«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 импортёров 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 использование 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 настоящий момент правительственные программы по большей части направлены 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) ограничено 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 возникшим ножницам цен между жидким и твёрдым топливом эти отрасли могут быть заинтересованы 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 эксплуатации паровых двигателей по большей части уже давно утеряна и производители паровых машин давно перешли на производство ДВС. Так что скорого возникновения на рынке современных компактных паровых машин ожидать не приходится.
fishki.net
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
masterok.livejournal.com
Первый полноразмерный паромобиль построил великий французский инженер Жозеф Кюньо в 1770 году. Его паровая телега стала предшественницей всех паровых средств транспорта, в том числе и железнодорожных. Сегодня мы расскажем вам о самых важных автомобилях с тепловым двигателем внешнего сгорания.
Паровой автомобиль Ричарда Тревитика (который прославился разработкой паровоза) был одним из первых автомобилей на паровом ходу. Он опирался на огромные задние колеса, а на борту могли разместиться до 8 человек. Чтобы машина продолжала двигаться, кочегар должен был подбрасывать уголь в топку. Что характерно, сам инженер неплохо заработал на своем изобретении, катая на нем всех желающих, от которых не было отбоя.
Омнибус Enterprise инженера Уолтера Хэнкока стал «дедушкой» всем современным автобусам. Огромная машина могла развивать скорость до 32 км/ч. Топливный бак был внушительный — в нем помещалась тонна воды, которой хватало примерно на 32 километра пути. До 40-х годов этот лязгающий монстр успешно вытеснял с рынка гужевой транспорт.
Четырехместная машина La Marquise по праву считается одним из первых автомобилей класса «люкс». Роскошный аппарат не только развивал скорость до 59 км/ч, он остается на ходу и по сей день, хотя был выпущен в 1884 году! Последний раз машина была продана на аукционе за $ 4,260,000.
Паромобиль «Дукс» стал весьма популярен в 1900-х в Царской России. Простая, практически бесшумная (в сравнении со своими предшественниками) машина снискала заслуженную любовь общества. Мощность машины составляла порядка 3 л.с.
Хищный «спорткар» Stanley Rocket установил рекорд скорости в 205 км/ч при заезде в 1 милю в 1906 году, что стало знаменательным событием для всего автопрома. Гонщик Фред Марриотт, совершивший заезд, через год попытался побить собственный рекорд на усовершенствованной модели автомобиля, но потерпел неудачу — чудо инженерной мысли просто развалилось на неровностях трассы.
Паровые автомобили сыграли важнейшую роль для всего автопрома. Они были надежны, долговечны, позволяли работать с большим количеством нагрузки, а стоимость эксплуатации такой машины была весьма низкой, особенно в сравнении с другими аналогами. Из этой статьи вы узнаете, чего достигли паровые автомобили за всю свою вековую историю и поймете, что этих «старичков» не стоит недооценивать.
www.popmech.ru
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 (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.
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 ВербстаАвтомобиль 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. |
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 coachesВ 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 steamТретье 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 1884В 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 пробегаБратья 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.
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».
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]
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 годаХотя 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).
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
dic.academic.ru
Слово автомобиль означает самодвижущаяся повозка . Первые изобретения самодвижущихся повозок, оснащенных паровыми двигателями относятся к концу 17 века.
В работах И. Ньютона, относящихся к 1663 году, был найден рисунок тележки, приводимой в движение паровым реактивным двигателем. Котел с водой поставлен на колеса. Внизу помещается топка. Пар, вырываясь из отверстия сзади, дает реакцию, которая должна двигать повозку. Модель, созданная по его расчетам много позднее, оказалась действующей.
Монах-иезуит Фердинандо Фербиста из Бельгии построил (1672г.) действующую модель-игрушку самодвижущейся повозки. Его модель имела 60 см в длину и приводилась в движение паровым двигателем. Эта конструкция была затем описана в сочинении Астрономия Европы .
Еще в начале 18 века И. Ньютон спроектировал, а кузнец Т. Ньюкомен воплотил в жизнь паровую телегу , которая, вследствие своей громоздкости и чрезвычайной прожорливости топлива, не смогла выйти за рамки рудничных дворов, где топливо было дешево и имелось в неограниченных количествах.
Самым первым автомобилем в натуральную величину стал тягач с паровым двигателем, созданный в 1769 году Николасом Жозефом Куньо в Парижском арсенале для перевозки орудий. Машина двигалась со скоростью 3,6 км/час. Второй тягач, более крупный, был построен в мае 1771 года. Он сохранился до наших дней и сейчас находится в Музее произведений искусства и предметов быта в Париже.
