала почти на треть.

 

Прототипом паромобилей НАМИ послужил Sentinel S.4 из Англии (на его борту виден советский номер)

 

Учитывая громоздкость паросиловой установки, Ю. Шебалин и его основной коллега по этой работе Николай Коротоношко (впоследствии главный конструктор НАМИ по грузовым автомобилям высокой проходимости) приняли для грузовика компоновку с расположенной над передним мостом трехместной кабиной. За ней находилось машинное отделение с паросиловой установкой, включавшей в себя и котельный агрегат. За машинным отделением была установлена грузовая платформа. Вертикальную трехцилиндровую паровую машину, развивавшую 100 л. с. при 900 мин-1, разместили между лонжеронами, а водотрубный котельный агрегат, изготовленный совместно с топливными бункерами, устанавливался на задней стенке машинного отделения.

 

Общий вид паровой машины

 

Справа в машинном отделении конструкторы отвели место для водяного бака на 200 л и конденсатора, за которым располагалась вспомогательная паровая турбина так называемого «мятого» пара, с осевым вентилятором для обдува конденсатора и топочной воздуходувкой. Там же находился электродвигатель для вращения воздуходувки при розжиге котла. Как видно из перечисленных, непривычных для уха автомобилистов, названий агрегатов и механизмов, в грузовике НАМИ широко использовали опыт создания паросиловых установок для компактных паровозов того времени.

 

Трехдисковое сцепление

Все оборудование, требующее наблюдения и обслуживания в эксплуатации, было размещено слева по ходу машины. Доступ к местам обслуживания обеспечивали дверцы и жалюзи машинного отделения. Трансмиссия парового автомобиля включала в себя трехдисковое сцепление, двухступенчатый понижающий редуктор, карданные валы и задний мост. По сравнению с ЯАЗ-200 передаточное число моста было уменьшено с 8,22 до 5,96. Конструкторы сразу предусмотрели возможность отвода мощности на передний мост.

 

 

Редуктор имел прямую и понижающую передачу с передаточным отношением 2,22. Конструкция сцепления позволяла включать понижающую передачу без полной остановки автомобиля, что впоследствии положительно сказалось при испытании модификации НАМИ-012 — полноприводного автомобиляНАМИ-018, на бездорожье.

В сцеплении использовались ведомые и нажимной диски ЯАЗ-200. При этом нажимная пружина была очень мощной, тракторного типа, что позволяло передавать крутящий момент до 240 кгс•м. Грамотная конструкция привода сцепления позволила снизить усилие на педали до 10,0 кгс.

Управление паровым автомобилем, несмотря на то, что по числу рычагов и педалей оно было идентично ЯАЗ-200, требовало от водителя специальной подготовки. В его распоряжении находились: руль, рычаг переключения отсечек парораспределительного механизма (три отсечки для движения вперед, обеспечивающие 25, 40 и 75% мощности, и одна реверсивная — для движения задним ходом), рычаг включения понижающей передачи, педали сцепления, тормоза и управления дроссельным клапаном, рычаги центрального стояночного тормоза и ручного управления дроссельным клапаном.

 

 

Во время движения по ровному участку дороги водитель пользовался главным образом рычагом переключения отсечек, изредка педалью сцепления и рычагом включения понижающей передачи. Трогание с места, разгон и преодоление небольших подъемов производилось только воздействием на дроссельный клапан и на рычаг отсечек. Постоянно оперировать педалью сцепления и рычагом переключения передач не требовалось, что облегчало труд шофера.

Под левой рукой водителя у спинки сиденья устанавливались три вентиля. Один из них являлся перепускным, и служил для регулирования подачи воды в котел приводным питательным насосом, а второй и третий обеспечивали пуск на стоянках прямодействующего парового питательного насоса и вспомогательной турбины. Справа между сиденьями имелась манетка регулирования подачи воздуха в топку. Перепускной вентиль и манетка использовались только при отказе автоматического регулирования уровня воды и давления.

Паровая машина двухстороннего действия имела три цилиндра размерностью 125×125 мм. Она включала блок-картер, коленчатый вал, шатунный механизм, крышку блока с клапанами и парораспределительный механизм, прикрепленный к блоку. В картере находился кулачковый вал, получавший вращение от коленвала с помощью двух пар косозубых шестерен и приводного вертикального валика. Этот вал имел три группы кулачков, обслуживающих отдельные цилиндры. Изменение отсечек и реверс достигались осевым перемещением кулачкового механизма.

 

 

Однако были районы, где от 40 до 60 процентов грузовиков работало на газогенераторах. Знаете почему? Ведь тогда в СССР было всего два основных месторождения нефти — в Баку и Грозном. И как оттуда доставляли горючее куда-нибудь в Сибирь, трудно даже представить.

Но газогенераторные автомобили, как ни крути, были созданы на основе бензиновых. А нельзя ли построить машину, которая устроена, как паровоз: кидаешь в топку горючее, а давление пара в котле крутит колеса?

Сразу после окончания Великой Отечественной Научному автомоторному институту (НАМИ) было дано задание создать для леспромхозов паровой автомобиль. В капиталистических странах такие автомобили существовали уже давно. Для НАМИ (именовавшегося тогда НАТИ) проектирование паровых автомобилей было не в диковинку. Еще в 1939 году на основе шасси автомобиля ЯГ-6 был создан паромобиль, который должен был работать на жидком топливе либо антраците.  В 1938 году НАМИ приобрел для исследований «шеститонный самосвал английской фирмы Сентинел с котлом низкого давления» (так он именовался в отчетах). Машину топили отборным донецким углем (для чего требовался кочегар), и, несмотря на чудовищный расход угля — 152 кг на 100 км пути, — эксплуатация оказалась выгодной. Ведь литр бензина тогда стоил 95 копеек, а килограмм угля — всего четыре копейки.

 

За кабиной находилось машинное отделение со «смотровым люком»

 

Поэтому уже в следующем году на шасси ЯГ-6 был создан (или скопирован с английского?) паромобиль, который должен был работать на жидком топливе либо антраците. Но построить его не успели: в последние предвоенные годы стране было не до экзотических паромобилей…

Во время войны, видимо, об этом вспоминали с сожалением – бензина в СССР сильно не хватало. Достаточно значительную часть автомобильного парка даже перевели на газогенераторные установки (которые, кстати, в НАТИ также разрабатывались).

Вот после войны и вспомнили о паровых автомобилях. Только в качестве топлива решили использовать не уголь, а дрова – автомобиль ведь предназначался для леспромхозов (этакое безотходное производство).

Однако после Победы перед конструкторами института по­ставили задачу: создать для леспромхозов автомобиль, работающий… Правильно, на дровах. Безотходное производство! Особенно если учесть, что лесорубов в стране было хоть отбавляй: лагеря ломились от полит­заключенных и пленных…

В отличие от газогенераторных машин, паромобиль должен был топиться не маленькими чурочками, а так называемыми швырками. Швырок — это полуметровое полено диаметром до 20 сантиметров. Примерно такие использовались в стационарных паровых машинах (локомобилях), но автомобили ими еще не топил никто!

 

 

На автомобиле НАМИ-012 применили котельный агрегат необычной конструкции. У водителя не было необходимости постоянно наблюдать за процессом горения и подавать дрова в топку по мере их сгорания. Дрова (чурки размером 50×10×10 см) из бункеров по мере выжига под действием собственного веса опускались на колосниковую решетку сами. Процесс горения регулировался изменением подачи воздуха под решетку автоматом давления воздуха или водителем из кабины.

Одной заправки бункеров дровами влажностью до 35% было достаточно для непрерывного пробега по шосседо 80—100 км. Даже при форсированных режимах работы котла химический недожог составлял лишь 4—5%.Правильно выбранная производительность котла при работе на дровах повышенной влажности (до 49%) гарантировала нормальную работу автомобиля. Паропроизводительность котельного агрегата составляла 600 кг пара в час при 25 атм давления и перегреве в 425°С. Испаряющая поверхность котла составляла 8 м2, поверхность пароперегревателя — 6 м2.

 

 

Удачное размещение поверхностей нагрева и хорошая организация топочного процесса позволяли эффективно использовать горючее. При средних и форсированных нагрузках котельный агрегат работал с КПД более 70%. Температура уходящих газов при тех же режимах не превышала 250оС. Масса котельного агрегата составляла 1 210 кг, включая 102 кг воды. Он закреплялся на раме в трех точках на упругих опорах, что исключало возможность нарушения его каркаса при перекосах рамы. Холодный котел должен был разжигаться до полного давления за 30—35 мин, а паровой автомобиль обязан был начать движение с низкой скоростью, когда давление пара достигнет12—16 атм. Конструкция топочного устройства допускала после небольшой переделки его перевод на такое низкокалорийное топливо, как торф или бурый уголь.

 

 

 

НАМИ-012 образца 1949 года на зимних испытаниях. Интересно, если загруженный лес пустить на топливо, на сколько километров хода его хватит?

 

Итак, в 1948 году был построен опытный НАМИ-012 на шасси семитонного ЯАЗ-200 (позже МАЗ-200). Характеристики трехцилиндровой паровой машины были вполне привычными: мощность — 100 л.с., обороты — до 1250 в минуту. А габариты и масса получились даже меньше, чем у дизеля с коробкой передач. Правда, эту экономию сводил на нет тяжеленный (около тонны) «котлоагрегат».

