Паровые автомобили — что и как это было
Статья о паровых автомобилях: история создания, интересные модели и их описание, характеристики, фото. В конце статьи — видео про парковой трайк.
Однако человечество за свою историю знало и иные источники энергии — например, паровые двигатели, которые применялись в некоторых типах машин.
Пар как двигатель прогресса
Вехи создания паровых машин:
- Первый паровой двигатель в истории был придуман и реализован инженером Героном Александрийским, жившим две тысячи лет назад в Греции. Он и сам не понял, зачем изобрел игрушку-шар, вращавшуюся вокруг своей оси, приводимую в движение поднимающимся снизу паром. Технология, не найдя применения, канула в небытие на полторы тысячи лет.
Иезуит Фердинанд Вербст построил и подарил китайскому императору (1672) игрушку — крошечный самодвижущийся автомобиль, работающий на пару.
Исаак Ньютон нарисовал чертежи паровой телеги, где за счет котла с соплом и ручного стравливания пара конструкция могла бы перемещаться.
Томас Ньюкмен создал паровой двигатель наподобие современных, только с очень большим котлом, который приспособил в качестве машины по откачиванию грунтовых вод.
Джеймс Уатт довел до ума конструкцию Ньюксмена, приладив к ней конденсатор и зациклил процесс преобразования пара в воду и наоборот. Полученный агрегат он умудрился поставить на раму и опробовать движение, инициируемое паром. Получив патент на изобретение, он сильно умерил пыл других разработчиков сходной идеи.
Николай Жозеф Кюньо, артиллерийский французский инженер, придумал самодвижущуюся повозку на пару для перевозки пушек. Внутри конструкции весом под тонну находился медный цилиндр, который заполнялся паром, после чего происходил впрыск воды, а образующийся вакуум втягивал поршень.
Перемещаться паровая телега могла лишь километр, после чего требовалась «дозаправка» кипящей водой. Зато перевозить на этот километр она могла до двух тонн груза.
Идея командованию понравилась, конструктору дали «добро» и 20 000 франков на доработку идеи. В итоге телега научилась двигаться со скоростью 7 км/ч довольно долго за счет установленной топки под котлом. Этой скорости хватило, чтобы паровая телега совершила первое ДТП, протаранив стену дома из-за поймавшего «клина» колеса. Французская «бабушка» парового автомобиля нынче хранится в музее.
Сильвестр Роупер создал первый прообраз мотоцикла – паровой велосипед. Соседи пытались воззвать к стражам порядка, такой шум производил созданный изобретателем велосипед – но увы, законов, запрещающих кататься на двух колесах, еще не было!
Ричард Тревитик, а позже доработавший идею Вальтер Хэнкок, стали создателями парового омнибуса — коммерческого транспорта, способного проезжать до 32 километров.
Первые паромобили
В самом начале 1906 года водитель Фред Мариотт, управляя паромобилем, построенном на производстве, принадлежащем «Братьям Стенлей» и пророчески названом «Ракета», впервые в истории сумел разогнаться до 205 км/ч.
Это звучало триумфально! Ведь машина, движимая паром, обгоняла все транспортные средства, включая самолеты. Зафиксировав очередной скоростной рекорд в 240 км/ч гонщик разбился насмерть.
Уже начало ХХ века ознаменовано было тем, что на дорогах уверенно ездили паровые автомобили, преимущественно грузовые. Они от первых автомобилей на бензине отличались рядом факторов:
- долговечностью;
- надежностью;
- всеядностью (работать могли на любом горючем топливе от угля до соломы).
Паровые машины отличались малым скоростным режимом (не более 50 км/ч) — им надо было постоянно иметь в запасе большой объем воды, а отработанный пар постоянно уходил в атмосферу. Паровые автомобили широко использовались в Европе до начала 1940-х годов, а в Бразилии их выпуск велся серийно даже спустя десятилетие.
У паровичков были существенные минусы:
- твердое топливо на выходе превращалось в большую кучу золы;
- выхлопы и дым содержал в высоких концентрациях серу и копоть;
- растопка твердотопливного котла была длительной, занимая не менее пары часов. Кому-то в голову пришла мысль отапливать дома, оставляя паровые машины подключенными на ночь к системе отопления. Если он работал ночь напролет, то паромобиль не надо было раскочегаривать по новой — ему хватало 15 минут для возможности вновь продолжить движение.
«Спиртомобиль»
Инженерам казалось, что двигатель внутреннего сгорания непригоден для транспорта. Он глохнет, если его притормозить, и его нельзя запустить после размыкания трансмиссии.
Двигатель внутреннего сгорания также не способен был развить тягу в различном скоростном диапазоне, он не запускался без «костыля» в виде трансмиссии.