Американец Оливер Эванс в 1804 году изобрел автомобиль-амфибию.
Английский изобретатель Ричард Трейвисик в 1801 году представил на суд публике «Пыхтящего Дьявола» — первый компактный паровой автомобиль, предназначенный для перевозки людей, а два года спустя — более удачный «Лондонский паровой экипаж». Скорость передвижения достигала 15 км/час и 6 км/час на подъеме.
Интересно!
Раньше из города в город ездили в огромных каретах - дилижансах, запряженных лошадьми. В каждой карете - десятка по два пассажиров. И вот их сменили, наконец, паровые дилижансы. Первый паровой дилижанс механика Гордона имел одновременно и колеса и ноги! Гордон рассуждал так: у лошади - ноги, а у телеги - колеса чтобы колеса покатились, нужно, чтобы сперва ноги пошли. Вот он и приделал к своей паровой тележке ноги. А они только путались между колесами и мешали.
___
А вот другой паровой дилижанс - механика Гернея стал возить публику из Лондона в пригородные деревушки. У дилижансов Гернея - нарядных, лакированных, похожих на карету, сзади торчали, как жерла пушек, целых три трубы. Колес было шесть: одна пара громадных, в рост человека, другая пара поменьше, а третья пара совсем маленькая. Маленькие колеса находились далеко впереди, будто лошади перед повозкой. Когда поворачивали руль вправо, передние колесики шли вправо, а за ними поворачивался и весь дилижанс. Паровой
котел был запрятан внутрь кузова. Дымя и гремя, двигался такой паровой дилижанс по дороге, а над его крышей торчал целый лес дымовых труб, высоких мужских шляп, султанов, перьев.
Изобретаемые средства передвижения были необходимы не только для перевозки людей, но и для технических нужд.
В 1822 году Давид Гордон взял патент на изобретенный им паровой трактор. Установленная в больших барабанах диаметром 2,7 м паровая машина через зубчатые колеса, связанные с внутренними венцами барабанов, приводила барабаны во вращение. Впереди была приспособлена двухколесная тележка для управления трактором.
По мысли изобретателя машина могла бы тянуть за собой груженые повозки. Проект Гордона явился первым проектом колесного парового трактора. Насколько известно, реализован он не был.
В 1825 году на участке дороги длиной 171 км от Лондона до Бата была организована первая пассажирская линия. При этом использовали кареты, имевшие паровой двигатель. Это стало началом эпохи скоростных дорожных экипажей, которые хотя и исчезли в Англии, но получили широкое распространение в Италии и во Франции.
. 
паровые кареты
Ну и ну!
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.
Второе правило:
Машинистам строго воспрещается пугать лошадей свистками. Выпускать пар из машин разрешается только в случае отсутствия на дороге лошадей.
Третье правило:
Скорость движения паровика не должна превышать в деревне шести километров в час, а в городе - трех километров.
Вот какие правила: не свисти, не дыши, и ползи, как черепаха!
В 1832 году англичанин Джон Гиткот получил патент на первый гусеничный паровой трактор для осушки и разработки болотистых земель, слишком вязких для возделывания при помощи лошадей и рогатого скота . Паровой трактор Гиткота имел гусеницы, звенья которых состояли из деревянных рам, обтянутых полотном. Гусеницы охватывали два больших колеса, при помощи которых осуществлялось их перематывание.
В 1871 году Бурелл (Англия) построил трактор с паровым двигателем для омнибуса. Эти машины строились в большом количестве часть их поступала в Турцию и Россию. Машина весила 10,5 т и могла тянуть на крюке прицеп с грузом, весившим до 37 т. Скорость ее в городских условиях доходила до 8 км в час.
Вторую половину 19 века можно назвать эпохой автомобилей с паровым двигателем. Паровой автомобиль Бордино 1854год.
Однако у паровых двигателей коэффициент полезного действия равен всего 5%. Поэтому в начале 20 века паровые двигатели уступили свое место двигателям внутреннего сгорания, которые пришли на смену паровым и более экономно расходовали тепло, были более легкими и могли обеспечить высокую мощность при значительном уменьшении размеров. Автомобили с паровыми двигателями все быстрее и быстрее начинали исчезали с горизонта, хотя в США они использовались еще до 1930 года.