Пожалуй, нет смысла подробно рассказывать об устройстве самой паровой машины с массой такого экзотического оборудования, как «турбовоздуходувка» или «турбина мятого пара». Время подобных агрегатов давным-давно прошло…

Эксплуатация паромобиля была проста -  сначала надо было накидать полный бункер швырков (швырок — полуметровое полено диаметром до 20 сантиметров), а потом раскочегаривать машину около получаса — и то если дрова не были сырыми. Наверняка все это хозяйство нещадно чадило и коптило… Зато кочегар в пути не требовался: дрова по мере сгорания опускались на колосники топки «автоматически», под собственным весом.

Поскольку момент трогания паромобиля зависит от давления в системе, при аккуратном нажатии акселератора паромобиль трогался плавно, словно с коробкой-«автоматом».

 

 

Водотрубный котельный агрегат с топливными бункерами «седлообразно» устанавливался на раму

 

Испытания НАМИ-012, проведенные в 1950 г., показали хорошие результаты. Оказалось, что по динамике машина не уступает, а по разгону до 35 км/ч даже превосходит дизельный ЯАЗ-200. Недаром двигатель НАМИ-012развивал на малых оборотах крутящий момент 240 кгс•м при 80—100 мин-1, т. е. в 5 раз больший, чем дизельЯАЗ-200. При эксплуатации автомобиля на лесозаготовках снижение стоимости перевозки на единицу груза составило 10% по сравнению с грузовиками, имеющими бензиновые моторы, и более чем вдвое, если сравнивать с газогенераторами. Водителям опытного грузовика нравилось более простое управление машиной, которое оказалось, на удивление, очень надежным в работе.

Основное внимание, которое требовалось при уходе за машиной, — это следить за уровнем воды в котле и во время его регулировать.

С прицепом грузоподъемность автопоезда с тягачом НАМИ-012 составляла 12 т. Масса автомобиля в снаряженном состоянии равнялась 8,3 т. Благоприятное распределение снаряженной массы по мостам (32:68%) способствовало хорошей проходимости автомобиля по сухим грунтовым дорогам. С полностью гружеными прицепом и своей бортовой платформой автопоезд развивал скорость до 40 км/ч, что вполне устраивало транспортников на лесозаготовках. Расход дров в реальных условиях составил от 3 до 4 кг/км, воды — от 1 до 1,5 л/км. Запас хода с полной нагрузкой (без прицепа) на шоссе: по дровам 75—100 км, по воде — 150—180 км. Время, необходимое для начала движения автомобиля после ночной стоянки, равнялось от 23 до 40 мин в зависимости от влажности дров.

 

 

 

Водяной бак вместимостью 200 л — с турбовоздуходувкой, маслоотделителем и конденсатором

 

Рабочее место водителя

Так дрова загружали в бункер

 

Функцию рычага КПП (самой коробки здесь, разумеется, не существовало) выполнял рычаг переключения отсечек парораспределительного механизма: предусматривались три отсечки «вперед» (на 25, 40 и 75% наполнения цилиндра) и одна «назад». Педалей в кабине было три, как обычно, но сцепление требовалось выжимать только для включения понижающей передачи.

Грузовик (первый образец был бортовым) перевозил шесть тонн, однако максимальная скорость не впечатляла: в отчете указано, что она равнялась… всего-то 42,3 км/ч. При этом на сто километров пути уходило от 350 до 450 кг (это не опечатка) дров — полный бункер. Все эти дрова надо было напилить, наколоть, загрузить, разжечь котел… В холода еще и сливать воду (200 литров!) на ночь, чтобы она не превратилась в лед, а утром опять заливать.

Каторжная работа! Впрочем, если бы такие машины действительно пошли в леспромхозы, то и работали бы на них каторжники…

 

 

Вслед за опытным образцом были построены еще два (в конце 1949 и середине 1950 года): внешне они отличались более скругленными кабинами, с передка исчез массивный хромированный молдинг с «клювом». Любопытно, что оба экземпляра испытывались и как грузовики, и как тягачи-лесовозы: именно поэтому в исторической литературе можно встретить их фотографии как с бортовым кузовом, так и с лесовозным прицепом.

Испытания проходили в условиях, приближенных к боевым. Морозы доходили до 40 градусов, вода заливалась из ближайшего озера… Напоследок машины даже совершили пробег по маршруту Москва—Ярославль и обратно: всего же одна из них прошла 16 тысяч километров, другая — 26 тысяч.

 

 

Однако, как отмечалось в статьях того времени, «в порожнем состоянии вследствие большого веса, приходящегося на перед­нюю ось, паровой автомобиль обладает ухудшенной проходимостью». Судя по всему, на лесных дорогах машины попросту вязли!

Поэтому в 1953 году построили четвертый экземпляр — полноприводный лесовоз НАМИ-018 (разработка Н. Коротоношко).  Его привод был подключаемым благодаря оригинальной «раздатке»: когда задние колеса буксовали, начинали «грести» передние. Как утверждают источники тех лет, по проходимости НАМИ-018 не уступал самому мощному дизельному лесовозу того времени МАЗ-501.

 

Лесовоз НАМИ-012

 

Автомобиль имел очень интересную конструкцию раздаточной коробки, с которой, безусловно, стоит познакомиться. Ее продольный разрез мы приводим. На задний ведущий мост крутящий момент передавался через вал 1, а на передний — через вал 2, на котором был установлен механизм отключения заднего моста при работе автомобиля без пробуксовки задних колес. Этот механизм состоял из двух роликовых муфт свободного хода, одна из которых работала при движении вперед, а вторая — назад. В первом случае шестерня 3 соединялась с наружным кольцом 4 муфты свободного хода, а во втором — с наружным кольцом 5. Изменение направления движения тягача достигалось реверсированием парового двигателя, вследствие чего вилка переключения наружного кольца муфт свободного хода кинематически была связана с рычагом управления реверсом.

 

Раздаточная коробка тягача НАМИ-018

 

 

Государственные испытания НАМИ-012 в 1951 году

 

Для того, чтобы при отсутствии буксования передние колеса были всегда выключены, общее передаточное отношение главной передачи переднего моста сделано на 4% больше передаточного отношения главной передачи заднего моста. Вследствие этого вал 2 при отсутствии буксования задних колес вращался быстрее, чем шестерня 3, и муфта свободного хода выключалась. При буксовании задних колес из-за уменьшения поступательной скорости тягача шестерня 3 вращалась быстрее вала 2, что приводило к включению в работу передних колес. С прекращением буксования передние колеса автоматически становились не ведущими.

 

НАМИ-018 в окончательном варианте — 1953 год

 

Существовал и вариант на жидком топливе (правда, только на бумаге): он изображен на одном из чертежей, попавших в наши руки. Поскольку дровяные бункеры ему уже не были нужны, то и кабина проектировалась более вместительной, двухрядной.

Статьи об удивительных машинах и подробнейшие расчеты их якобы фантастической производительности публиковались в автомобильных журналах и отчетах НАМИ до конца пятидесятых — в основном под фамилиями разработчиков, Шебалина и Коротоношко. А потом наступила тишина.

Сталин к тому времени давно умер, лагеря опустели, партия сменила курс… И паромобили попросту оказались никому не нужны.

В начале 50-х годов все работы по паровым грузовикам были свернуты. Судьбу опытных образцов НАМИ-012 и НАМИ-018, как впрочем, и огромного числа других интересных отечественных разработок, постигла грустная участь: они погибли, так и не став музейными экспонатами. Первый в мире паровой автомобиль, работающий на дровах, стал последним автомобилем такого рода, так как никто никогда больше подобных машин не делал.

Теперь уже невозможно установить истинные причины их появления на свет, но есть одно предположение. Не исключено, что паромобили должны были играть ту же роль в обороноспособности страны, что и бесчисленные паровозы, стоявшие на запасных путях. Если бы атомная война действительно началась, единственным топливом на территории страны оставались бы дрова. Тут-то и должны были пригодиться паромобили! Не пригодились.

И последнее. В Англии до сих пор сохранилось около десятка паромобилей Sentinel — той самой модели S.4, что посужила прототипом для машин НАМИ. Ухоженные и начищенные паровики участвуют в слетах ветеранов, их холят и лелеют.

А где и когда были порезаны на металлолом уникальные советские паромобили — история умалчивает…

 

Первыйэкземпляр отличался хромированным «клювом» и большой эмблемой

Кстати…

Любопытно проследить, как с годами менялось отношение к паровым автомобилям в советской научно-технической литературе. Открываем Краткий технический словарь 1934 года (когда ни о каких паромобилях в СССР и речи не было!): «Паровые автомобили имеют весьма малое распространение. Главнейшие недостатки — необходимость большого запаса тяжеловесного топлива, медленный пуск в ход вследствие длительного разогревания…»

В 1959 году составители Малой советской энциклопедии публикуют фотографию НАМИ-012 и поют ему дифирамбы: «Наиболее благоприятные показатели… Паросиловая установка выгодно отличается от других…»

А вот Политехнический словарь 1976 года ставит все на свои места: «Паровой автомобиль не получил распространения из-за конструктивной сложности». И точка!