Машина, запускаемая паром, казалось, сама мимикрирует под любое изменение дорожной ситуации. Растущее сопротивление приводило к тому, что двигатель замедлял вращение, увеличивая параллельно крутящий момент. Когда сопротивление уменьшалось, вращение – увеличивалось. Поэтому создатели паромобилей всячески боролись за создание компактного парогенератора, способного двигать машину без участия дополнительных приспособлений в виде сцепления и коробки передач.
Люди выяснили, что сгорающее топливо в цилиндре ДВС выбрасывает в атмосферу много токсичного вещества. Небольшой автомобиль с бензиновым двигателем способен в течение часа работы выработать столько вредных субстанций, что если бы небольшое пространство вокруг него было бы замкнуто, это привело бы к смерти находящихся рядом людей.
Парогенераторная горелка менее токсична на выходе — топливо сгорает при неизменяемых показателях, способствуя полноценному завершению реакций.
Важный фактор экономичности машины заключается в количестве потребляемого топлива. Так, американская «звезда» на паровой тяге «Добль-Беслер», собранная в середине 1920-х годов, имела массу в 2 с хвостиком тонны. При этом расход топлива составлял 18 литров на сотню километров. Для своего времени это был очень хороший показатель — более того, он оставался эталонным почти сорок лет.
Парогенераторная горелка перерабатывала жидкость в любом виде. Паромобиль продолжал движение на керосине и спирте, работал на бензине, мазуте, даже на растительном масле. И это было вовсе не попыткой удешевить процесс заправки — просто машины типа «Добль» были всеядны, но доступны лишь миллионерам.
От самогонного аппарата – к четырехколесному агрегату
Парогенератор являлся самым главным элементом машины на пару. Разработку удалось воплотить детройтским инженерам, братьями Добль. Они последовательно соединили десять плоских змеевиков, помещенных в корпус из стали, охлаждаемый водой.
Прохладная жидкость накачивалась в расположенные вокруг выдерживающего высокие температуры корпуса охлаждающие трубы, где происходил ее подогрев. Это сводило к минимуму теплопотерю. После чего жидкость наполняла змеевики, чтобы, закипев, стать паром с температурой 4,5 тысячи градусов по Цельсию и давлением в 120 атмосфер.
Братья Добль стремились к увеличению температуры, а также давления, что в совокупности повышало КПД. Инженерам удалось сделать парогенератор довольно легким и незатратным.
Сдвоенные цилиндры перерабатывали пар. Сначала он нагнетался в верхушку меньшего диаметра, где, расширившись, вырабатывал энергию. Затем он «переходил» в больший цилиндр, в его нижнюю часть, осуществляя дополнительную работу.
Два этапа расширения оказывались крайне полезными, когда машина ездила по улицам. Во время начала движения и при разгоне поступали значительные объемы пара, но, когда необходимости в максимальной энергоотдаче не было, они расширялись единожды.
Отработавшие пары передавали охлажденной жидкости, стремящейся в парогенератор, тепло. В жидкое состояние пар возвращался лишь в конденсаторе. Влага в парогенератор поступала порционно, ровно столько, чтобы паровая машина могла сделать один-два движения поршня. Поэтому по факту парогенератор вмещал в себя небольшое количество воды, что делало его безопасным для взрыва.
Если трубка рвалась, пар попадал в топку, отключая горелку. И даже такой случай произошел всего единожды, когда машина вдруг перестала заводиться после двух сотен километров пробега. Ремонт и замена вышедшего из строя змеевика заняли ровно один час.
«Добль» миллионеров
Незадолго до развязывания Германией войны в Европе на нынешнем ЗИЛе, носившем тогда название Московского автозавода имени Сталина, решили выпускать эксклюзивную модель автомобиля.
Кузов красавца украшало красное дерево. Он стоял на хромоникелевых стальных шасси, произведенных фирмой «Паккард». За образец советские конструкторы взяли паромобиль «Добль», собранный в 1924 году американской компанией «Беслер».
Управлять скоростью можно было при помощи педали, подающей пар. Время от времени требовалось лишь сменять фазу прекращения впуска в цилиндр пара. После включения зажигания автомобилю требовалось 45 секунд, чтобы начать движение. Еще пара минут, и машину можно было ускорить до 150 км/ч.
Паромобиль двигался ровно и тихо. Он пришелся ко двору советской элиты, его испытания продолжились уже после заключения мира с Германией. Один из принимающих участие в разработке советской версии «Добля», А.Н.Малинин, отвечал за испытания образца.
Для определенных тестов используются в автопромышленности стенды для испытаний с беговыми барабанами. Автомобиль загоняется на стенд так, чтобы ведущие колеса оказывались строго на барабанах. В итоге они крутятся, заставляя вертеться колеса и имитируя езду по дороге. При этом машина стоит с работающим двигателем.
