Паровой двигатель для автомобиля

Экспериментальные паровые автомобили НАМИ-012 и НАМИ-018

Дмитрий Дашко, фото из архива ГУП НАМИ и автора

В 1948 году впервые в мире был изготовлен автомобиль, который заправляли… дровами. Разработчик и изготовитель – Центральный научный автомоторный институт, СССР.

Предшественники

Паровой автомобиль был предшественником не только привычного нам бензинового автомобиля, но и паровоза. Первая самоходная «паровая телега» была построена Николя-Жозефом Кюньо в 1769 году. После изобретения двигателя внутреннего сгорания паровые автомобили начали быстро вытесняться конкурентами. Однако в 1927 году вновь ненадолго возрос интерес к автомобилям парового типа благодаря освоению парового двигателя высокого давления. Это позволило продержаться паромобилям как грузовым, так и легковым в производстве до конца 30-х годов.

Россия познакомилась с машинами на паровом ходу еще в 1870–1878 годах, во время Русско-турецкой войны. В русской армии применялись локомобили английского и отечественного производства, по сути, дорожные паровозы-тягачи.

В 1902 году в Санкт-Петербурге в Ремесленном училище принца Ольденбургского был изготовлен паровой легковой автомобиль по типу французского Gardner-Serpolett. В 1902–1903 годах по лицензии американской фирмы Locomobile, изготавливающей простые легковые паромобили, была организована сборка семисильных малюток «Локомобилей» петербургским заводом «Дукс» и ростовским «Аксай». Таких автомобилей в общей сложности собрали несколько десятков.

Советские инженеры впервые обратились к автомобилям с паровыми двигателями в середине тридцатых годов прошлого века. НИИ Механизации лесного хозяйства в 1935 году предложил проект парового трехосного грузовика на базе ЯГ-10. Опытный экземпляр не был построен ввиду сложности изготовления конструкции – в конструкцию ЯГ-10 вносилось слишком много изменений. В том же году в Научном автотракторном институте (НАТИ) было создано Бюро паросиловых установок, которое занималось испытаниями всевозможной техники с паровыми двигателями. В 1936 году там испытали легковой паромобиль Double; в 1938 – шеститонный грузовой Sentinel S4 с котлом низкого давления. Британский Sentinel топили углем и, несмотря на все минусы такой заправки, эксплуатация оказалась выгоднее, чем обычной бензиновой машины. Литр бензина тогда стоил девяносто пять копеек, а килограмм угля всего четыре копейки.

К концу 1930-х автомобили, работающие с газогенераторными установками, прочно обосновались в лесной промышленности нашей страны, однако грузоподъёмность таких машин была невелика, а установка сложна в эксплуатации. Газогенераторные автомобили работали на приспособленных бензиновых двигателях, а в умах конструкторов созрела идея устройства машины, работающей по типу паровоза, – только и успевай кидать в топку горючее, а давление пара в котле будет крутить колеса.

В 1940 году спецбюро под руководством И.С. Скиридова приступило к постройке парового грузовика МП-28. В СССР впервые решили применить компоновку «кабина перед двигателем», так как это позволяло выдвинуть вперед кабину, а паровой двигатель и котел установить между кабиной и грузовой платформой. Для грузового автомобиля спроектировали паросиловую установку с прямоточным котлом высокого давления, конденсатор, турбины вентилятора и парогенератора. Вся эта установка должна была базироваться на шасси ЯГ-6. Пятитонный автомобиль должен был оснащаться 4-цилиндровым двигателем двухстороннего действия мощностью 120 л.с. при 1500 об/мин. Котловое давление паросиловой установки – 100 атм; топливо – любое жидкое. Машина должна была развивать скорость 40 км/ч. Был разработан паровой котел – парогенератор ПТ1 для работы на твердом топливе – антраците. Он имел котловое давление 100 атм и поверхность нагрева 12 м². Паросиловая установка работала по замкнутому циклу с двухсторонним расширением. Цилиндры имели диаметр 75 мм, а низкого – 130 мм. Однако в 1941 году тему сняли с плана института – завод НАМИ переквалифицировался под выпуск военной продукции. Машину бросили недостроенной, но идею не оставили.

В 1946 г. были проведены испытания парового тягача «Саксенберг», проведённые под руководством Ю.А. Шебалина и консультанта С.В. Татищева. Немецкий магистральный паровой тягач Sachsenberg DW-60 был изготовлен в 1944 г. Вес автопоезда с двумя прицепами составлял 15 000 кг. С таким весом автопоезд развивал скорость до 35 км/ч. На тягаче размещались бункеры для 450 кг топлива и водяные баки ёмкостью 400 л. Автомобиль с такими параметрами инженерам понравился. В том же году, 2 июля, на научно-техническом совете Минавтопрома обсуждались результаты этих испытаний, после которых Министерство лесной промышленности пролоббировало постройку отечественных паровых автомобилей.

Собственный автомобиль

Отмашкой для начала работ по созданию отечественных образцов паровых автомобилей стало Постановление Совета Министров СССР от 07.08.1947 г. «О механизации лесозаготовок и освоении новых лесных районов». Указанным постановлением НАМИ было поручено разработать конструкцию и построить лесовозный паровой автомобиль, работающий на дровах. Такого в мировом автомобилестроении точно еще не было – чтобы заправить машину, достаточно было подбросить в нее дровишек… Удалённые районы страны нуждались в повышении качества перевозок и их удешевлении. Работай автомобиль на местном топливе, экономический эффект увеличился бы в разы.

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

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

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

При просмотре фотографий кажется, что они засвечены в некоторых местах. На самом деле это обильный густой дым, который сопровождал машину. Машина была постоянно в испарине летом и в ледяных пупырышках зимой.

НАМИ-012

Построенный осенью 1948 года первый образец не имел своего обозначения (назовем его условно № 0). Его назначение было простым – понять, как вообще работает в целом весь механизм паровой установки и в каком направлении нужно доводить паровой двигатель и агрегаты. Автомобиль мог работать на швырках (неколотых дровах размерами до полуметра) с рабочей влажностью 35%. В мае 1949 года группа создателей из НАМИ – Ю. Шебалин, Н. Коротконошко, Г. Терзибашьян, А. Аникеев и др. – получила авторское свидетельство на свой паровой двигатель, который работал на низкокалорийном топливе. На малых оборотах двигатель развивал крутящий момент до 240 кг.м, т. е. в пять раз больше своего дизельного прототипа МАЗ-200. Паросиловая установка повышенного давления была снабжена водотрубным котлом с естественной циркуляцией и паровым двигателем однократного расширения. Котловое давление составляло 25 атм, температура перегретого пара – 420 °С. Цикл всей установки был замкнутым с конденсацией отработавшего пара через трубу через вверх кабины. Пар, выдаваемый котлом, через дроссельный клапан поступал в 3-цилиндровый паровой двигатель. Затем отработавший пар направлялся во вспомогательную турбину мятого пара, а оттуда в верхний конденсатор (выхлопная труба на крыше). Основная часть воздуха, необходимого для горения, подавалась под специальную чугунную решётку, расположенную на дне топливных бункеров. Дрова загружались в топливный бункер и самотеком поступали в зону горения, т. е. проваливались под собственным весом по мере выжига. Одной заправки дровами было достаточно, чтобы проехать 80 км пути, а при наличии воды – в два раза больше. Влажность некоторых швырков доходила до 50%. Котел без проблем съедал и такие дрова. С помощью эжекторов автомобиль легко и быстро заправлялся водой прямо из естественных водоемов. Какая при полном нагреве котлов была температура в кабине, не уточнялось.