 

[источники]

источники

«Грузовик Пресс» №9/2004   www.gruzovikpress.ru

http://trucks.autoreview.ru

 

Вспомните еще по ходу дела историю про ЭЛЕКТРОПАРОВОЗ, а так же кто изобрел Первый в мире пароход. А вот такое техническое чудо - самоходный пожарный котел из Нью-Йорка Оригинал статьи находится на сайте ИнфоГлаз.рф Ссылка на статью, с которой сделана эта копия - http://infoglaz.ru/?p=19460

masterok.livejournal.com

Паровые автомобили — Автокадабра

А вы знаете, что такое ДВС? Скажете — конечно же, знаем, это двигатель внутреннего сгорания, в котором энергия сгорающего в рабочей зоне топлива преобразуется в механическую работу. А что такое двигатель внешнего сгорания, знаете? Ну, чисто логически — это двигатель, в котором процесс сгорания отделен от рабочего тела. И причем тут автомобили? дальше очень много текста Как было сказано выше, двигатель внешнего сгорания — это двигатель, в котором процесс сгорания топлива отделён от рабочего тела. К таким двигателям относятся газовые турбины внешнего сгорания, двигатели Стирлинга, паровые турбины и паровые машины. Я думаю, что первой ассоциацией при слове «паровой» у большинства будет «паровоз» — они и понятно, кто же не видел железное свистящее чудовище с чумазыми кочегарами, хотя бы в кино? Меж тем на самобеглые безрельсовые повозки, в будущем названные автомобилями, кроме двигателей внутреннего сгорания ставили и паровые. Первым практически действовавшим паровым автомобилем считается «паровая телега» француза Никола-Жозефа Кюньо (1715—1804). Он хотел создать мощную тяговую силу для артиллерийских орудий и перевозки снарядов. Телегу изготовили в 1769 г. в мастерских парижского арсенала, где привыкли к очень прочным и потому тяжелым повозкам с толстыми листами железа, медными втулками, дубовыми брусьями, крупными болтами и заклепками. Материалы и орудия производства наложили свой отпечаток на конструкцию телеги: она весила целую тонну, столько же пришлось на воду и топливо, еще столько же на долю самой паровой машины. С управлением телегой еле справлялись два человека. Перевозя до 3 т груза, телега передвигалась со скоростью пешехода — 2—4 км/ч. Кюньо обратился опять-таки к экипажной практике: лошадь находится впереди зкипажа и тянет его за переднюю ось, значит, и машину следует поставить вперед и осуществить передачу на переднее колесо. Но тут трудность: шток паровой машины перемещается в плоскости, параллельной плоскости колеса. Если закрепить двигатель на платформе телеги, то ось колеса нельзя будет поворачивать. И Кюньо смонтировал всю паровую машину на колесе, тогда машина стала отклоняться на вилке влево или вправо вместе с колесом. Котел, как горшок на ухвате, висит впереди телеги. Две лошадиные силы, которые развивала машина, давались нелегко. Несмотря на большой объем котла, давление пара быстро падало. Чтобы поддерживать давление, через каждые четверть часа приходилось останавливаться и разжигать топку. Эта процедура отнимала столько же времени, сколько перед этим длилась поездка. Однажды, совершая испытательную поездку, Кюньо и кочегар не справились с управлением. Телега сделала слишком крутой поворот. Котел упал с «ухвата» и взорвался, как писали тогдашние газеты, «с грохотом на весь Париж». Кюньо построил еще одну телегу, но она, как и первая, не нашла практического применения. Однако все увидели, что механическая повозка — не фантазия. В начале XIX века возникли и получили развитие железные дороги. Но они не могли проникнуть повсюду. Им помогал гужевой транспорт. Поэтому появилось множество конструкций безрельсовых паровых повозок, больше всего в Англии, где паровые машины, так же как и ткацкие станки, были основой промышленного переворота. Мощность экипажных паровых машин уже увеличили в 8—10 раз по сравнению с машиной Кюньо, уменьшили их размеры и расход топлива. Машину располагали, как правило, сзади повозки. Шток, передающий движения поршня храповику на оси колес, заменили качающимся шатуном. Сложился так называемый кривошипный механизм, почти полностью перешедший впоследствии на автомобильный двигатель. Однако развитие безрельсового парового транспорта в отличие от железнодорожного шло далеко не гладко. То некий пастор заподозрил изобретателя Уильяма Мердока в общении с нечистой силой, и Мердок оставил опыты с повозкой. То изобретатель паровой машины Джемс Уатт обвинил своего бывшего сотрудника Ричарда Тревисика в краже идей фирмы «Болтон и Уатт» и пытался провести в парламенте закон о запрещении «опасных» паровых экипажей… К счастью, старания Уатта не увенчались успехом. Но Тревисик все же вынужден был прекратить работу над повозкой по другой причине: дороги, даже в окрестностях Лондона, были таковы, что приходилось расчищать трассу для повозки — убирать огромные камни, поваленные деревья. Расходы по работам с повозкой разорили Тревисика, и он умер в нищете. Только в 20— 30-х годах XIX века, после некоторого улучшения дорог, паровые повозки вновь появились. Четыре «паровика» Голдсуорси Гэрнея совершали регулярные рейсы и наездили в 1831 году 6 тыс. км (напомним, что это примерно в 7 раз меньше годового пробега четырех конных дилижансов). Более успешно организовал движение паровых дилижансов Уолтер Хэнкок. Правда, рейс длиной 120 км длился около 12 ч, из которых ходовых было только 7—8 ч. Остальное время уходило на заправку водой. Потом догадались прицепить к дилижансу тендер с водой и коксом. Хэнкок использовал высокое давление пара в котле и применил цепную передачу от коленчатого вала машины к колесам. Девять 15-местных повозок Хэнкока совершили около 700 рейсов и наездили 7 тыс. км со скоростью до 30 км/ч. После того как паровые дилижансы начали понемногу справляться с дорогой, возникло новое препятствие. Их владельцам приходилось платить пошлины в 8—9 раз большие, чем платили за конный дилижанс: и за число мест в дилижансе, и за мощность машины, и за число колес. А колес было много из-за того, что тогда еще не нашли хорошего способа управления повозкой и снабжали ее «гайдом» — поворотной двухколесной тележкой, выдвинутой вперед на длинном дышле. Повозка становилась шестиколесной; к ней нередко прицепляли два-три вагончика, и число колес еще возрастало. Владельцы конного почтового транспорта, для которых паровые автомобили были опасными соперниками, убедили парламент в том, что тяжелые машины портят дороги. Налог на паровые дилижансы был еще увеличен. Но этого оказалось недостаточно, чтобы уничтожить их. Тогда подкупили журналистов, чтобы они поносили паровой транспорт. Заметки о пустяковых происшествиях с паровыми дилижансами раздувались в погромные статьи. Атака возымела действие, тем более что она совпала с идеями луддитов (разрушителей машин), которые считали, что в бедствиях английского пролетариата виновна техника. Жители провинции, подстрекаемые врагами автомобиля, заваливали дороги бревнами и рухлядью, забрасывали пассажиров камнями. Путешествие на паровом дилижансе становилось опасным. Последовал еще один удар: извозопромышленники добились издания «Закона о дорожных локомотивах», который приравнивал скорость — главное преимущество паровых дилижансов — к конным 16 км/ч. Но и этот удар не был для паровиков смертельным. И вот в 1865 году, когда железные дороги уже покрыли всю Англию, их владельцы совместно с извозопромышленниками настояли на дополнениях к «Закону»: дорожные локомотивы должны передвигаться со скоростью 6,5 км/ч на загородных дорогах и еще вдвое медленнее в населенных пунктах, перед локомотивом должен идти человек с флажком, чтобы предупреждать прохожих и проезжих о приближающейся опасности, помогать встречным возницам в усмирении испуганных лошадей; кроме машиниста, на локомотиве должен находиться кочегар. Закон был смягчен только в 1878 году и отменен в 1896-м, когда на Европейском континенте уже ездили сотни бензиновых автомобилей. Так в Англии был уничтожен зародившийся вид транспорта — паровые дилижансы. А паровозы беспрепятственно, с выгодой для их владельцев, катились по рельсам; к тому же и паровозы, и вагоны, и рельсы принадлежали одному владельцу. Следует отметить, что один только старт парового автомобиля того времени требовал большой ловкости и отнимал много времени. Запалив (хорошо если в безветренную погоду) пусковую горелку, нужно было отрегулировать подачу горючего и воздуха; прислушиваться, когда появится жужжание — признак испарения горючего, бульканье кипящей воды и свист пара. Потом следовало проверить давление пара при помощи стеклянной трубки, установленной на кронштейнах сбоку автомобиля. Когда по недосмотру машиниста давление в котле чрезмерно повышалось, трубка лопалась, извергала поток горячей воды; тогда водителю приходилось гасить горелку, ждать, пока машина остынет, вставлять новую трубку, доливать в котел воды и возобновлять церемонию зажигания. Между прочим, первое зеркало заднего вида появилось на американском паровом автомобиле марки «Локомобиль» для наблюдения не за дорогой, а за трубкой (!). В пути машинист должен был следить за уровнем воды в котле, добавлять воду перед подъемами, а при спусках, пока машина работала вхолостую, накапливать пар, подкачивать велосипедным насосом воздух и топливо к горелке. Опасаясь пожара, автомобилисты присоединяли к котлу шланг, при необходимости служивший брандспойтом. Через каждые 30— 40 км нужно было заправлять котел, смазывать кривошипный механизм и другие части, время от времени удалять накипь, чистить горелку. Заканчивая поездку, нельзя было просто поставить машину в гараж, заглушить двигатель и уйти домой. Машинист задувал главную горелку, выпускал часть воды из котла и снова заполнял его. Пусковую горелку оставляли горящей до утра, чтобы не мучиться снова с зажиганием. Однако в начале XX века паровыми автомобилями заинтересовался Абнер Добль — потомственный инженер-механик, родившийся в 1890 году. У семьи Доблей была паровая машина компании White, модель 1906 года — но все машины того времени требовали от 10 до 30 минут, чтобы разогреться и начать движение. Да и удобство, если честно, было не на высоте. Осенью 1910 года Абнер поступил в Массачусетсский технологический институт. Еще не закончив первого и единственного семестра, он организовал собственную «экспериментальную мастерскую» неподалеку от городка Уолтам, штат Массачусетс. Именно там в течение последовавших четырех лет он сконструировал и построил свою вторую паровую машину, Model A, затем третью – Model B. Основным новшеством в Model B был усовершенствованный конденсатор. В прежних моделях паровых автомобилей, того же White, уже имелся конденсатор в виде трубчатого радиатора. Пар, выброшенный из двигателя, в радиаторе снова превращался в воду, тем самым увеличивая безостановочный пробег автомобиля. Впрочем, пробег все равно не превышал 150 км, а конденсатор быстро забивался густым машинным маслом, которое подавалось для смазки цилиндра и затем вылетало вместе с паром. В конденсаторе Model B Добль применил сотовый, или ячеистый, радиатор. Площадь охлаждения у него оказалась в шесть раз больше, чем у White. Кроме того, было использовано более легкое масло для смазки цилиндра – это масло уже не забивало сотовую сетку. Теперь пробег составлял полторы-две тысячи километров на одной заправке в 90 л воды. Model B была всего лишь прототипом, но она привлекла внимание всей автомобильной прессы страны. «Замечательная динамика, на любых скоростях никакого дыма и пара благодаря прекрасной системе конденсации», – восхищался в апреле 1914-го влиятельный журнал The Automobile. Летом 1915 года Добль пригнал Model B в Детройт, центр американской автомобильной промышленности, в надежде получить финансовую поддержку. После года переговоров для производства парового автомобиля была учреждена компания General Engineering с уставным капиталом $200 000. В своей новой