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.
источник-http://autokadabra.ru/post/8852/