В конце 1949-го и в середине 1950 года были изготовлены официальные образцы НАМИ-012 под № 1 и № 2. Первый представлял собой классический грузовик с бортовой платформой, или, как тогда говорили, «транспортный вариант», второй – со снятой платформой в виде тягача-лесовоза с прицепом-коником. Обе машины получили обтекаемые цельнометаллические кабины, которые были более плоскими и смещёнными вперед, чем у прототипа НАМИ-012. Вместо коробки передач в кабине был установлен рычаг переключения отсечек парораспределительного механизма. Предусматривались три положения передачи: при 25, 40 и 75% наполнения цилиндра и одна задняя. Педалей в кабине было три, как обычно, но сцепление требовалось выжимать только для включения понижающей передачи. НАМИ-012 работал очень тихо и плавно.

Государственные испытания автомобилей НАМИ-012 начались 2 ноября 1950 года и закончились 25 августа 1951 года. Состав наблюдательной комиссии был весьма солидным, её членами были представители практически всех автомобильных организаций. Кстати, к 1950 году в мире давно уже прекратили выпускать какие-либо автомобили с паровыми двигателями.

На основании испытаний комиссия выдвинула заключение о том, что у машины хорошая проходимость в гружёном состоянии, но возникают проблемы, когда она порожняя. Проходимость автомобиля затруднялась из-за перегрузки передней оси. Комиссия постановила продолжить работы, но автомобиль сделать полноприводным либо трёхосным с задней ведущей тележкой. После испытаний 1951 года направления по дальнейшей модернизации паромобилей разделились. Лесовозы и бортовые автомобили были разведены по разным классам.

НАМИ-018

В 1952 году приступили к постройке модификации НАМИ-012 с колёсной формулой 4x4. Изменения коснулись не только переднего моста, который был взят от опытного автомобиля ЯАЗ-214, на машину установили двухступенчатую раздаточную коробку, в которой были встроены муфты свободного хода, автоматически включающие привод на передние колеса при начале буксования задних. Паровой двигатель был форсирован и мог выдавать уже 125 л.с.

Междуведомственные эксплуатационные испытания новой машины начались в 1953 году и проводились вплоть до конца 1954 года в Первомайском и Червенском леспромхозах. Как и НАМИ-012, автомобиль имел два варианта исполнения – бортовой грузовик и лесовозный тягач с прицепом-коником. По данным НАМИ, была построена всего одна полноприводная машина этого семейства. В 1953 году изготовлен бортовой вариант, а затем на этом шасси была демонтирована платформа, и НАМИ-018 превратился в лесовозный тягач.

Несмотря на многие преимущества, «минусов» в конструкции паромобиля было больше, чем «плюсов». На сто километров пути уходило от 350 до 450 кг дров (это не опечатка). Их надо было с собой везти, а до этого 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.

Как видно из таблицы, по стоимости перевозок паромобили немного уступали бензиновым автомобилям, но были в три раза дороже, чем дизельные автомобили. Фактически они смогли побороть только газогенераторные автомобили.

НАМИ-0125

В институте всё-таки замахнулись на то, чтобы привести показатели парового и дизельного автомобилей к одному знаменателю. Я имею ввиду неизвестный даже в узких кругах автомобиль НАМИ-0125.

В 1951 году под руководством В. Лялина группа инженеров трудилась над перспективной версией парового автомобиля, работающего как на твердом, так и на жидком топливе. Под индексом НАМИ-0125 был изготовлен паровой грузовик, представляющий собой модернизацию бортового НАМИ-012. Как я уже сказал, задачей опытного образца было приближение по всем показателям к стандартному дизельному грузовику МАЗ-200. На первом этапе с этой задачей автомобиль справился. Грузоподъёмность автомобиля была увеличена до семи тонн. Этому способствовала установка новой форсированной паровой установки НАМИ-012А. Если при 30%-ной загруженности двигатель выдавал 100 л.с., то при 60%-ной загрузке мощность возрастала до 160 л.с., а это уже давало значительное превосходство перед семитонными дизельными аналогами. Динамика разгона и скорость на трудных участках у НАМИ-12А была на 35% выше, чем у МАЗ-200. Все остальные показатели у семитонных автомобилей были равными. Автомобилю вернули сцепление и коробку передач для более гибкого управления автомобилем, увеличили высоту платформы. На данном этапе не решили одну важную задачу – снижение расхода топлива. Для этого нужно было поднять давление в котле до 41 атм, что сделано не было по ряду технологических причин.

На втором этапе автомобиль с другой установкой НАМИ-012Б должен был работать уже не на твердом топливе (дровах), а на жидких продуктах (мазут), что позволило бы автоматизировать процесс в условиях движения автомобиля, избавиться от езды с большим запасом дров и постоянно водителю отвлекаться на управление паросиловых агрегатов. В общем, вопрос о простоте обслуживания автомобиля был ключевым в судьбе паровых автомобилей. Машину освободили от ряда агрегатов, а главное, от котла и топливных бункеров. Вес паросиловой установки вместе с кабиной равнялся 1635 кг, а высвобожденное место в кабине отдали под второй ряд сидений. Первый ряд сделали двухместным, чтобы удобнее было проходить на задний ряд. При успешной реализации второго этапа автомобиль имел полное право на крупносерийный выпуск и составил бы в первую очередь экономическую конкуренцию семитонным грузовикам с ДВС. НАМИ-012Б так и не вышел из стадии ходового макета. Довести до ума комплекс паровой установки для работы на тяжёлых погонах нефти конструкторам не удалось.

Основные экономические параметры автомобилей с разным типом топлива
Тип автомобиля по виду топлива	Бензиновый (ЗИС-150)	Газогенераторный (УралЗИС-352)	Паровой (НАМИ-012)	Дизельный (МАЗ-200)
Полезная нагрузка, т	4,0	2,5	6,0	7,0
Относительная стоимость тонны топлива, %	100	55	13,7	50
Расход топлива на 100 км, кг	30	115	350	35
Стоимость перевозки одной тонны груза на 100 км, %	100	338	106	33,3

В 1954 году закончились испытания автомобилей НАМИ-012 и НАМИ-018. Заключительный вердикт комиссии был такой: «Паровой автомобиль НАМИ-018 отвечает всем параметрам лесной промышленности, но может быть использован только в районах, куда доставка жидкого топлива затруднена или высока по стоимости». Несмотря на лестные выводы комиссии, у этих нестандартных автомобилей не было шансов стать серийными. В это же время в Советском Союзе свернули окончательно выпуск газогенераторных автомобилей. Начался нефтяной бум, и в стране наступила эра дешевого бензина. Автомобили, работающие на альтернативном топливе, оказались невостребованными.

Эпилог

Сколько же было всего выпущено паровых автомобилей в НАМИ? На архивных фотографиях можно различить шесть вариантов бортовых автомобилей и три лесовоза. На самом деле было задействовано пять разных шасси. Одна и та же машина имела промежуточные варианты, так как паромобили постоянно меняли свою комплектацию в зависимости от программы испытаний.

Автомобили с паровым двигателем

Паровой двигатель был первым типом двигателя, который нашёл своё применение в технике. Не удивительно, что и среди автомобилей первыми были именно автомобили с паровым двигателем. И появились они очень давно, более, чем за 100 лет до привычных нам автомобилей с двигателем внутреннего сгорания. Итак, какова же история паровых автомобилей?

Первый паровой автомобиль

Самый первый паровой автомобиль появился ещё в 1769 г. во Франции, и построил его француз Никола Жозеф Кюньо. Кюньо был военным инженером, служил в австрийской и французской армиях, и уже был известен как автор нескольких военных изобретений и книг по военно-инженерному делу. В какой-то момент ему пришла в голову мысль построить повозку, движимую силой пара, которая могла бы перевозить тяжёлые грузы и транспортировать артиллерийские орудия. Свой проект он представил французскому генералу Грибовалю и военному министру Шуазелю, с которыми уже был знаком ранее. На постройку машины были выделены деньги, и в конце 1769 г. прототип (т. н. малая телега Кюньо) прошёл первые испытания.