машине, Model C, или Doble-Detroit, Абнер и Джон сохранили свои разработки и сосредоточили внимание на проблеме «разведения паров». Разжечь пламя в топке и выработать достаточное количество пара требовалось за разумно короткое время. Джон, особенно компетентный в электротехнике, отказался от хлопотной и ненадежной возни со спичками и паяльной лампой в пользу системы электрического зажигания, совсем недавно разработанной для бензиновых автомобилей. Система работала так: керосин под давлением проходил через карбюратор-горелку, богатая горючим смесь при высокой температуре поджигалась запальной свечой – точно так же, как в двигателе внутреннего сгорания. Многопластинчатый ротационный компрессор с электроприводом подавал воздух и задувал подожженную смесь в камеру сгорания. Там поддерживалось устойчивое горение, нагревался паровой котел и вырабатывался пар. Весь процесс запускался с одного выключателя на приборной доске. Впервые возник паровой автомобиль, который заводился так же просто, как бензиновый. После запуска, разумеется, все равно приходилось ждать, пока котел не прогреется и не поднимется нужное давление, но теперь для «разведения паров» требовалось менее 90 секунд. После того как машина трогалась, в действие вступало другое автоматическое устройство, которое поддерживало необходимое давление пара – для этого в зависимости от характера дороги и необходимой скорости в топке периодически заново разжигалось пламя. Публика с нетерпением ожидала начала продаж в течение всего 1917 года. Всего за три месяца с момента презентации на Национальном автомобильном шоу в Нью-Йорке было получено 5390 заказов с предоплатой… Автомобиль так и не пошел в тираж, а компания вскоре исчезла. Абнер Добль объяснял крах дефицитом металла, который возник после того, как в апреле 1917 года США вступили в Первую мировую войну. Эта версия не выдерживает критики — на самом деле Double-Detroit продемонстрировал серьезные недостатки в эксплуатации. «Машина тупая и ненадежная, – вспоминал водитель, которому удалось приобрести один из 11 построенных на тот момент автомобилей. – Стартуя, никогда не знаешь, куда поедет машина, вперед или назад». Двигатель тянул рывками, не выдерживал постоянный момент вращения на валу. Смесь масла с водой в трубчатом паровом котле могла вызывать весьма опасное пенообразование и угольные отложения. Несмотря на изощренные автоматические регуляторы, поддерживать соответствующий уровень воды в паровом котле при долгосрочной эксплуатации оказалось не так уж и просто, а это влекло за собой прогоревшие трубы и другие, более тяжелые поломки. Продолжая работу над ошибками, в 1924 году у Добля и его братев – Уильяма и Уоррена – родился первый прототип шасси для Model E. В начале 1924 года Model E испытывали в Нью-Йорке под руководством Автомобильного клуба Америки. Сначала, а это был разгар зимы, машину оставили на ночь в гараже. Когда ее выкатили на улицу, она простояла 90 минут на морозе. Затем включили зажигание, паровой котел проснулся и зарычал. Рабочее давление было достигнуто за 23 секунды. Машина рванула с места с четырьмя пассажирами на борту. До 64 км/ч она разогналась за 12,5 секунды. На заводских испытаниях Model E показала себя еще лучше: голое, избавленное от всего лишнего шасси разогналось с нуля до 120 км/ч всего за 10 секунд. Получившая широкую огласку сомнительная история с Doble-Detroit отпугнула многих потенциальных покупателей Model E. Без транснациональной рекламы коммерческие перспективы этой машины были крайне ограничены. Кроме того, это была очень дорогая машина. Только одно шасси стоило $9500. Еще $9000 – кузов работы Murphy. Для сравнения, массовый Ford T в те годы продавался за $300. И даже при таких ценах компания теряла деньги на каждой проданной машине. «Абнер никогда не соглашался на второй сорт», – рассказывал Уоррен Добль. Практически все компоненты выбирались по принципу наилучшего из всего возможного: электрика от компании Bosch, рама из хромоникелевой стали (как у «роллс-ройса»), руль, инкрустированный слоновой костью, листовые рессоры из полированной хром-ванадиевой стали. Для того чтобы изготовить 16-дюймовые тормозные барабаны, на заводе начинали с 40-килограммовой стальной болванки, которую после проковывания точили на станке, пока не оставался шестикилограммовый барабан. 34 кг очень дорогих стружек оставались на полу. В1920-е годы Doble Model E ездил как никакая другая машина. Даже звук у него был особенный. Когда водитель поворачивал ключ зажигания, из-под капота доносился могучий вздох, который сменялся приглушенным горловым рычанием. Однако проходило полминуты, и этот звук стихал. Когда машина трогалась, она уже не производила никаких звуков, кроме мягкого шелеста шин. Обычный нервный ритм переключения передач, сопутствующее ему подвывание двигателя – ничего этого не было, поскольку в Model E отсутствовали коробка передач и сцепление. Водитель просто открывал дроссель (его рукоятка крепилась прямо на руле), и машина разгонялась – свободно, без напряжения. Скорость росла без сбоев и провалов. Между тем машина с четырехметровой колесной базой и роскошным кузовом из знаменитых каретных мастерских Уолтера М. Мерфи весила около 2,5 т. «В этом было что-то таинственное – рассказывали автолюбители. – Сочетание солидной массы со способностью нестись как ветер. И причем абсолютно беззвучно». В то время часто говорили: «Ездить на „Добле“ – это как летать на ковре-самолете». Вечная неудовлетворенность стала благословением и проклятием Абнера Добля. До самой смерти в 1961 году Абнер работал инженером и стремился доказать, что современное преобладание ДВС в дорожном транспорте объясняется только агрессивной рыночной политикой автопроизводителей и не связано с их превосходством в инженерном плане. Его неутолимая жажда совершенства была хороша в творчестве, но вредила в производстве. «Модель Е» остается памятником, который он воздвиг своей мечте. Ну а что же на одной шестой? У нас тоже были автомобили с паровыми двигателями — но попозже. Еще до войны, в тридцатых годах, НАМИ (который тогда именовался НАТИ) вовсю разрабатывал газогенераторные установки: они позволяли получить газ для карбюраторных двигателей из всего, что могло гореть. Уголь, торф, древесные чурки, даже брикеты прессованной соломы. Правда, установки были тяжелыми и капризными, а мощность двигателей после перевода на «подножный корм» падала почти на треть. Но газогенераторные автомобили, как ни крути, были созданы на основе бензиновых. А нельзя ли построить машину, которая устроена, как паровоз: кидаешь в топку горючее, а давление пара в котле крутит колеса? Для исследований в 1938 приобрели «шеститонный самосвал английской фирмы Сентинел с котлом низкого давления» (так он именовался в отчетах). Уже в следующем году на шасси ЯГ-6 был создан (или скопирован с английского?) паромобиль, который должен был работать на жидком топливе либо антраците. Но построить его не успели: в последние предвоенные годы стране было не до экзотических паромобилей… Однако после Победы перед конструкторами института поставили задачу: создать для леспромхозов автомобиль, работающий… Правильно, на дровах. Безотходное производство! Особенно если учесть, что лесорубов в стране было хоть отбавляй: лагеря ломились от политзаключенных и пленных… В отличие от газогенераторных машин, паромобиль должен был топиться не маленькими чурочками, а так называемыми швырками. Швырок — это полуметровое полено диаметром до 20 сантиметров. Примерно такие использовались в стационарных паровых машинах (локомобилях), но автомобили ими еще не топил никто! Итак, в 1948 году был построен опытный НАМИ-012 на шасси семитонного ЯАЗ-200 (позже МАЗ-200). Характеристики трехцилиндровой паровой машины были вполне привычными: мощность — 100 л.с., обороты — до 1250 в минуту. А габариты и масса получились даже меньше, чем у дизеля с коробкой передач. Правда, эту экономию сводил на нет тяжеленный (около тонны) «котлоагрегат». Пожалуй, нет смысла подробно рассказывать об устройстве самой паровой машины с массой такого экзотического оборудования, как «турбовоздуходувка» или «турбина мятого пара». Время подобных агрегатов давным-давно прошло… Скажем лишь, что сначала надо было накидать полный бункер швырков, а потом раскочегаривать машину около получаса — и то если дрова не были сырыми. Наверняка все это хозяйство нещадно чадило и коптило… Зато кочегар в пути не требовался: дрова по мере сгорания опускались на колосники топки «автоматически», под собственным весом. Поскольку момент трогания паромобиля зависит от давления в системе, при аккуратном нажатии акселератора паромобиль трогался плавно, словно с коробкой-«автоматом». Функцию рычага КПП (самой коробки здесь, разумеется, не существовало) выполнял рычаг переключения отсечек парораспределительного механизма: предусматривались три отсечки «вперед» (на 25, 40 и 75% наполнения цилиндра) и одна «назад». Педалей в кабине было три, как обычно, но сцепление требовалось выжимать только для включения понижающей передачи. Грузовик (первый образец был бортовым) перевозил шесть тонн, однако максимальная скорость не впечатляла: в отчете указано, что она равнялась… всего-то 42,3 км/ч. При этом на сто километров пути уходило от 350 до 450 кг (это не опечатка) дров — полный бункер. Все эти дрова надо было напилить, наколоть, загрузить, разжечь котел… В холода еще и сливать воду (200 литров!) на ночь, чтобы она не превратилась в лед, а утром опять заливать. Вслед за опытным образцом были построены еще два (в конце 1949 и середине 1950 года): внешне они отличались более скругленными кабинами, с передка исчез массивный хромированный молдинг с «клювом». Любопытно, что оба экземпляра испытывались и как грузовики, и как тягачи-лесовозы: именно поэтому в исторической литературе можно встретить их фотографии как с бортовым кузовом, так и с лесовозным прицепом. Испытания проходили в условиях, приближенных к боевым. Морозы доходили до 40 градусов, вода заливалась из ближайшего озера… Напоследок машины даже совершили пробег по маршруту Москва—Ярославль и обратно: всего же одна из них прошла 16 тысяч километров, другая — 26 тысяч. Однако, как отмечалось в статьях того времени, «в порожнем состоянии вследствие большого веса, приходящегося на переднюю ось, паровой автомобиль обладает ухудшенной проходимостью». Судя по всему, на лесных дорогах машины попросту вязли! Поэтому в 1953 году построили четвертый экземпляр — полноприводный лесовоз НАМИ-018. Его привод был подключаемым благодаря оригинальной «раздатке»: когда задние колеса буксовали, начинали «грести» передние. Как утверждают источники тех лет, по проходимости НАМИ-018 не уступал самому мощному дизельному лесовозу того времени МАЗ-501. Существовал и вариант на жидком топливе (правда, только на бумаге): он изображен на одном из чертежей, попавших в наши руки. Поскольку дровяные бункеры ему уже не были нужны, то и кабина проектировалась более вместительной, двухрядной. Статьи об удивительных машинах и подробнейшие расчеты их якобы фантастической производительности публиковались в автомобильных журналах и отчетах НАМИ до конца пятидесятых — в основном под фамилиями разработчиков, Шебалина и Коротоношко. А потом наступила тишина. Сталин к тому времени давно умер, лагеря опустели, партия сменила курс… И паромобили попросту оказались никому не нужны. И последнее. В Англии до сих пор сохранилось около десятка паромобилей Sentinel — той самой модели S.4, что посужила прототипом для машин НАМИ. Ухоженные и начищенные паровики участвуют в слетах ветеранов, их холят и лелеют. А где и когда были порезаны на металлолом уникальные советские паромобили — история умалчивает… Источники: Википедия Автомобиль за 100 лет,-Долматовский Ю.А. Популярная механика StanleySteamers Steam Car Club Авторевю