Другие страницы по теме « Паровые двигатели »
Эвелинг-Портер
Предшественниками современных военных автомобилей были паровые тягачи, которые использовались в войсках со второй половины 19 века. Машина английской фирмы «Эвелинг-Портер» (г.Рочестер) была первым в мире паровым тягачем, специально сконструированным для военных целей. Она известна также под прозвищем «Steam saper» (паровой сапер). Тягач имел котел паровозного типа и колеса с резиновыми шинами. На задних колесах поверх шин крепились металлические траки. Первоначальный образец машины демонстрировался летом 1871г. После небольших изменений с целью снижения веса, тягач успешно прошел испытания и начал поступать в армию. Некоторое количество машин было продано в другие страны, в том числе и в Россию. Шесть паровых тягачей фирмы «Эвелинг-Портер» участвовали в турецкой компании 1877-78 гг. в составе русских войск.
Автомобили с паровым двигателем появились в 19 веке, и, к моменту, когда начали выпускаться автомобили, работающие на бензине, они уже были рапространены. Вот такой автомобиль образца 1884 г. был недавно выставлен на аукцион, и, что интересно, до сих пор находится во вполне рабочем состоянии!
Но на самом деле первые паровые автомобили появились ещё намного раньше! Считается, что первый паровой автомобиль был построен ещё в 1769 г. французом по фамилии Кюньо (более, чем за 100 лет до первых автомобилей с ДВС, которые пявились только в 80-е годы 19 в.). Вот как выглядел этот автомобиль (кстати, он до сих пор хранится во французском музее):
Первый автомобиль, так называемая малая телега Кюньо, развивал на дороге скорость 4,5 км/ч, но только в течение 12 мин, поскольку на большее не хватало ни воды, ни пара. Необходимо было наполнить котел водой и вновь разжечь под ним костер, так как у первого автомобиля отсутствовала даже топка. Несмотря на свои недостатки, телега так понравилась военному министру, что он приказал тотчас же приступить к постройке улучшенного и увеличенного экземпляра, который можно было бы изготовлять в больших количествах для использования в войсках для транспортировки пушек. Кюньо построил новый, больший по размерам экзмепляр, котёл в котором уже имел собственную топку. Однако во время демонстрации у машины заклинило механизм управления, и машина, поехав не в ту сторону, врезалась в кирпичную стену, развалив её, а паровой котёл вдобавок взорвался.
В 19 в. паровые автомобили получают распространение.
Паровой автомобиль 19 в. Интересно, что человек, управлявший автомобилем, назывался водителем, а человек, стоящий сзади, который разжигал паровой котёл, - шофёром.
Паровые омнибусы стали использоваться для перевозки пассажиров на большие расстояния. Но несмотря на все усовершенствования, паровые автомобили до конца 19 в. оставались весьма неудобными для эксплуатации.
После появления автомобилей с ДВС паровые автомобили некоторое время всё ещё превосходили их по своим характеристикам. Например, в 1906 году на парвром автомобиле был установлен рекорд скорости 205,44 км/ч, автомобили, работающие на бензине, тогда могли ездить существенно медленнее. Кстати, современный рекорд скорости для паровых автомобилей - 234,33 км/ч, он был установлен в 1985 году.
Однако, с постепенным совершенствованием двигателей внутреннего сгорания и автомобилей, которые их использовали, паровые автомобили были постепенно вытеснены. Они оказались сложнее, дороже и менее экономичными. К началу 1920-х годов паровые автомобили практически полностью проиграли соревнование.
Однако, история паровых автомобилей на этом не закончилась. У них остались почитатели и энтузиасты, которые продолжали совершенствовать узлы паровых автомобилей и смогли решить некоторые присущие этим машинам проблемы. Удалось, например, значительно сократить время запуска двигателя - если прежде для того, чтобы развести пары , требовалось значительное время, то теперь время ожидания сократилось до 40-60 секунд. В 30-е и 40-е в Европе продолжали выпускать грузовики и автобусы, имеющие паровые двигатели. От бензиновых вариантов их отличала завидная плавность хода (машине с паровым двигателем не нужна коробка передач) и малошумность.
В США энтузиастом постройки паровых автомобилей был Абнер Добль. Он использовал в своей машине жидкое топливо (керосин), в отличие от европейских машин, которые работали на угле. Ему удалось значительно упростить процесс запуска двигателя, внедрить в машине разнообразные автоматические регуляторы и т. д. Управлять машиной Добля было легко и приятно, машина быстро разгонялась, имела высокую скорость - до 130 км/час, при этом двигалась исключительно плавно и бесшумно. Главным недостатком машины, в которой Добль, стремящийся к совершенству, использовал самые дорогие и качественные детали, была её огромная цена.
машина Добля
В 50-е в СССР задумались над проблемой обеспечения транспортом районов, в которых в то время существовали некоторые трудности с доставкой жидкого топлива. Был разработан паровой грузовик НАМИ-012, который развивал скорость 45 км в час, брал в кузов 6 тонн груза и имел запас хода до 80 км на одной заправке, а позже и полноприводный паровой тягач НАМИ-018, который использовался для вывоза брёвен на лесозаготовках. Эти грузовики могли запросто работать на дровах, угле или торфе.