Телега Кюньо

Телега была трёхколёсной - два колеса сзади и одно спереди. Причём весь двигательный механизм, включая 2 цилиндра и котёл Кюньо приделал прямо к переднему колесу. Первая модель не имела топки, костёр разводили прямо под котлом, а запаса пара хватало примерно на 12 минут движения. Скорость же телеги составила примерно 4 км/ч. Но даже такой результат впечатлил военных, и Кюньо начал строить усовершенствованную телегу. В ней котёл уже имел собственную топку.

В 1770 г. прошли испытания усовершенствованной модели. Она смогла развить скорость около 6 км/ч, перевозя при этом груз в 2,5 тонны. Но, к сожалению, испытания закончились аварией. Из-за огромного веса конструкции, прикреплённой к переднему колесу, управлять машиной было очень тяжело, и она врезалась в кирпичную стену Арсенала, разрушив её.

Кюньо планировал восстановить и усовершенствовать машину, но его покровители Грибоваль и Шуазель потеряли посты, и финансирование прекратилось. Телега осталась в мастерских Арсенала, откуда после французской революции перекочевала в музей искусств и ремёсел, где и хранится по сей день. Сам же изобретатель в 1789 г. покинул Францию и доживал свои дни в нищете в Брюселле.

Видео - первый в мире паровой автомобиль Кюньо (реконструкция):

Видео - первая в мире автомобильная авария, в которой телега Кюньо врезается в стену (реконструкция):

Дальнейшая история паровых автомобилей

Первые паровые двигатели появились ещё в 17 веке, но они были весьма несовершенны. В 1782 г. английский изобретатель Джеймс Уатт разработал конструкцию паровой машины двойного действия, в которой энергия пара эффективно преобразовывалась во вращательное движение. Изобретение Уатта открыло путь для широкого внедрения паровых машин. Правда, сам Уатт не видел перспективы в том, чтобы использовать свой двигатель для постройки автомобилей. И когда его помощник Уильям Мёрдок в 1784 г. предложил проект парового автомобиля, Уатт отговаривал того от попыток реализации. Мёрдок всё же построил небольшую модель своей повозки, но до полноценного парового автомобиля так и не дошёл.

Паровая повозка Мёрдока

Но идеи Мёрдока вдохновили другого англичанина, Ричарда Тревитика. Этот изобретатель немало сделал для развития паровых машин. В частности, он усовершенствовал паровой двигатель так, чтобы тот работал при высоком давлении пара, развивая большую мощность. А ещё Тревитик построил первый паровоз, а также несколько паровых автомобилей.

В 1801 г. Тревитик построил свой первый паровой автомобиль, который стал известен под названием «Puffing Devil» (т. е. Пыхтящий дьявол). "Пыхтящий дьявол" успешно прошёл испытания, сумев перевезти 6 пассажиров по улицам города Кэмборн. Правда, долго ездить ему не пришлось - вскоре испытатели пошли пообедать в трактир, бросив машину с непогашенной топкой. Вода выкипела, и "пыхтящий дьявол" сгорел.

«Puffing Devil» (реконструкция)

Видео - паровой автомобиль "Пыхтящий дьявол" Тревитика (реконструкция):

В 1803 г. Тревитик построил ещё один паровой автомобиль - паровую карету, которая имела огромные колёса (более 2 м. в диаметре), могла перевозить до 8 пассажиров и развивала скорость до 14 км/ч.

Паровая карета Тревитика (реконструкция)

Видео - паровая карета Тревитика (реконструкция):

Паровая карета успешно прошла первые испытания, но, к сожалению, вскоре и её постигла неудача. Тревитик не справился с управлением и врезался в дом, после чего карета была разобрана.

Впоследствии Тревитик построил немало паровых двигателей и паровозов, но современники не оценили талантливого изобретателя, и он, как и Кюньо, умер в нищете.

В 1825 г. в Англии была открыта первая железная дорога, перевозившая пассажиров. А в конце 20-х -начале 30-х годов 19 в. в Англии появились паровые дилижансы, перевозившие пассажиров по обычным дорогам. Одним из энтузиастов развития парового транспорта в Англии был Голдсуорси Гёрни (англ. Goldsworthy Gurney). Его фирма построила несколько паровых дилижансов, которые с 1829 по 1831 г. возили пассажиров по регулярным маршрутам. Эти дилижансы развивали скорость до 32 км/ч, двигаясь даже с учётом всех остановок для заправки водой и углём заметно быстрее, чем конные экипажи.

Паровой дилижанс Гёрни (модель)

Ещё одним известным предприятием, возившим пассажиров на паровых омнибусах, была фирма Уолтера Хэнкока. Он разработал машины собственной конструкции, которые были больше похожи уже не на кареты, а на более поздние автобусы. Омнибусы Хэнкока возили пассажиров с 1831 по 1840 г., перевезя, по подсчётам самого Хэнкока, более 12 тыс. пассажиров.

Паровой омнибус "Энтерпрайз" конструкции Хэнкока (реконструкция)

Казалось бы, сограждане должны были поддержать начинания, но не тут-то было! Многие просто боялись паровых дилижансов, опасаясь взрыва парового котла, однажды на дилижанс Гёрни напали луддиты, а владельцы конных дилижансов, а также железных дорог сделали всё, чтобы уничтожить конкурентов. Под их давлением начиная 1831 г. парламент принял целый ряд законов против паровых автомобилей. Сначала были введены драконовские пошлины на их эксплуатацию, затем принудительно ограничили скорость, а апофеозом мракобесия стал закон, по которому в городской черте перед каждым паровым автомобилем должен был идти человек с красным флажком, предупреждая всех об опасности. Из-за этих законов паровые автомобили надолго исчезли с британских дорог.

В других странах прогресс также с трудом пробивал себе дорогу. Например, в России первый паровой автомобиль - "паровой дилижанец" был построен Черепановыми ещё в 1834 г., а в 1835 г. инженер Гурьев предложил проект развития транспорта в России, который предусматривал постройку между городами дорог с твёрдым покрытием и использование на них для перевозки людей и грузов паровых автомобилей. Его рассмотрели на заседании комитета министров, проект получил положительную оценку, но денег Гурьеву дали только на выпуск книги с описанием проекта. В результате регулярное производство паровых автомобилей в России началось лишь в 1870-е.

Тем не менее развитие паровых автомобилей продолжалось. В 1850-х паровая техника стала использоваться для сельскохозяйственных работ. В 1854 г. английский изобретатель Джон Фаулер продемонстрировал паровой плуг для вспашки полей. Также в середине 19 в. получили развитие паровые тягачи, использовавшиеся, в основном, для перевозки тяжёлых грузов. Паровые тягачи применяли англичане во время Крымской войны, после чего подобные тягачи были закуплены и для российской армии.

паровой тягач фирмы "Фаулер" (1873 г.)

Впрочем, иногда такие тягачи использовались и для перевозки пассажиров.

Паровой тягач везёт пассажиров в Шотландии (1871 г.)

Паровой трактор английской фирмы Aveling & Porter 1871 г.

Видео - небольшой паровой тягач 1879 г., дошедший до наших дней:

Впрочем, во второй половине19 в. появился и паровой транспорт для личного пользования.

Например, в 1865 г. американский изобретатель Сильвестр Роулер построил небольшой паровой автомобиль.

Роупер на своём автомобиле

А в 1867 г. он построил первый паровой мотоцикл.

Паровой мотоцикл Роупера

Видео - паровой мотоцикл Роупера (реконструкция):

Впоследствии Роупер сконструировал более совершенную версию парового мотоцикла, которая могла разгоняться до 60 км/ч.

В 1870-е во Франции появляются уже достаточно совершенные паровые автомобили. В 1878 г. французский изобретатель Амадей Болле представляет «La Mancelle» - небольшой автомобиль с местами для водителя и двух пасажиров, который, по задумке, можно было использовать как такси. Машина разгонялась до 42 км/ч, имела задний привод и независимую подвеску. «La Mancelle» стал первым в мире серийным легковым автомобилем - его выпустили в количестве около 50 штук.