autokadabra.ru

Паромобиль. - С интернетом по жизни

В 1698 году англичанин Томас Севери получил патент на первую в мире промышленную паровую машину — которая, в частности, применялась для подъема воды. А самый большой вклад в паровую энергетику внес британский инженер Джеймс Уатт. Тот самый Уатт, что принял лошадиную силу за единицу мощности паровых машин. Их в то время уже использовали для самых разных работ — например, для осушения шахт и для привода различного оборудования. И Уатт после многочисленных опытов с конным приводом первым ввел универсальную единицу мощности двигателей — производительность в 33000 фунто-футов в минуту или 76 кгм/с (с введением метрической системы — 75 кгм/с). Правда, такую мощность развивали только самые сильные лошади и совсем недолго, а «среднестатистические» лошадки были вдвое слабее.

Все это время Уатт продолжал совершенствовать паровые двигатели. Задумывался он и о паромобилях. Но Уатт рассчитал, что сделать компактный, пригодный для самоходного экипажа паровой двигатель можно только при высоком давлении в котле — до 8,3 атм при толщине медных стенок в 6,35 мм. И, решив, что это крайне небезопасно (котел может попросту взорваться!), Уатт, по сути, остановил развитие паромобилей в Великобритании на целых 32 года — на срок действия своего патента!

Поэтому  пальма первенства принадлежит не Англии, а Франции — первый полноразмерный паровой автомобиль был сделан в 1769 году артиллерийским офицером Николя Жозефом Кюньо. Паромобиль Кюньо был гигантской трехколесной телегой, причем переднеприводной — тяжелый котел вместе с двухцилиндровой паровой машиной располагался перед передним ведущим колесом и поворачивался вместе с ним. Представляете, какова была управляемость? Немудрено, что один из первых выездов трицикла закончился тараном кирпичной стены... К тому же производительность огромного парового котла была ничтожной — при максимальной скорости в 3,65 км/ч каждые 15 минут приходилось останавливаться и снова разводить пары.Первый паромобиль Николя Жозефа Кюньо, 1769 год. 

На разрезе показано устройство двухцилиндровой паровой машины, которая располагалась за гигантским котлом. Связь поршней с колесами обеспечивал рычажно-храповый механизм.

В Великобритании тем временем некоторые ученики Уатта, несмотря на его строгий запрет, тайно работали над паровиками. Так, например, Уильям Мердок испытывал свою модель по ночам... В 1800 году «срок годности» патентов Уатта истек, и ученики вышли из «подполья». Год спустя Ричард Тревитик построил первый в Англии паромобиль, а в 1803 году — еще один (его копия — на заглавном снимке). Экипаж Тревитика был заднеприводным и с восемью пассажирами разгонялся до 13 км/ч! А в 1829 году паровики стали самым быстрым транспортом для пассажиров — скорость вместительных омнибусов (от латинского «повозка для всех») достигала 24 км/ч. И никаких перекладных!

Британское паромобилестроение было на подъеме. В 1834 году паровой омнибус Мачерони и Сквайра показал рекордную для тех лет надежность — 2740 километров без какого-либо ремонта. А давление в паровом котле достигало уже 10,3 атмосфер! Но серьезной преградой развитию паромобилей стали лошади — при виде грохочущего и извергающего пары экипажа они пугались и становились неуправляемыми. На паровики ополчились и процветавшие до сей поры конные компании, и владельцы дорог (не каждая мостовая выдерживала паровой экипаж с тяжелым котлом), в прессе муссировались уаттовские страхи по поводу возможных взрывов котлов — иногда, впрочем, небеспочвенные. В итоге в 1865 году был принят так называемый Закон о красном флаге, по которому перед каждым самоходным экипажем не ближе 55 метров должен был идти человек, предупреждавший о возможной опасности. Скорости паровиков, естественно, упали — в городе нельзя было двигаться быстрее 3,2 км/ч, за городом — 6,45 км/ч. Главные преимущества паромобилей были практически уничтожены.