советский паровой грузовик НАМИ-012
Источники: http://class-fizika.narod.ru/paravto.htm, http://www.retro-avto.ru/category/011-avtomobili-s-parovym-dvigatelem/, http://unusauto.ru/paravto.htm
Комментариев пока нет!
informatik-m.ru
Еще в XVII в были люди, которые пытались создать экипаж, в который не нужно запрягать лошадей, но такие экипажи передвигались за счет усилия другой живой силы – самих пассажиров или лакеев. В это же время французский инженер Никола-Жозеф Кюньо создал первый паровой автомобиль-тягач, предназначенный для артиллерийских оружий. Данное транспортное средство находится в Парижском музее искусств и ремесел. Первые попытки не позволили создать полноценный автомобиль. По большому счету, не являлись автомобилями и паровые омнибусы, появившиеся в Англии в XIX в. Будучи слишком тяжелыми, они потребляли огромное количество воды и топлива и требовали тщательной и длительной подготовки к походу. Омнибусы двигались медленно, разрушали дороги, проигрывали появившемуся железнодорожному транспорту. Но свою роль эти машины в истории автомобилей сыграли – была доказана возможность механического передвижения, созданы и опробованы основные узлы и механизмы. Однако именно эти, казалось бы, нелепые машины и дали начало истоии автомобилей.
Первый автомобиль с бензиновым двигателем внутреннего сгорания был создан 1885 году Карлом Бенцом. Это был трёхколёсный двухместный экипаж на высоких колёсах со спицами. Годом позже появился вариант Готлиба Даймлера, который считается первым в мире автомобилем, получившим практическое применение.
Однако австрийцы полагают, что отцом-основателем автомобилестроения является соотечественник Бенца и Даймлера Зигфрид Маркус, который начал разрабатывать свой автомобиль в 1875 году.
Первый автомобиль Бенца, оснащялся четырехтактным бензиновым мотором с водяным охлаждением мощностью 0,9 л. с. Цилиндр располагался горизонтально над осью огромных задних колес и приводил их в движение через одну ременную и две цепные передачи. Большой, горизонтально расположенный маховик находился под двигателем. Он соединялся с коленвалом конической передачей и использовался для создания равномерного вращения и для запуска мотора. Электрическое зажигание питалось от гальванической батареи — это было более совершенное решение, чем калильные трубки Готлиба Даймлера, работавшего параллельно и независимо от Бенца . В отличие от деревянной тележки Даймлера автомобиль Бенца имел раму, спаянную из металлических трубок. Машина развивала смехотворную по нашим меркам скорость — 16 км/ч, но по тем временам это была весьма прогрессивная конструкция.
осторожно объезжал попадающиеся на пути преграды. И было почему осторожничать, ведь ехал он со скоростью 13 км/ч. Вот так в сорок один год Карл Бенц наконец заставил двигаться первый в мире автомобиль.
Паровой двигатель был установлен на обыкновенную тележку. Вся эта конструкция и есть самый первый автомобиль в мире. Когда и как это произошло? Вы будете удивлены, но это случилось еще во времена Наполеона. Точнее сказать, первый в мире автомобиль появился на свет вместе с рождением Наполеона Бонапарта.
Жозеф Кюньо французский инженер, которому пришло в голову установить на телегу паровой двигатель. Это случилось в 1769 году.
Вообще, полноценный паровой двигатель продемонстрировали несколько позже, в 1784 году. Знаменитый английский инженер Джеймс Уатт представил тогда миру свой паровой двигатель. Однако это был двигатель внешнего сгорания. Топливо, уголь или дрова сгорали во внешнем отсеке топке, затем тепловая энергия передавалась рабочему телу, то есть пару. Пар попадал в двигатель, потом в поршень, и дальше срабатывал кривошипно-шатунный механизм, который обратно-поступательное движение преобразовывал во вращательное. Как то так..
Что же касается инженера Кюньо, то он действительно был гениальный конструктор, он установил на телегу бак с водой, топку, несколько корзин с углем и, конечно, сам двигатель.
Но вот незадача, вся система оказалась чрезвычайно огромна и весила слишком много. В результате тележка едва могла ехать. Причем, ехала она без пассажира или водителя. Как только изобретатель усаживался в автомобиль, то он останавливался не в силах двигать такой вес. Только в конце заезда, когда заканчивалась вода и был израсходован почти весь уголь, тогда телега могла везти еще и водителя.