«La Mancelle»

Паровые автомобили против автомобилей с ДВС

В 1885 г. появляются автомобили с двигателем внутреннего сгорания. Но лидерство они захватили далеко не сразу. Более 30 лет шла борьба между автомобилями с ДВС и автомобилями с паровым двигателем. И те, и другие имели свои плюсы и минусы. Причём поначалу минусов у автомобилей с ДВС было даже больше. Ещё не было развитой сети заправочных и ремонтных станций, ранние ДВС имели довольно низкий КПД и малую мощность, заводить их надо было вручную, крутя ручку и т. д. Вообще, если сравнить паровой двигатель и двигатель внутреннего сгорания, то получатся такие преимущества и недостатки.

Плюсы парового двигателя по сравнению с двигателем внутреннего сгорания:

Давление на поршень можно регулировать подачей пара, поэтому паровой двигатель развивает высокий крутящий момент при малых и даже нулевых оборотах.
Поэтому ему не нужна коробка передач.
А также не нужно сцепление.
На большой высоте (например, в горах) мощность не уменьшается.
Паровой двигатель производит меньше вредных выбросов, т. к. нет проблемы с неполным сгоранием топлива.
Также он производит мало шума.
И более надёжен и долговечен.
Может использовать разные виды топлива, в т. ч. уголь, дрова, мазут и т. п., которые куда дешевле бензина.

Минусы парового двигателя по сравнению с ДВС:

Более низкий КПД (максимум 25-30%), КПД двигателей внутреннего сгорания всё же больше (30-40%).
Помимо запаса топлива нужен запас воды, причём в периоды простоя зимой воду нужно сливать, чтобы она не замёрзла.
Паровой двигатель из-за необходимости внешней топки, бака с водой и других дополнительных элементов больше по размерам и тяжелее, чем ДВС.
Т. к. воду нужно превратить в пар, требуется некоторое время на запуск двигателя, в отличие от ДВС.

Как можно видеть, у парового двигателя немало преимуществ, но всё же такие плюсы ДВС, как дешевизна, малые размеры и быстрый запуск оказались решающими, и, начиная с 20-х годов 20 в. паровых автомобилей стали выпускать всё меньше. Последние серийные экземпляры паровых автомобилей были выпущены в 50-е.

Тем не менее, с конца 19 в. по середину 20 в. было выпущено огромное количество паровых автомобилей. Среди них была и тяжёлая техника (трактора, тягачи, экскаваторы и т. п.), и грузовики с автобусами, и легковые автомобили.

Широко известны были, например, машины биртанской фирмы Sentinel, выпускавшей, наряду с паровозами, паровые автобусы и грузовики. С 1905 по 1950 г. она произвела тысячи паровых автомобилей. Эти машины могли работать на разных видах твёрдого топлива, имели неплохую мощность и скорость, но также и существенные недостатки, типичные для паровых автомобилей. Например, для запуска двигателя из холодного состояния требовалось около 30 минут, а запасов воды и угля хватало всего на несколько десятков километров.

Паровой автобус Sentinel (1924 г.)

Видео - паровые грузовики фирмы Sentinel:

Выпускалось немало и легковых автомобилей с паровым двигателем. В начале 20 в. были известны легковые паровые автомобили фирмы "Stanley". В 1906 г. одна из их разработок - "Ракета" установила рекорд скорости в 203 км/ч.

"Ракета"

паровой автомобиль Стэнли (1908 г.)

паровые автомобили выпускались и в России, на фото один из первых образцов (1902 г.)

Вершиной эволюции паровых автомобилей стали, пожалуй, машины Абнера Добля, конструктора из США. Первую модель вместе с братьями он построил в 1914, а в 1924 была представлена модель Doble E. Добль практически устранил в ней основные недостатки, присущие машинам с паровым двигателем. Вместо котла вода нагревалась, проходя через множество длинных трубок, а в качестве топлива использовался керосин. Это позволяло запустить двигатель спустя 23 секунды, даже зимой. Уникальными были и другие характеристики - максимальная скорость 160 км/ч, разгон до 120 км/ч за 10 секунд, запас хода на одной заправке 2400 км!

Проблема у машины была только одна - её огромная цена, т. к. Добль, страдающий перфекционизмом, использовал в машине не только высококачественные детали, но и самые дорогие материалы для отделки. Стоила модель E 12 тысяч долларов - в 40 раз дороже, чем самая популярная в то время модель автомобля Форд! В результате Доблю удалось продать лишь несколько десятков машин, а с началом Великой депрессии компания Добля обанкротилась.

Машина Добля (модель E)

Видео - рекламный ролик Добля:

Видео - машина Добля (современные тесты):

Завершилась эра паровых автомобилей в начале 50-х. Кстати, одними из последних выпущенных паровых машин стали паровые грузовики НАМИ-12 и НАМИ-18, разработанные в СССР в 1949 г. Машины предназначались для работы на лесозаготовках на крайнем севере, где существовали сложности с регулярным подвозом топлива. Так что паровые грузовики работали на дровах, которые, кстати, подавались в топку автоматически. НАМИ-12 вмещал 6 тонн груза, развивал скорость до 45 км/ч и имел запас хода до 100 км.

Советский паровой грузовик НАМИ-12

См. также интересную статью об истории паровых автомобилей (фото, видео)

Как были устроены автомобили до изобретения бензинового двигателя

26 января 1886 года немецкий инженер Карл Бенц запатентовал автомобиль с двигателем внутреннего сгорания. Начиная с того момента, весь мир планомерно завоевали самодвижущиеся повозки на четырех колесах, и еще не известно, чем все это закончится. В своеобразный день рождения автомобиля "РГ" решила вспомнить, как были устроены машины до эпохи ДВС.

1. Историки предполагают, что первые автомобили могли появиться уже в ХIV веке. Ведь именно тогда итальянец Гвидо да Виджевано скрестил ветряную мельницу и тележку, получив прообраз современного транспортного средства. А немного позднее небезызвестный Леонардо да Винчи разработал подобный механизм, но с приводом на трехколесный велосипед. Гений он и есть гений…

2. А вот первым работающим паровым транспортом в мире считается изобретение Фердинанда Вербиста - иезуита из Китая, который построил свой автомобиль, как забавную игрушку, не более. Правда, игрушку для императора. Машинка была крайне мала и не могла доставить из точки "А" в точку "Б" ни царственную особу, ни простого смертного. Но факт остается фактом: в 1672 году паровой транспорт празднует свой день рождения.

3. Следующим в очереди отцов-основателей паровых машин стоит Томас Ньюкомен. Именно он в 1712 году воплотил в металле первый паровой двигатель, состоящий из цилиндра и поршня. Это уже, действительно, был прорыв! Однако, через 53 года Джеймс Уатт значительно усовершенствовал изобретение Ньюкомена. Теперь двигатель работал на основе давления, а не вакуума и стал более компактным и производительным. Его-то и начали ставить на первые паровозы.

4. В 1769 году Николас Джозеф Кагнот разработал почти полноценный авто для передвижения по узким улочкам Парижа. Копия этой машины выставлена сейчас в Музее искусств и ремесел в той же столице Франции. Правда, в те далекие времена горожане были не в восторге, когда мимо их домов проносился железный монстр весом более трех с половиной тонн! И хорошо, что в один прекрасный момент уже второй экземпляр этого "чуда" врезался в стену, разрушил ее и сам не подлежал восстановлению. Вообще, первые паровые машины были крайне тяжелыми, поэтому в следующие сто лет их ставили исключительно на рельсы… Вот как зарождалась система железнодорожных путей.