Но прогресс было уже не остановить. Загнав паровые автомобили в строгие рамки, противники «упустили» появление железной дороги. Первый паровоз, кстати, создал тот же Тревитик в 1804 году — он перевозил до 17,3 тонн груза со скоростью до 25,7 км/ч! И паровые двигатели стали совершенствоваться на железной дороге — чтобы затем вновь вернуться на автомобили.

Dudgeon Steam Wagon 1853:

Лондонский паробус на станции Стафордшир 1904-1907г.

Регулярный паробус Де Дион (De Dion-Bouton) в Париже 1907г.

Уникальная фотография знаменитого пробега Париж—Руан 1894 года, который считается первым в мире автомобильным состязанием. Победу по скорости тогда одержал паровик De Dion-Bouton.

Паровые автомобили составляли приличную часть подвижного состава на дорогах.

Случалось и такое.

Паровые автобусы начали появляться в Лондоне на станции Виктории (Victoria Station) в 1898 году, главным образом, в качестве эксперимента. Были изготовлены компанией "Де Дион и эксплуатация длилась 2 года на улицах Лондона. Они не пользовались популярностью из за медленной скорости и чрезмерного шума.

США. На снимке — два паромобиля фирмы White, одного из крупнейших производителей паровиков начала XX века. А между ними — Томас Эдисон. Он вместе с сыном Чарльзом (в машине слева) и двумя лаборантами направляется в Северную Каролину для исследования свойств кобальта в аккумуляторах.

Автобус Фоден на тракторном шасси, в 1913 году   

Паровые автомобили, грузовики и автомобили наиболее всего были распространены в Великобритании.

"Sentinel DG-6"

Отреставрированный "Sentinel DG-6" и сегодня иногда выезжает на прогулку.

Автобус"Sentinel", сделанный еще в 1931:

Sentinel Standard Wagon, 1916г.

В Великобритании и в наши дни еще используют этих старичков для доставки пива в пабы или продуктов в магазины.

Русские бронированные паровые тракторы эпохи Первой мировой войны. В сложных экономических условиях во время войны русские не имаели возможности создать свой танк. Но русская смекалка помогла сделать это превратить паровой трактор в тяжело бронированный автомобиль - что именно то, что русские инженеры сделали. Все началось в 1916 году, когда некоторые русские офицеры использовали тракторы английского производства, превратив их в "внедорожник":

После революции Красная армия не имела достаточного количества танков и броневиков, поэтому советские инженера шли по пути своих дореволюционных предшественников.Паровой бронированный трактор "Октябрь"

Еще одна модель "Коммунар".

В начале XX века автомобили с ДВС почти полностью вытеснили паромобили. Почти, но не совсем! Паровыми двигателями продолжали оснащать грузовики, которым приходилось работать в тяжелых условиях при нехватке жидкого топлива. В России это было особенно актуально. Например, еще в 1874 году специалисты Мальцевского завода «усовершенствовали» колесный тягач английской фирмы Aveling & Porter, приспособив его для топки не углем, а дровами. Паровой тягач развивал тогда целых 10 л.с. и мог тащить за собой десять платформ с 16 тоннами груза! А уже в советские времена в институте НАМИ занимались экспериментальными паромобилями на шасси 7-тонного грузовика ЯАЗ-200, которые работали на дровах, на буром угле или даже на торфе.

Например, 100-сильный шеститонный паровой грузовик НАМИ-012 имел расход твердого топлива примерно 400–500 кг/100 км! А паровик НАМИ-018 был полноприводным. Но в начале 50-х все работы по созданию паромобилей в НАМИ были свернуты, и грузовики даже не успели стать музейными экспонатами...

А автомобили тем временем стремительно совершенствовались. В 1912 году с изобретением электрического стартера появляется «самозапускающийся» Cadillac Model 30 Self Starter. Знаменитая «жестянка Лиззи», Ford T, продается вчетверо дешевле паровиков Стэнли! В 1914 году Генри Форд производит в день больше автомобилей, чем братья Стэнли — за год. Не выдержав конкуренции, в 1917 году братья продали бизнес, и спустя семь лет марка Stanley перестала существовать.

Сейчас о паровом двигателе почти никто не вспоминает.

stomaster.livejournal.com

Паровой автомобиль - это... Что такое Паровой автомобиль?

Паровой автомобиль (паромобиль) — автомобиль, использующий паровой двигатель (тепловой двигатель внешнего сгорания) вместо стандартного в наше время двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Такие автомобили существовали сравнительно долгое время, но из-за низкой эффективности парового двигателя большого распространения не получили и несмотря на усовершенствование двигателя в конце XIX-го начале XX-х веков были вытеснены автомобилями с ДВС в начале XX-го века.

История

Фердинанд Вербст (англ.)русск., член иезуитской общины в Китае (англ.)русск., построил первый автомобиль на паровом ходу около 1672 года как игрушку для китайского императора.

Паровой автомобиль Вербста

Автомобиль был небольшого размера и не мог везти водителя или пассажира, но, возможно, он был первым работающим паровым транспортом («автомобиль»). В 1680 Исаак Ньютон в одном из своих трудов по механике описал экипаж, который должен был двигаться за счет реактивной силы пара. Экипаж представлял из себя телегу, оснащённую паровым котлом с соплом, через которое с помощью клапана машинист мог стравливать пар, тем самым разгоняя телегу. Разумеется, это был лишь проект, и неизвестно, был ли он когда-либо реализован. Первым применённым на производстве паровым двигателем была «пожарная установка», сконструированная английским военным инженером Томасом Севери в 1698 году. Затем английский кузнец Томас Ньюкомен в 1712 году продемонстрировал свой «атмосферный двигатель». Это был усовершенствованный паровой двигатель Севери, в котором Ньюкомен существенно снизил рабочее давление пара. Попытки Ньюкомена использовать возвратно-поступательное движение поршня для вращения гребного колеса на судах оказались неудачными. Однако заслуга Ньюкомена в том, что он одним из первых реализовал идею использования пара для получения механической работы. Паровые машины Ньюкомена получили широкое распространение: к 1735 году только в Англии их было более сотни. На русском языке описание насоса Севери появилось в 1738 году в книге академика Георга Вольфганга Крафта (1701—54) «Краткое руководство к познанию простых и сложных машин», а в 1760 году в книге Ивана Андреевича Шлаттера (1708—68) «Обстоятельное наставление рудному делу…» появилось и первое описание пароатмосферной машины Ньюкомена. Это описание судя по всему было основано на материале из сочинений Лейпольда (Jacob Leupold, 1674—1727), либо же Белидора (Bernard Forest de Bélidor, 1698—1761), где была описана машина, установленная в 1721—24 годах англичанином Поттером на рудниках в Восточной Пруссии.

Джеймс Уатт усовершенствовал паровую машину Ньюкомена. Первым значительным усовершенствованием, которое Уатт запатентовал в 1769 году, была изолированная камера для конденсации. Он изолировал паровой цилиндр, а в 1782 году он изобрёл машину двойного действия. Вместе с более мелкими усовершенствованиями это изобретение позволило увеличить производительность паровой машины более чем в четыре раза[1]. Кроме того, машина стала значительно проще в управлении.

Карл Маркс в своём труде «Капитал» так описал значимость этого изобретения:

Только с изобретением второй машины Уатта, так называемой паровой машины двойного действия, был найден первичный двигатель … который подвижен и сам является средством передвижения, … универсальный по своему техническому применению … Великий гений Уатта обнаруживается в том, что в патенте, который он получил в апреле 1784 г., его паровая машина представлена не как изобретение лишь для особых целей, но как универсальный двигатель крупной промышленности.

XVIII век

В 1769 году французский изобретатель Кюньо испытал первый образец полноразмерной машины с паровым двигателем[2] (усовершенствованная машина Ньюкомена), известный как «малая телега Кюньо», а в 1770 году — «большую телегу Кюньо». Сам изобретатель назвал её «Огненная телега» — она предназначалась для буксировки артиллерийских орудий. «Тележку Кюньо» считают предшественницей не только автомобиля, но и паровоза, поскольку она приводилась в движение силой пара. Паровая телега Кюньо (fardier à vapeur de Cugnot) имела привод на единственное переднее колесо. Однако, судя по всему, управляемость её была неважной, что и послужило причиной первой в мире автомобильной аварии: на испытаниях изобретатель не справился с управлением, и чудо техники XVIII века снесло стену Арсенала. Правда, некоторые авторы[3] ставят факт аварии под сомнение

Первый автомобиль изобретателя Никола-Жозефа Кюньо (Fardier de Cugnot)

К 1784 году в Редруте (англ.)русск. Уильям Мэрдок (англ.)русск. построил работающую модель паровой кареты, а в 1801 году Ричард Тревитик ездил на полноразмерной машине по дорогам Камборна (англ.)русск.. Такие машины какое-то время были в моде и на протяжении следующих десятилетий были разработаны такие новшества как ручной тормоз, многоступенчатая трансмиссия и улучшенное рулевое управление. Некоторые были коммерчески успешны в обеспечении общественного транспорта, пока общественное сопротивление против этих слишком быстрых машин не повлекло принятие в 1865 году закона «англ. Locomotive Act», требующего, чтобы на общественных дорогах Великобритании перед самоходными машинами шёл человек, размахивающий красным флагом и дующий в сигнальную дудку. Это решительно подавило развитие дорожного автотранспорта практически на всю оставшуюся часть XIX века. В итоге усилия инженеров и изобретателей были брошены на железнодорожные локомотивы. Закон не отменялся вплоть до 1896 года, хотя необходимость в красном флаге была устранена в 1878 году.