Когда инженер-испытатель Малинин и огромный авторитет в теоретической автомобилестроительной области профессор Чудаков сели в машину, последний нажал кнопки и затих. Минут через пять Малинин не выдержал: «Не пора ли заводиться?». На что профессор ответил: «Мы уже давно едем, на спидометре 20 километров». Скорость была вполне приличная, но, чтобы ухо уловило хоть какой-то звук работы парогенератора, надо было вплотную прижиматься в выхлопной трубе.
Семидесяти литров воды с избытком хватало на полтысячи километров пробега, а проблемы, требующие выпуска пара, случались крайне редко. Поэтому в автомобиле, в котором все детали были четко и точно подогнаны друг к другу, ничего не шумело.
Участь паровых машин
Если паромобили были столь удобны и хороши, почему же именно автомобили с ДВС сумели занять нишу в автомобильной среде?
Дело в том, что двигатель на пару имел весьма сложную автоматику и множество всяческих дополняющих друг друга агрегатов. При этом его изготовление выходило дороже, а КПД он выдавал меньший.
Еще одним минусом стал его большой размер, в частности – бак с запасом воды. Про экологичность тогда еще никто не задумывался, в итоге паровая машина оказалась постепенно вытеснена с рынка более дешевыми автомобилями с ДВС.
День сегодняшний
Вытесненные с рынка, паромобили нет-нет да и будоражат умы инженеров. В 2009 году на треке болид на пару Inspiration, хищный и обтекаемый, сумел установить новый рекорд машин на паровой тяге – 225 км/ч.
Мощность болида составляла 360 л.с., а движение запускалось двумя турбинами с давлением в 40 бар, которые нагнетали 12 современных бойлеров.
Остается открытым вопрос – на чем бы мы колесили сегодня, озаботься человечество проблемой сохранения окружающей среды на полсотни лет раньше?
Видео про парковой трайк:
Источник статьи: http://fastmb.ru/autonews/autonews_mir/3722-parovye-avtomobili-chto-i-kak-eto-bylo.html
Самый первый автомобиль в мире
Самый первый автомобиль в мире был с паровым двигателем . Конечно, сей агрегат может и можно назвать автомобилем, но вот что-то язык не поворачивается. Под понятием автомобиля у меня ассоциируется транспортное средство, которое достаточно компактное, удобное в обращении и в какой-то степени надежное. Все эти определения явно не подходят для машин 19 века . Помимо всего необходимо организовать серийный выпуск автомобилей, чтобы они были доступны для пользования широкому кругу людей. Что точно нельзя сказать про те штучные экземпляры, ну за исключением некоторых. Так давайте вместе попытаемся найти ответ на вопрос — кто изобрел первый автомобиль?
Даймлер и Бенц, как основатели автомобилестроения.
Время шло, а автомобили все не менялись. Можно сказать, что эволюционный процесс в этой отрасли зашел в тупик. Как вот был изобретен двигатель внутреннего сгорания и перед миром в 1885 году предстал самый первый автомобиль – трехколесник Карла Бенца. Автомобиль был достаточно незатейлив, представлял собой некое подобие изобретения Кулибина , только приводился в движение не мускульной силой, а бензиновым двигателем. Почти в то же время Готлиб Даймлер изобрел велосипед с мотором, а год спустя и «повозку» на моторной тяге.
Для заметки, первый грузовой автомобиль, оснащенный двигателем внутреннего сгорания и грузовым аккумулятором, появился в 1896 году. Аналог с дизельным двигателем увидел свет только 1923 году. По мере развития автомобильной промышленности, а также удешевления производства, грузовики и более мощные грузовые аккумуляторы также обрели популярность.
Первый автомобиль в мире был изобретен Карлом Бенцем в 1886 году. Он получил общественное признание и был запущен в промышленное производство. Представлял собой трехколесное средство передвижения, с двигателем на 1.7 литра, который располагался горизонтально. С задней стороны сильно выступал большой маховик. Управлялось сие средство передвижения при помощи Т-образного руля.
На этом моменте история первого автомобиля выходит на новый уровень, поскольку Бенц был первым, кто предложил покупателям готовый и годный для пользования прообраз современного автомобиля, а Даймлер раньше всех запустил в производство функциональный автомобильный двигатель .