5. Вы не поверите, но электромобиль, это чудо современной техники, был изобретен еще до повсеместного применения двигателя внутреннего сгорания! Если исторические архивы не врут, то в 1828 году, изобретатель из Венгрии Аноис Джедлик собрал первую в мире модель электромобиля! А первым, кто попытался поставить данное изобретение на коммерческие рельсы, были Томас Давенпорт и Роберт Дэвидсон. Их авто с батареями увеличенной емкости начали производить в 1881-м. Но достаточно большой мощности тогда добиться так и не удалось, что дало толчок началу истории ДВС.

Имеет ли будущее паровой автомобиль? | Авто & Мото

Статья, с таким заголовком,
была опубликована в журнале
«Изобретатель и
рационализатор» №7, за 1967
год. В ней говорилось о том,
что если бы паровой двигатель
не был предан забвению, а
продолжал
совершенствоваться, то
сегодня он был бы вне
конкуренции.
Так в чем же загадка того, что паровой двигатель предан забвению, а "грязный" с низким КПД ДВС победил?

Несмотря на бурное
развитие автомобильной
промышленности и
доведение двигателя
внутреннего сгорания (ДВС)
до кажущегося
совершенства, тема
парового двигателя все же
снова и снова появляется в
различных публикациях, пытаясь привлечь к себе внимание общественности. Чем
же это вызвано ?
Прежде всего, несмотря на серьезные недостатки, паровой двигатель имеет очень
веские достоинства, которых нет ни у одного другого двигателя, известного
человечеству. Это предельная конструктивная простота, надежность,
долговечность, дешевизна, экологичность, бесшумность, высокая эффективность и
многое другое. Еще великий Энштейн говорил, что: «Совершенство — это не тогда,
когда уже нечего больше добавить, а тогда, когда уже нечего отнять.» В паровом
двигателе настолько все функционально, что действительно нечего от него отнять.
Современный ДВС напротив настолько «напичкан» многочисленнымидополнениями и вспомогательными механизмами и приборами, что кажется уже
нечего больше добавить.

все это несущественные мелочи, в сравнении с тем, что выхлопные газы
являются губительными для всего живого на нашей планете. Когда автомобили
являлись роскошью и далеко не каждый человек мог позволить себе приобрести
его, тогда еще автомобилей было немного и существенного вреда принести они не
могли, ни людям, ни живой природе. Сегодня ситуация изменилась. Автомобиль
давно уже перестал быть роскошью (хоть и существуют очень дорогие и
эксклюзивные модели) и является действительно необходимым средством
передвижения, вполне доступным для многих людей среднего, и даже не очень
среднего достатка. Это привело к тому, что количество автомобилей с каждым
годом возрастает все больше и больше, а значит и вред всему окружающему, от
выхлопных газов, возрастает многократно. Особенно ощутимо это в больших
городах и на оживленных автомагистралях. Экологи бьют тревогу, от выхлопных
газов огромной массы автомобилей гибнет все живое, разрушаются здания,
портится дорожное покрытие, в воздухе зависают облака ядовитого тумана.
Некоторые автомобильные фирмы активно работают над решением этой проблемы
и пытаются создать экологически чистый автомобиль, или хотя бы уменьшить вред,
причиняемый выхлопными газами ДВС. Однако, все эти попытки оказываются
малоэффективными. Между тем, использование парового двигателя на
современных автомобилях, в современной его интерпретации, позволило бы
решить проблему экологии в полном объеме и в относительно короткие сроки.

Еще в восьмидесятых годах прошлого столетия, в одном из выпусков журнала
«Техника Молодежи», была опубликована статья «Снова пар», в которой также
рассматривалась перспектива использования парового двигателя на
автомобильном транспорте. В этой статье упоминалось о немецком изобретателе,
который переделал свой «Фольксваген Жук», установив на него паровой двигатель.
Получился уникальный автомобиль с
изумительными техническими
характеристиками. Вместо
традиционного, громоздкого парового
котла, изобретатель установилкомпактное устройство, по конструкции
напоминающее автомобильный радиатор.
Бензиновый двигатель «Фольксвагена» был переделан, некоторые детали были
усилены. Для получения пара использовались жидкостные топливные форсунки.
Зажигание осуществлялось при помощи запальных свечей. На прогревание и
достижение рабочего давления пара — 70 атмосфер, уходило 5-7 минут. Мощность
двигателя была 40 л.с., стала 240 л.с. Автомобиль мог так плавно трогаться с места,
что невозможно было определить момент начала движения, а мог так резко
«Рвануть», что не выдерживала резина на колесах. На полном переднем ходу,
водитель мог легко переключить рычаг подачи пара на полный задний ход.
Профессиональный водитель-испытатель новых автомобилей, проехав на паровом
«Фольксвагене», написал восторженный отзыв, в котором утверждал, что многим
автомобилям давал характеристику; плавный ход, бесшумный, приемистый и так
далее, но только проехав на паровом автомобиле, по настоящему оценил эти
качеств

Insperation паровой болид 2009г.

Примеров создания самодельных паровых автомобилей народными умельцами
можно привести не так уж много, но и сегодня еще есть приверженцы уникального,
по своим свойствам, парового автомобиля, и автор этой статьи один из них. Что же
привлекает нас в забытом всеми паровом двигателе? Прежде всего, его
предельная простота и надежность. Один англичанин 40 лет проездил на паровом
автомобиле и, за все это время, ни разу не заглядывал в двигатель. Кто из
современных водителей может похвастать тем же? Кроме того, и это очень важно
сегодня, паровой двигатель может работать практически на любом, самом
дешевом топливе и, при этом не вредит окружающей среде, поскольку топливо
сгорает в специальной топке, сгорает полностью, и нет никаких вредных отходов.
Почему выхлопные газы двигателя внутреннего сгорания вредны для окружающей
среды? Потому что топливо не сгорает полностью и вместе с газами в воздух
выбрасываются остатки топлива, в распыленном, аэрозольном состоянии. Эти,
жирные микро- частички нефти, оседают на легких людей и всего живого, на
дорожном покрытии, на растениях. на домах, и на всем вокруг, покрывая плотной,
маслянистой пленкой, которая и губит все живое.

В свое время от паровых двигателей отказались, в пользу двигателя внутреннего
сгорания потому, что при всех своих недостатках, ДВС был гораздо компактнее, а
это имело очень важное значение, и именно для автомобильного транспорта, ведь
паровозы еще долго использовались на железных дорогах, да и пароходы тоже.
Всему виной были громоздкие паровые котлы.
Современные технологии позволяют легко устранить былые недостатки парового
двигателя и создать компактный, экономичный, простой и надежный двигатель,
который вполне может заменить сложный и дорогой двигатель внутреннего
сгорания. Так например, бывший паровой котел, вполне возможно заменить
компактным теплообменником, размером с автомобильный радиатор. В качестве
топлива можно использовать низкосортные виды жидкого топлива, или газ. Все мы
знаем, что паровозы издают довольно громкое «пыхтенье», во время движения,
сопровождающееся выбросом клубов горячего пара. Этот недостаток также легко
устраним. Отработанный пар полезно направить на подогрев запаса воды, в
емкости для воды, что позволит значительно экономить расход топлива, а заодно и
выровнять пульсацию пара, обеспечив более равномерный выход струи, что
значительно снизит шум

Проект Есть ли будущее у парового автомобиля

Саратовская область

Татищевский муниципальный район

Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа п. Садовый»

Муниципальная учебно-практическая конференция

«Наука и жизнь»

Секция «В мире математики и физики»

Исследовательская работа

«Имеет ли будущее паровой автомобиль»

Выполнила учащаяся 8 класса МОУ «СОШ п.Садовый» Сузгаева Мария Витальевна

Руководитель: Бутылкина Элина Петровна, учитель математики МОУ «СОШ п.Садовый», I квалификационная категория.