В 1791 году русским изобретателем Иваном Кулибиным была изготовлена «самокатная повозка». Иван Кулибин начал работу над каретой с паровым двигателем и педалями в 1780-х . В числе его особенностей маховик, тормоз, коробка передач и подшипник, из которых состоит любой современный автомобиль. Его конструкция имела три колеса. К сожалению, как и со многими другими его изобретениями, государство не видело потенциала этих разработок и они не получили дальнейшего развития.

Первый патент на автомобиль в Соединённых штатах был предоставлен Оливеру Эвансу (англ.)русск. в 1789 году. Эванс демонстрировал его первую успешную самоходную машину, которая была не только первым автомобилем в США, но также и первой машиной-амфибией, так как была способна путешествовать на колёсах по земле и посредством лопастей на воде.

1831 satire on steam coaches

XIX век

В 1802 году английский конструктор Ричард Тревитик сделал паровой автомобиль. Экипаж двигался с грохотом и чадом, пугая пешеходов. Его скорость достигла 10 км/ч. Чтобы получить такую скорость движения, Тревитик сделал огромные ведущие колёса, которые были хорошим подспорьем на плохих дорогах.

В XIX веке дилижансы на паровой тяге и рутьеры (паровые тягачи, то есть безрельсовые паровозы) для обычных дорог строились в Англии, Франции и применялись в ряде европейских стран, включая Россию, однако они были тяжёлыми, прожорливыми и неудобными, поэтому широкого распространения не получили. Среди других работ паровая машина на жидком топливе, собранная в 1815 году профессором Пражского политехникума Йозеф Божеком (англ.)русск. и четырёхместный паровой фаэтон, сделанный в 1813 году Уолтером Хэнкок (англ.)русск., разработчиком и оператором паровых автобусов Лондона.

В конце XIX века ЭСБЕ так описала ситуацию с паровыми автомобилями:

Идея самодвижущейся повозки появилась одновременно с идеей паровой машины. Первое и неудачное осуществление этой идеи принадлежит французскому артиллеристу Кюньо (1769 г., см. соотв. статью). В 1781 г. Мурдок (Murdock), один из мастеров на заводе Уатта и Больтона, сделал вполне удачную модель самодвижущейся дорожной паровой машины. Вслед за этим в Англии стали появляться один за другим многие, более или менее удачные дорожные паровозы. В 1802 г. Тревитик первый получил патент на такую машину, которая много раз ездила, со скоростью до 10 миль в час, пока не наехала на палисад, вследствие чего дальнейшая езда была запрещена (см. соотв. статью). После него сделаны были значительные усовершенствования; однако, в то же время как паровозы на железных дорогах получали все большее и большее распространение, дорожные паровозы сочувствия не вызвали; к 1831 г. на них наложили большие стеснения и пошлины за пользование общественными дорогами, так что предприятия этого рода стали безвыгодными и не могли больше прогрессировать. С этого времени почти до конца XIX стол. английские конструкторы оставили легкие, быстроходные дорожные паровозы и занялись преимущественно усовершенствованием тихоходных самодвижущихся сельскохозяйственных локомобилей, способных перевозить и тяжести по обыкновенным дорогам, даже с довольно большою скоростью. Тем временем были сделаны два изобретения, оказавшие впоследствии весьма важное влияние на развитие легких дорожных самодвижущихся повозок-автомобилей: в 1845 г. W. R. Thomson взял патент на каучуковые шины, а в 1860 г. Ленуар устроил первый газовый двигатель. Затем появились двигатели бензиновые, керосиновые и электрические, приводимые в действие аккумуляторами. Все эти двигатели легче обыкновенных паровых при той же силе и поэтому особенно пригодны для самодвижущихся повозок, так же как и паровые с трубчатыми котлами Серполе. Все это заставило изобретателей и конструкторов снова обратить свое внимание на самодвижущиеся повозки, получившие теперь общее название «автомобили», но на этот раз центрами производства оказались Франция и Германия.
  • Трицикл изобретателя Серполле (Serpollet)

  • Мотор изобретателя Серполле

По мере увеличения количество парового транспорта на дорогах английское правительство стало издавать очень строгие правила для паровых дилижансов. Первое правило: Впереди каждого парового дилижанса, на расстоянии пятидесяти пяти метров, должен идти человек с красным флагом. При встрече с каретами или всадниками он должен предупреждать путников о том, что за ним следует паровик.

Amédée Bollée 1875. Паровой дилижанс развивал скорость до 60км/час.

Второе правило:

Машинистам строго воспрещается пугать лошадей свистками. Выпускать пар из машин разрешается только в случае отсутствия на дороге лошадей. Stanley steam

Третье правило:

Скорость движения паровика не должна превышать в деревне шести километров в час, а в городе — трех километров.

[4]в 1850 году английский изобретатель Уильям Говард использовал для пахоты локомобиль. Во второй половине XIX века на полях Великобритании работало уже около двух тысяч таких машин.

Были отдельные случаи построения легковых автомобилей как предметов роскоши. Так, в историю вошёл La Marquise (официальное название — De Dion-Bouton et Trepardoux), построенный в 1884 году и работавший на паровой тяге.

Появление лёгкого, компактного и достаточно мощного двигателя внутреннего сгорания открыло широкие возможности для развития автомобиля. В 1885 году немецкий изобретатель Г. Даймлер, а в 1886 году его соотечественник К. Бенц изготовили и запатентовали первые самодвижущиеся экипажи с бензиновыми двигателями. Однако Несмотря на устаревание парового двигателя конструкторы ранних автомобилей все таки продолжали работать в направлении на продолжении ещё нескольких десятелетий

La Marquise 1884

XX век

В первой четверти XX века автомобили с паровой машиной и электромобили получили широкое распространение. В 1900 году примерно половина автомобилей в США была на паровом ходу. Паровые, электрические и бензиновые автомобили конкурировали десятилетия, пока в 1910-х бензиновые двигатели внутреннего сгорания не стали доминирующими. (особенно, когда Форд наладил массовое производство знаменитой «модели Т», выпускавшейся с 1908-го года). Однако в 1920-е годы популярность паровых машин поднялась из за роста цен на бензин по сравнению с керосином и мазутом, на которые тогда был небольшой спрос, и, поскольку безин стоил в несколько раз дороже вышеупомянутых видов топлива, многие коммерческие операторы грузовых машим предпочитали использовать паровые машины, работающие на жидком топливе, тем более, что это упрощало их эксплуатацию.

1911. Радиатор играет роль парового конденсатора, что позволяет машине работать с ограниченным запасом воды, используя лишь несколько литров воды на 100 км пробега

Братья Стэнли производили около 1000 автомобилей на паровом ходу в год. В 1909 году братья открыли первую в Колорадо гостиницу люкс-класса, от железнодорожной станции до гостиницы гостей возил паровой автобус, что стало фактическим началом автомобильного туризма. Фирма Stanley выпускала автомобили на паровом ходу до 1927 года. Несмотря на ряд достоинств (хорошая тяга, многотопливность) паровые автомобили сошли со сцены к 1930-м из-за своей неэкономичности и сложностей при эксплуатации. Дольше всего промышленность выпускала паровые грузовики — до 1960—х гг. Весьма активно паровики использовались фермерами США и Великобритании: насчитывается 6 типов сельскохозяйственной паровой техники, работавших на фермах до 1950-х гг[5].

В Великобритании паровые грузовики были особенно популярны до 1933 года, когда законодатели ввели налог на грузовой транспорт, основанный на массе машины, что поставило тяжёлые паровые грузовики в невыгодное положение по сравнению с карбюраторными машинами и, с другой стороны, в 1934 уменьшили тарифы на импортные нефтепродукты (в то время когда паровые грузовики «Сентинел» работали на недорогом местном угле). Энтузиасты паровых автомобилей склонны объяснять это как результат политического давления со стороны США, которые в то время являлись главным экспортёром нефтепродуктов. Однако несмотря на это паровые грузовики использовались там до 1950-х годов и многие из них продолжают работать и по сей день в качестве туристских автобусов и музейных экспонатов на ходу.

Советские проекты

в 1948 году был построен опытный НАМИ-012 на шасси семитонного ЯАЗ-200 (позже МАЗ-200). Характеристики трехцилиндровой паровой машины были вполне привычными: мощность — 100 л.с., обороты — до 1250 в минуту. А габариты и масса получились даже меньше, чем у дизеля с коробкой передач. Правда, эту экономию сводил на нет тяжеленный (около тонны) «котлоагрегат».