Особенностью данного автомобиля было то, что в нем использовался двигатель с водяным охлаждением. При том двигатель и маховик располагались горизонтально. Коленвал был открытым. Посредством простого дифференциала, с помощью ремня и цепей, двигатель приводил в движение задние колеса. Главным достижением кондукторской мысли можно было считать использование впускного клапана с механическим приводом и электрического зажигания. Изначально, рабочий объем двигателя составлял всего 985 куб. см., этого недостаточно даже для разгона машины. Поэтому, первые машины, выпущенные в продажу, были оборудованы более мощными моторами с рабочим объемом 1.7 литра и двухступенчатой коробкой передач. С годами, мощность двигателя выросла в 4 раза и составляла 2,5 л.с.. Таким образом, машина Бенза развивала максимальную скорость 19 км/час, что весьма не плохо для первого автомобиля в мире. Однако Карла Бенза это не устраивало, и он всё продолжал свои поиски. И скоро его детище успешно выступило в известных тогда гонках London-to-Brighton Run , обладая средней скоростью 13 км/час. Массовый выпуск автомобиля начался лишь в 1890 году.
Через три года «Benz» выпустил первые четырехколесные автомобили. Основанные на трехколесной конструкции, в то время они казались слишком старомодными. Но, невзирая их медлительность и примитивность, они отличались простотой, доступностью, в плане технического обслуживания и ремонта, и долговечностью. Позднее появилась двухцилиндровая модификация, но, по настоянию Бенца, первоначальные технические решения в основном оставались неизменными.
Картинках — модель «Viktoria» 1893 года. Усовершенствования четырехколесного «Benz» (1892 г.) продолжалась до 1901 года. Несмотря на нетребовательность конструкции, таких машин выпустили более 2300 штук.
В 1909 году фирма столкнулась с затруднениями. Против воли Бенца, пришлось собрать группу французских инженеров, спроектировавших более совершенную модель автомобиля. Ее попытались внедрить в производство в 1903 году, но все кончилось неудачей, что заставило Карла Бенца забыть о своих амбициях: он предложил современный четырехцилиндровый рядный двигатель, который отвечал требованиям нового шасси. После запуска этой новой «гибридной» модели в производство дела фирмы медленно пошли в гору.
Первая модель Готлиба Даймлера 1886 года — попытка использования конного экипажа в качестве силового агрегата. Основные механические детали еще очень примитивны, но одноцилиндровый двигатель — прообраз современных автомобильных двигателей.
Даймлер проявил себя как более сдержанный и терпеливый конструктор. В отличие от Бенца, он не рвался вперед. Сделав ставку на стационарные двигатели, он вместе со своим соратником Вильгельмом Майбахом в 1889 году создал свой первый функциональный автомобиль «Daimler» и запустил его в производство в 1895 году. Так же, одновременно с автомобилями, компания лицензировала собственные двигатели, для закладывания фундаменты под выпуск новейший, невиданных ранее моделей, такие как французские «Panhard» и «Peugeot». В 1889 появился первый в истории автомобиль способный развить скорость более 80 км/час. Его начинкой послужил четырехцилиндровый двигатель мощностью 24 л.с. и прочие технические новинки. Сей автомобиль был очень тяжелый, громоздкий, неуправляемый, а самое главное – небезопасный. В связи с чем дальнейшая политика фирмы была направлена на то, чтобы сделать автомобиль более легким по весу и более управляемым. Вскоре нашлось много людей, желающий иметь такой автомобиль.
В итоге родилась широко известная ныне модель, названная в честь его дочери, Мерседес. Она вышла в свет в самом конце 1900 года и стала, по мнению историков, прототипом современного автомобиля.
Первый Mercedes» (декабрь 1890 г.) — прообраз современного автомобиля с простейшим кузовом, предназначавшимся для участия в автомобильных гонках. Вместо него мог быть установлен четырехместный «прогулочный» кузов.
Модель «Mercedes» 35 л.с. соединяла в себе: переключение передач, сотовый радиатор и зажигание от магнита низкого напряжения — от прежних моделей Даймлера — и технические новшества — низко расположенную легкую штампованную раму и механический привод впускных клапанов (хотя от этой новинки впоследствии пришлось отказаться). В купе, эти технические решения дали жизнь автомобилю, который отличался от своих предшественников более надежной эксплуатацией и был необыкновенно послушен для водителя. Тормозные системы стали гораздо надежнее, а о качестве самой машины говорили во всем мире.
На тот момент произошло самое интересное, все модели «Daimler» переименовали в «Mersedes».
О дна из моделей фирмы «Daimler» – «Mercedes-Simplex» 1904 года, обладающая отличным четырехцилиндровым двигателем на 5.3 литра с боковыми клапанами. Даже сегодня модель не выглядит старомодной.
Источник статьи: http://zen.yandex.ru/media/id/5cfc9e6b388e2100af05f6fe/samyi-pervyi-avtomobil-v-mire-5cfca5a07e0d5200ae5138ed