2020 год

Содержание

Аннотация

Введение

Глава I. История возникновения парового двигателя

1.1. История проблемы

1.2. Развитие истории применения парового двигателя

Глава II. Практические исследования

2.1 Настоящее и будущее паровой машины

2.2. Экономика и экология

2.3. Мощь и скорость

2.4 Паровой транспорт сегодня

Заключение

Список литературы

Приложение 1

Аннотация

Выбранная мной тема «Имеет ли будущее паровой автомобиль» является актуальной в нашем мире, загрязненному выхлопными газами и плохой экологией.

По итогам работы я хочу получить реальную картину о том, что если бы паровой двигатель не был предан забвению, а продолжал совершенствоваться, то сегодня он был бы вне конкуренции.

Для решения проблемы я решила использовать только достоверную, научно обоснованную информацию и не ставить никаких экспериментов на своем здоровье.

Ценность полученных результатов заключается в том, что будет решена загадка того, что паровой двигатель предан забвению, а «грязный» ДВС победил.

Введение

Прежде всего, несмотря на серьезные недостатки, паровой двигатель имеет очень веские достоинства, которых нет ни у одного другого двигателя, известного человечеству. Это предельная конструктивная простота, надежность, долговечность, дешевизна, экологичность, бесшумность, высокая эффективность и многое другое. Еще великий Энштейн говорил, что: «Совершенство — это не тогда, когда уже нечего больше добавить, а тогда, когда уже нечего отнять». В паровом двигателе настолько все функционально, что действительно нечего от него отнять.

Современный ДВС напротив настолько «напичкан» многочисленными дополнениями и вспомогательными механизмами и приборами, что кажется уже нечего больше добавить.
Все это несущественные мелочи, в сравнении с тем, что выхлопные газы являются губительными для всего живого на нашей планете. Особенно ощутимо это в больших городах и на оживленных автомагистралях. Экологи бьют тревогу, от выхлопных газов огромной массы автомобилей гибнет все живое, разрушаются здания, портится дорожное покрытие, в воздухе зависают облака ядовитого тумана. Некоторые автомобильные фирмы активно работают над решением этой проблемы и пытаются создать экологически чистый автомобиль, или хотя бы уменьшить вред, причиняемый выхлопными газами ДВС. Однако, все эти попытки оказываются малоэффективными. Между тем, использование парового двигателя на современных автомобилях, в современной его интерпретации, позволило бы решить проблему экологии в полном объеме и в относительно короткие сроки.

Еще в восьмидесятых годах прошлого столетия, в одном из выпусков журнала «Техника Молодежи», была опубликована статья «Снова пар», в которой также рассматривалась перспектива использования парового двигателя на автомобильном транспорте. В этой статье упоминалось о немецком изобретателе, который переделал свой «Фольксваген Жук», установив на него паровой двигатель. Получился уникальный автомобиль с изумительными техническими характеристиками. Вместо традиционного, громоздкого парового котла, изобретатель установил компактное устройство, по конструкции напоминающее автомобильный радиатор. Бензиновый двигатель «Фольксвагена» был переделан, некоторые детали были усилены. Для получения пара использовались жидкостные топливные форсунки. Зажигание осуществлялось при помощи запальных свечей. На прогревание и достижение рабочего давления пара — 70 атмосфер, уходило 5-7 минут. Мощность двигателя была 40 л.с., стала 240 л.с. Автомобиль мог так плавно трогаться с места, что невозможно было определить момент начала движения, а мог так резко «Рвануть», что не выдерживала резина на колесах. На полном переднем ходу, водитель мог легко переключить рычаг подачи пара на полный задний ход. Профессиональный водитель-испытатель новых автомобилей, проехав на паровом «Фольксвагене», написал восторженный отзыв, в котором утверждал, что многим автомобилям давал характеристику; плавный ход, бесшумный, приемистый и так далее, но только проехав на паровом автомобиле, по настоящему оценил эти качества. Попробуем решить проблему путем измерений и математических расчетов.

Цель исследования:

Рассмотреть достоинства и недостатки паровых машин; выяснить, как человечество использует паровые машины сегодня, и есть ли у них будущее.

Задачи исследования:

1.Исследовать историю двигателя.

2. Исследовать принцип работы двигателя.

3. Изучить степень энергоэффективности и рентабельности модели.

4. На основе всех исследований сделать вывод о том является ли паровой двигатель достойной альтернативой бензиновому и дизельному двигателям.

Объект исследования: паровой двигатель.

Гипотеза: паровой двигатель - альтернатива ДВС

Глава I. История возникновения парового двигателя.

1. История проблемы

Говорят, что кипящий на огне чайник натолкнул в своё время шотландского изобретателя Джеймса Ватта на мысль использовать пар для создания универсального двигателя. Это, конечно же, легенда. Впрочем, подобные легенды, сопутствуют любому великому открытию или изобретению – достаточно вспомнить знаменитое яблоко Ньютона, ванну Архимеда или пророческие сны Менделеева. На самом деле первые паровые машины были изобретены задолго до Ватта – по меньшей мере, лет за двести.

Создатель первой паровой машины, а, точнее, её прообраза, был величайшим инженером в истории человечества. Он жил в Александрии во втором или первом веках до нашей эры –точно неизвестно. Звали его Герон Александрийский. Одно из самых известных его изобретений называлось эолипил – шар бога ветров Эола. Это устройство представляло собой наглухо запаянный котёл с двумя трубками на крышке. Сверху на трубке устанавливался полый шар с соплами. Когда вода в котле закипала, пар поднимался вверх, вырывался из сопел и вращал шар. По сути эолипил Герона являл собой прототип паровых турбин, и даже, можно сказать, прообраз первых реактивных двигателей, однако не был востребован в этом качестве. Современники Герона считали шар бога ветров Эола забавной игрушкой, и только.

В 1690 году французский физик Дени Папен придумал устройство, которое могло поднимать груз, используя силу пара, но не сумел создать работоспособную конструкцию. Однако именно Папен первым описал все процессы замкнутого термодинамического цикла – парообразование, расширение пара, конденсацию. Он же изобрёл паровой котёл, проложив тем самым путь к первому паровому двигателю.

Существует очень много легенд, связанных с изобретением Папена. Рассказывают например, что изобретатель обратил внимание на котёл с развариваемыми в нём костями на одной из мыловарен. Внимание его привлёк груз, который работники клали на крышку кастрюли, чтобы ускорить процесс разваривания. Поскольку высвобождающийся пар всё время сдвигал крышку, Папен придумал предохранительный спускной клапан, а спустя восемь лет, благодаря этому изобретению, изобретатель Томас Севери создал первый промышленный паровой двигатель, который можно было использовать на производстве. Пожарная установка Севери являлась поршневым паровым насосом – водоподъёмником. В 1698 году Севери опубликовал описание своей машины, и взял на неё патент.

Насос Севери был маломощным и не очень эффективным, но за неимением лучшего начал широко использоваться для откачки воды из шахт. Сам Севери называл своё изобретение другом рудокопов. Один такой двигатель в 1707 году приобрёл Пётр 1. Машина была установлена в Летнем саду для приведения в действие фонтанов.
В 1705 году соотечественник Севери Томас Ньюкомен занялся созданием более практичной пароатмосферной машины. Ньюкомен был кузнецом по профессии, и изобретателем по призванию. Вместе с ним над этой машиной работал стеклодел Джон Коули. Они объединили идеи Папена и Севери, добавив предохранительный клапан в котёл и поршень в камеру насоса. Чуть позже они заменили ручное открывание-закрывание клапанов автоматическим.

Итак, создание паровой машины уходит в века.