Рекорды скорости

A Stanley Steamer in 1903 setting a record mile at the Daytona Beach Road Course

В 1906 году паровой автомобиль фирмы Stanley установил рекорд скорости — 203 км/ч. Модель 1907 года проезжала на одной заправке водой 50 миль. Необходимое для движения давление пара достигалось за 10-15 минут от запуска машины. Это были любимые машины полицейских и пожарных Новой Англии. 14 мая 1913 года в гонках по Санкт-Петербургу, на Волхонском шоссе, преодолена скорость 202,1 км/ч. Русская автогонщица Римская-Корсакова разогнала автомобиль до 110 км/ч.[6]

Самая высокая скорость для паровых автомобилей была достигнута в августе 2009 года болидом, разработанным группой британских инженеров. Средняя максимальная скорость нового болида в двух заездах составила 139,843 мили в час, или 223,748 километра в час. В первом заезде болид развил скорость 136,103 мили в час (217,7 километра в час), а во втором — 151,085 мили в час (241,7 километра в час). Паровой автомобиль оснащен 12 котлами, в которых вода нагревается за счет сгорания природного газа. Из котлов пар под давлением, со скоростью в два раза превышающей скорость звука, подается в турбину. В минуту в котлах испаряется около 40 литров воды. Общая мощность силовой установки составляет 360 лошадиных сил.[7]

Преимущества паровых автомобилей

Упрощённая схема паровой машины с тройным расширением. Пар высокого давления (красный цвет) от котла проходит через машину, выходя в конденсатор при низком давлении (голубой цвет).
  • «Всеядность» двигателя — Как и для локомотивов, основным преимуществом паровых автомобилей является то, что они могут использовать практически любые источники тепла для преобразования его в механическую работу. Это отличает их от двигателей внутреннего сгорания, каждый тип которых требует использования определённого вида топлива. Подобными свойствами также обладают другие типы двигателей внешнего сгорания, такие как двигатель Стирлинга, которые могут обеспечить весьма высокую эффективность, но имеют существенно большие вес и размеры, чем современные типы паровых двигателей. Как все двигатели внешнего сгорания (вернее — внешнего подвода тепла), двигатель может работать от почти любого перепада температур, угольной или дровяной печи и т. д.
  • Простота конструкции — конструкция двигателя очень проста, он не требует дополнительных систем, таких как газораспределительный механизм. Он запускается самостоятельно и не нуждается в стартере. Его характеристики позволяют избавиться от коробки передач.
  • Увеличенный ресурс — простота конструкции, отсутствие многих «нежных» агрегатов позволяет обеспечить небывалый для других двигателей ресурс в десятки и сотни тысяч часов непрерывной работы.
  • Экономичность — Современные тепловые машины на пару иногда дают больший КПД, чем даже карбюраторные машины (до 34 %),
  • Бесшумность двигателя — тепловые машины на пару не имеют выхлопа, а значит машина не шумит.
  • Экологичность — сам по себе двигатель не имеет каких-то частей или процессов, которые могут способствовать загрязнению окружающей среды. Он не расходует рабочее тело. Экологичность двигателя обусловлена прежде всего экологичностью источника тепла. Стоит также отметить, что обеспечить полноту сгорания топлива в двигателе внешнего сгорания проще, чем в двигателе внутреннего сгорания.
  • Одним из главных преимуществ широкого использования двигателей внешнего сгорания является ослабление зависимости экономики стран импортеров нефтепродуктов от непредсказуемости действий иностранных поставщиков жидкого топлива.

В США военной Совещательной комиссией Центра консультативного анализа Морского Флота было определено, что

«Наша зависимость от иностранной нефти сокращает наше международное влияние, приводит к военному вмешательству в опасных регионах мира, финансирует те страны и лиц, которые хотят причинить нам вред, и ослабляет нашу экономику, наша зависимость и неэффективное использования нефтепродуктов также подвергает опасности наши войска»

[8]

Паровые локомотивы неплохо показывают себя на больших высотах, поскольку эффективность их работы не падает в связи с низким атмосферным давлением. Паровозы до сих пор используются в горных районах Латинской Америки, несмотря на то, что в равнинной местности они давно были заменены более современными типами локомотивов.

В Швейцарии (Brienz Rothhorn) и в Австрии (Schafberg Bahn) новые паровозы, использующие сухой пар, доказали свою эффективность. Этот тип паровоза был разработан на основе моделей Swiss Locomotive and Machine Works (SLM) 1930-х годов со множеством современных усовершенствований: использования роликовых подшипников, современной теплоизоляции, сжигания в качестве топлива лёгких нефтяных фракций, улучшенных паропроводов, и т. д. В результате такие паровозы имеют на 60 % меньшее потребление топлива и значительно меньшие требования к обслуживанию. Экономические качества таких паровозов сравнимы с современными дизельными и электрическими локомотивами. Паровой двигатель, выпускающий пар в атмосферу, будет иметь практический КПД (включая котёл) от 1 до 8 %, однако двигатель с конденсатором и расширением проточной части может улучшить КПД до 25 % и даже более. Тепловая электростанция с пароперегревателем и регенеративным водоподогревом может достичь КПД 30 — 42 %. Парогазовые установки с комбинированным циклом, в которых энергия топлива вначале используется для привода газовой турбины, а затем для паровой турбины, могут достигать коэффициента полезного действия 50 — 60 %. Несмотря на то, что на данный момент парогазовый цикл используется на крупных энергетических объектах, в компании BMW сделали предположение о возможности использования его в автомобилях. Предполагается использовать выхлопные газы автомобиля для работы небольшой паровой турбины.[9]. Одной из наиболее современных разработок в этом направлении является британский радиальный паровой двигатель «Циклон Марк 5» (Cyclone Mark V Steam Engine) использованный для установления мирового рекорда скорости в 2009 году — при весе в 152 кг он развивает 100 л.с. и имеет КПД в 34 %. Разработчики указывают на такие преимущества как надежность, чистота выхлопа из-за плавности горения топлива, простота и дешевизна производства по сравнению с дизельным двигателем той же мощности.[10]

Во многих отраслях промышленности (Угольная, торфодобывающая, сельскохозяйственная) существует ситуация когда дешевое, низкокачественное, твердое топливо используется для различных хозяственных нужд, таких как отопление, сушка сырья и тому подобное. Только в США количество биомассы которую потенциально можно использовать в качестве автомобильного топлива достигает миллиарда тонн в год, однако в настояший момент правительственные программы по большей части направленны на разработку технологии производства жидкого синтетического топлива из биомассы (а именно этанола и биодизеля), что по большей части приводит к расходу средств на государственные субсидии и подорожанию продовольствия, в то время когда использования синтетического твердого топлива (опилочных гранул) ограниченно по большей части лишь отоплением. В Индии ежегодно выращивается около 80 миллионов тонн бамбука. Правительство Индии учредило Национальную Миссию Бамбуковых Приложений (NMBA). С 1996 по 2006 годы в Индии была построена 101 электростанция, работающая на биомассе, суммарной мощностью 750 МВт. Всего в Индии ежегодно выращивается более 540 миллионов тонн различных растений, большая часть которых в настоящее время не утилизируется. Багасса сахарного тростника используется в Бразилии в качестве топлива на электростанциях. В 2000 году в Бразилии было производено около 50 миллионов тонн багассы. В 2001 году в Бразилии на багассе работали электростанции суммарной мощностью 1350 МВт.

В условиях резкого повышения цен на нефтепродукты и возникшей ножнице цен между жидким и твердым топливом эти отрасли могут быть заинтересованны в разработке современных экономичных паровых машин[11][12], как для производства электроэнергии для своих нужд, так и для использования их в качестве двигателей, возможно в гибридных двигателях[13]. Однако в настоящее время культура эскплуатации паровых двигателей по большей части уже давно утерянна и производители паровых машин давно перешли на производство ДВС. Так что скорого возникновения на рынке современных компактных паровых машин ожидать не приходится.

Цены на нефть с 1861 по 2007 годы, в долларах 2007 года

Паровой автомобиль в искусстве

Иллюстрация 1880 г. к роману «Паровой дом»

Хотя паровые автомобили давно уже существовали ко времени написания романа Жюля Верна «Паровой дом»[14] в 1880 году, механические слоны, использовавшие для передвижения энергию пара были первыми шагоходами в литературе и послужили прототипом знаменитым имперским ходячим боевым машинам из миров «звездных войн» (шагающие боевые роботы AT-AT).

Галерея

  • Паровой тягач в 1913 году

  • 5-ти тонный автомобиль английской фирмы Сентинел (Sentinel 1924-1935). Топка установленна перед шофером, который также является кочегаром

  • Паровой грузовик Сентинел модели VBT 1933 года был технически более совершенен и имел автоматическую топку тем самым не отвлекая шофера от управления машиной.

  • Компаундный двухцилиндровый двигатель "Stanley Steam" двойного расширения не нуждался в трансмисии и был подключен напрямую к оси машины. Мощность 6 л.с.

  • Stanley Steamer Серии 740 в 1924.

  • White touring car (1909). Имел паровой двигатель совершенной конструкции использовавший перегретый пар

См. также

Литература

Видео

Примечания

dic.academic.ru