Понятно, что при такой маленькой скорости и практическом отсутствии грузоподъемности, это изобретение не вызывало большого интереса у публики. Тем не менее, свое изобретение Кунье назвал автомобилем. А сам он назвался шофером. Кстати, слово шофер это по французски кочегар.
Исходя из всего этого, автомобиль с паровым двигателем не получил никакого применения. А КПД этого авто составило всего 1%. Вдобавок ко всему в истории имеются сведения, что эта тележка совершила первую в мире автомобильную аварию, когда случайно снесла какую-то стену. Дело в том, что привод подавался только на одно из передних колес тележки, поэтому управлять ей было практически невозможно.
Продолжая дело своих предшественников, русские изобретатели поставили перед собой задачу соединения колесной тележки с механическим двигателем, то есть создание самодвижущегося экипажа для безрельсовой дороги. Так, на основе разработок паровых двигателей И.И.Ползунова, П.К.Фролова, Е.А. и М.Е.Черепановых в 1830 г. русский лафетный мастер К.Янкевич со своими двумя товарищами-механиками вплотную подошел к созданию колесного самоходного экипажа с паровым двигателем.
Быстрокат, как было названо это изобретение, должен был развивать скорость до 30 верст в час, иметь способность быстрого торможения, ускорения и замедления хода. Принципиальной особенностью быстроката являлся паровой котел, состоявший из 120 трубок и использовавший в качестве топлива древесный уголь по замыслам изобретателей - сосновый. Предполагалось, что эта машина может быть использована как на летнем колесном, так и на зимнем с полозьями ходах.
В конструкции быстроката были предусмотрены также места для пассажиров и водителя, расположенные в крытой повозке, отапливаемой посредством системы тепловых трубок. Конструктивная особенность быстроката Янкевича заключалась еще и в оригинальном оформлении связи между корпусом повозки и ее задней осью. Изобретатель отошел от общепринятого способа расположения оси под корпусом он пропустил ось непосредственно через корпус, что сместило центр тяжести повозки и существенно повысило ее устойчивость против опрокидывания.
Исследования в области развития парового двигателя проводились и в более поздний период, направлены они были главным образом на применение паровых котлов в транспорте, предназначенном для перевозки грузов. В монографии, изданной в Санкт-Петербурге в 1898 г. О применении автомобилей в перевозке пассажиров и тяжестей, говорится о том, что первые опыты использования паромобилей для перевозки грузов имели место в России еще в 1872 г когда в Стрельце под Петербургом испытывался сухопутный пароход, доставленный из Шотландии. 16 28 июля 1872 г. государственными органами была выдана первая лицензия петербургским механикам Орловскому и Кемпте на перевозку тяжестей посредством паромобиля, что подтверждается документом, хранящимся в Центральном государственном историческом архиве. Куприн Е Рубец А. Указ. соч. Однако, работы русских техников по созданию колесного самохода с механическим двигателем показали, что громоздкие и тяжелые паровые установки не позволяют получить компактную и простую машину.
По-прежнему стояла задача создания легкого и мощного двигателя, который в конце XIX века стал необходим не только колесному транспорту, но и зарождавшемуся самолетостроению.
Источники: znanija.com, domfactov.com, www.chipmaker.ru, guns.allzip.org, allrefs.net, universal_ru_de.academic.ru
В 83 г. до н. э.Марк Лициний присоединился к армии Суллы. Великий полководец Сулла активно привлекал ...
Венера - первоначально была богиней неба, посылающей дождь, а также, повидимому, и богиней моря. На мифе об ...
По Аполлодору царь Аркадии, сын Пеласга и Мелибеи, внук Океана, некоторые его матерью называют нимфу Киллену. От различных ...
Начался четвертый этап первой в истории операции по вывозу химического оружия. Флагман Северного флота тяжелый атомный ракетный крейсер ...
Кульминационным моментом мифологии Египта является противостояние Гора и Сета, в котором, по сути, выразилась борьба добра и зла. ...
Талиесин, что в переводе означает «сверкающее чело», стал пользоваться большой популярностью в середине XII века. Тогда, как ...
Секира Перуна – славянский обереговый символ, соотносимый с одноименным богом-громовержцем. Фактически в мифологии наших предков нет ...
Жены Кашьяпы, дочери Дакши произвели на свет божественных и демонических существ. Муни родила гандхарвов. Сыновья Кашьяпы и...
Брахма произвел на свет шесть сыновей, от которых появилось многочисленное потомство. От старшего сына Маричи родился обладавший мудростью Кашьяпа, от которого в дальнейшем произошли боги и...
objective-news.ru