1.2 Развитие истории применения парового двигателя

Ровно 219 лет назад, 24 декабря 1801 года, в небольшом английском городе Камборне механик Ричард Тревитик продемонстрировал общественности первый автомобиль с паровым двигателем DogCarts. Сегодня это событие можно было бы смело отнести в разряд хоть и примечательных, но несущественных, тем более что паровой двигатель был известен и ранее, и даже применялся на транспортных средствах (хотя назвать их автомобилями было бы очень большой натяжкой)… Но вот что интересно: именно сейчас технический прогресс породил ситуацию, поразительно напоминающую эпоху великой «битвы» пара и бензина в начале XIX века. Только бороться предстоит аккумуляторам, водороду и биотопливу. Хотите узнать, чем все закончится и кто победит? Не буду подсказывать. Намекну: технологии ни при чем…

Увлечение паровыми двигателями прошло, и наступило время двигателей внутреннего сгорания.

Для пользы дела повторю: в 1801 году по улицам Камборна покатился четырёхколёсный экипаж, способный с относительным комфортом и небыстро перевозить восемь пассажиров. Автомобиль приводился в движение одноцилиндровым паровым двигателем, а топливом служил уголь. Созданием паровых транспортных средств занялись с энтузиазмом, и уже в 20-х годах XIX века пассажирские паровые омнибусы перевозили пассажиров со скоростью до 30 км/час, а средний межремонтный пробег достиг 2,5–3 тыс. км.

Теперь сопоставим эти сведения с другими. В том же 1801 году француз Филипп Лебон получил патент на конструкцию поршневого двигателя внутреннего сгорания, работавшего на светильном газе. Случилось так, что через три года Лебон погиб, и развивать предложенные им технические решения пришлось другим. Лишь в 1860 году бельгийский инженер Жан ЭтьенЛенуар собрал газовый двигатель с зажиганием от электрической искры и довёл его конструкцию до степени пригодности к установке на транспортное средство.

Итак, автомобильные паровой двигатель и двигатель внутреннего сгорания – практически ровесники. КПД паровой машины той конструкции и в те годы составлял около 10%. КПД двигателя Ленуара был всего 4%. Только через 22 года, к 1882-му, Август Отто усовершенствовал его настолько, что КПД теперь уже бензинового двигателя достиг… аж 15%.

Глава 2 Практические исследования

2.1 Настоящее и будущее паровой машины

Начавшись в 1801 году, история парового транспорта активно продолжалась без малого 159 лет. В 1960-м (!) в США всё ещё строились автобусы и грузовики с паровыми двигателями. Паровые машины за это время усовершенствовались весьма значительно. В 1900 году в США 50% парка автомобилей были «на пару». Уже в те годы возникла конкуренция между паровыми, бензиновыми и — внимание! — электрическими экипажами. После рыночного успеха «Модели-Т» Форда и, казалось бы, поражения парового двигателя новый всплеск популярности паровых авто пришёлся на 20-е годы прошлого столетия: стоимость топлива для них (мазут, керосин) была значительно ниже стоимости бензина.

Фирма Stanley производила до 1927-го примерно 1 тыс. паровых автомобилей в год. В Англии паровые грузовики успешно конкурировали с бензиновыми до 1933 года и проиграли лишь по причине введения властями налога на тяжёлый грузовой транспорт и снижения тарифов на импорт жидких нефтепродуктов из США.

В настоящее время сть два направления современных паромобилей: рекордные машины, предназначенные для скоростных заездов, и самоделки энтузиастов парового движения.

2.2.Экономика и экология

В настоящий момент мир возвращается к старому доброму пару. В процессе поиска новых видов энергии и попыток решения мировых экологических проблем выяснилось, что громоздкий, шумный, чумазый, неэффективный паровой привод еще не сказал своего последнего слова. Новые материалы и технологии позволяют создавать малогабаритные паровые машины, существенно повысить их КПД. Поиски идут в нескольких направлениях.

Паровая машина неэффективна и неэкономична. Да, когда-то это было именно так. «Классический» паровой двигатель, который выпускал отработанный пар в атмосферу, имеет КПД не более 8%. Однако паровой двигатель с конденсатором и профилированной проточной частью имеет КПД до 25–30%. Паровая турбина обеспечивает 30–42%. Парогазовые установки, где используются «в связке» газовые и паровые турбины, имеют КПД до 55–65%. Последнее обстоятельство подвигло инженеров компании BMW начать проработки вариантов использования этой схемы в автомобилях. К слову сказать, КПД современных бензиновых двигателей составляет 34%.

Стоимость изготовления парового двигателя во все времена была ниже стоимости карбюраторного и дизельного моторов той же мощности. Расход жидкого топлива в новых паровых двигателях, работающих в замкнутом цикле на перегретом (сухом) пару и оснащённых современными системами смазки, качественными подшипниками и электронными системами регулирования рабочего цикла, составляет всего 40% от прежнего.

2.3 Мощь и скорость

Паровой двигатель медленно запускается.

И это было когда-то… Даже серийные автомобили фирмы Stanley «разводили пары» от 10 до 20 минут. Усовершенствование конструкции котла и внедрение каскадного режима нагрева позволило сократить время готовности до 40–60 секунд.

Паровой автомобиль слишком нетороплив. Это не так. Рекорд скорости 1906 года — 205,44 км/час – принадлежит паровому автомобилю. В те годы автомобили на бензиновых моторах так быстро ездить не умели. В 1985-м на паровом автомобиле разъезжали со скоростью 234,33 км/час. А в 2009 году группа британских инженеров сконструировала паротурбинный «болид» с паровым приводом мощностью 360 л. с., который был способен перемещаться с рекордной средней скоростью в заезде – 241,7 км/час.

Паровой автомобиль дымит, он неэстетичен. Рассматривая старинные рисунки, на которых изображены первые паровые экипажи, выбрасывающие из своих труб густые клубы дыма и огня (что, кстати, свидетельствует о несовершенстве топок первых «паровиков»), понимаешь, откуда взялась стойкая ассоциация паровой машины и копоти.

Что касается внешнего вида машин, дело тут, конечно, зависит от уровня дизайнера. Вряд ли кто-то скажет, что паровые автомобили АбнераДобля (США) некрасивы. Напротив, они элегантны даже по теперешним представлениям. И ездили к тому же бесшумно, плавно и быстро — до 130 км/час.

Интересно, что современные изыскания в области водородного топлива

для автомобильных моторов породили ряд «боковых ответвлений»: водород в качестве топлива для классических поршневых паровых двигателей и в особенности для паротурбинных машин обеспечивает абсолютную экологичность. «Дым» от такого мотора представляет собой… водяной пар.

Паровой двигатель капризен. Это неправда. Он конструктивно значительно проще двигателя внутреннего сгорания, что само по себе означает большую надёжность и неприхотливость. Ресурс паровых моторов составляет многие десятки тысяч часов непрерывной работы, что не свойственно другим типам двигателей. Однако этим дело не ограничивается. В силу принципов работы паровой двигатель не теряет эффективности при понижении атмосферного давления. Именно по этой причине транспортные средства на паровой тяге исключительно хорошо подходят для использования в высокогорье, на тяжёлых горных перевалах.

Интересно отметить и ещё одно полезное свойство парового двигателя, которым он, кстати, схож с электромотором постоянного тока. Снижение частоты вращения вала (например, при возрастании нагрузки) вызывает рост крутящего момента. В силу этого свойства автомобилям с паровыми моторами принципиально не нужны коробки передач — сами по себе весьма сложные и порой капризные механизмы.

2.4 Паровой транспорт сегодня

Паровой автомобильный транспорт, в том числе грузовики и автобусы, сегодня вполне реально рассматривать как один из возможных путей решения проблемы очищения воздуха в городах. Загрязнение атмосферы городов выхлопными газами уже достигло пределов, угрожающих здоровью людей. А что может предложить паровая техника?

Во-первых, выхлоп самой паровой машины экологически чистый – это водяной пар. Под паровым котлом можно сжигать фактически любое углеводородное топливо. А выхлоп от котла будет гораздо чище, чем от ДВС, поскольку топливо сгорает в топке или горелке при значительно более низких давлениях, чем в цилиндрах ДВС. Ещё возможно добавить к горелке некий аналог каталитического нейтрализатора выхлопных газов, как у ДВС.

Во-вторых, котлостроение за 60 с лишним лет, после создания паросиловой установки грузовика НАМИ-012, ушло далеко вперёд. Создание в XXI столетии малогабаритного транспортного парового котла прямоточной конструкции, экономичного и с высокой степенью автоматизации работы – это объективная реальность. Кстати, такая задача была под силу ещё в докомпьютерную эпоху 1930-х гг. известным братьям Добл. Особенно, если разработку сегодня вести с использованием компьютерных систем автоматизированного проектирования (САПР) для трёхмерного моделирования, расчётов и оптимизации.

В-третьих, ДВС нашего времени более компактны, чем ряд автомобильных паровых моторов прошлого, и вполне возможна конверсия их в современные паровые моторы. У них будут все достоинства паровых поршневых машин: плавность хода, практическая бесшумность при работе, большой крутящий момент на валу, отсутствие коробки передач, сложной трансмиссии, стартера, глушителя. Отпадает потребность и в смазочном масле: вполне сгодится вода!

В-четвёртых, опасность размораживания паросиловой установки в зимний период возможно свести на нет за счёт герметичной системы парообразования и применения незамерзающих жидкостей, способных эксплуатироваться длительное время без утечек.

В-пятых, многим специалистам может показаться, что запуск парового грузовика или автобуса будет более продолжительным, чем у обычного транспорта с ДВС. Однако уже к началу 1970-х были отработаны конструкции паровых моторов, способных переходить от холодного состояния до момента трогания с места транспортного средства всего за 30–35 с.

Заключение

В настоящий момент мир еще использует старый добрый пар. В процессе поиска новых видов энергии и попыток решения мировых экологических проблем выяснилось, что громоздкий, шумный, чумазый, неэффективный паровой привод еще не сказал своего последнего слова. Новые материалы и технологии позволяют создавать малогабаритные паровые машины, существенно повысить их КПД. Поиски идут в нескольких направлениях.

Итак, есть ли будущее у паровой машины?

У паровой машины есть будущее, потому что у неё есть ряд явных преимуществ перед другими видами двигателей:

«Всеядность» двигателя — ПМ могут использовать практически любые источники тепла для преобразования его в механическую работу.

Простота конструкции — конструкция двигателя ПМ 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.

Экономичность — современные паровые машины иногда дают больший КПД, чем даже карбюраторные машины (до 34 %).

Экологичность — сам по себе двигатель не имеет каких-то частей или процессов, которые могут способствовать загрязнению окружающей среды. Он не расходует рабочее тело.

Благодаря своим преимуществам, паровые машины до сих пор широко используются человечеством. Примерно 86 % электроэнергии, производимой в мире, вырабатывается с использованием паровых турбин.

Интерес к паровым грузовикам и автобусам, как и к другому паровому наземному транспорту, сегодня вновь возрождается. Причём если обратиться к истории, то такое происходит уже не в первый раз. Насколько окажется результативным очередной паровой ренессанс на транспорте? Это покажет время.

Список литературы

1. Дикий Н.А.,Бутаревич Ю.Ф. Перспективы улучшения энергетических и экологических характеристик автомобильных двигателей - Пром.теплотехника, 1984, № 2, с.92-102.

2. Моравский А.В., Файн М.А.Огонь в упряжке, или Как изобретают тепловые двигатели. – М.: Знание, 1990. (Жизнь замечательных идей),-192 с.

3. Мацкерле Ю. Современный экономичный автомобиль/Пер. с чешск. В.Б.Иванова; Под ред. А.Р.Бенедиктова. - М.: Машиностроение, 1987. - 320 с.: ил.

4.Сравнение эффективности традиционных и новых видов привода автомобиля// Автостроение за рубежом. 1999, №9. - с.6 - 7.

5. Техническая энциклопедия. Т.6 / Под.ред. Л.К. Мартенса - М.: ОГИЗ. 1931. - 929 с.

6. Топливные элементы на водороде из бензина // Автостроение за рубежом. 1999, № 2. - С.14 - 15

7. Трофименко Ю.В., Лобиков А.В. Оценка риска здоровью населения от воздействия выбросов транспортных потоков // Решение экологических проблем в автотранспортном комплексе. - М.: МГАДИ, 1999. - С.35 - 36.

8.https://fishki.net/3061539-imeet-li-buduwee-parovoj-avtomobily.html/gallery-6917698/ ©

Приложение 1

Саратовская область

Татищевский район

МОУ «СОШ п.Садовый»

Буклет

«Имеет ли будущее паровой автомобиль»

Выполнила: учащаяся

8 класса Сузгаева Мария Витальевна

Руководитель: Бутылкина Элина Петровна

2020 год

Современный ДВС напротив настолько «напичкан» многочисленными дополнениями и вспомогательными механизмами и приборами, что кажется уже нечего больше добавить.
Все это несущественные мелочи, в сравнении с тем, что выхлопные газы являются губительными для всего живого на нашей планете. Экологи бьют тревогу, от выхлопных газов огромной массы автомобилей гибнет все живое, разрушаются здания, портится дорожное покрытие, в воздухе зависают облака ядовитого тумана. Некоторые автомобильные фирмы активно работают над решением этой проблемы и пытаются создать экологически чистый автомобиль, или хотя бы уменьшить вред, причиняемый выхлопными газами ДВС. Однако, все эти попытки оказываются малоэффективными. Между тем, использование парового двигателя на современных автомобилях, в современной его интерпретации, позволило бы решить проблему экологии в полном объеме и в относительно короткие сроки.
Еще в восьмидесятых годах прошлого столетия, в одном из выпусков журнала «Техника Молодежи», была опубликована статья «Снова пар», в которой также рассматривалась перспектива использования парового двигателя на автомобильном транспорте. В этой статье упоминалось о немецком изобретателе, который переделал свой «Фольксваген Жук», установив на него паровой двигатель.

Получился уникальный автомобиль с изумительными техническими характеристиками. Вместо традиционного, громоздкого парового котла, изобретатель установил компактное устройство, по конструкции напоминающее автомобильный радиатор. Бензиновый двигатель «Фольксвагена» был переделан, некоторые детали были усилены. Для получения пара использовались жидкостные топливные форсунки. Зажигание осуществлялось при помощи запальных свечей. На прогревание и достижение рабочего давления пара — 70 атмосфер, уходило 5-7 минут. Мощность двигателя была 40 л.с., стала 240 л.с. Автомобиль мог так плавно трогаться с места, что невозможно было определить момент начала движения, а мог так резко «Рвануть», что не выдерживала резина на колесах. На полном переднем ходу, водитель мог легко переключить рычаг подачи пара на полный задний ход. Профессиональный водитель-испытатель новых автомобилей, проехав на паровом «Фольксвагене», написал восторженный отзыв, в котором утверждал, что многим автомобилям давал характеристику; плавный ход, бесшумный, приемистый и так далее, но только проехав на паровом автомобиле, по настоящему оценил эти качеств

История возникновения парового двигателя.

Говорят, что кипящий на огне чайник натолкнул в своё время шотландского изобретателя Джеймса Ватта на мысль использовать пар для создания универсального двигателя.

Имя: Джеймс Уатт

Дата рождения: 19-01-1737

Дата смерти: 19-08-1819

Деятельность: инженер, механик, изобретатель

Это, конечно же, легенда. Впрочем, подобные легенды, сопутствуют любому великому открытию или изобретению – достаточно вспомнить знаменитое яблоко Ньютона, ванну Архимеда или пророческие сны Менделеева. На самом деле первые паровые машины были изобретены задолго до Ватта – по меньшей мере, лет за двести.

Родился: 10 г., Александрия

Умер: 70 г. (60 лет), Александрия

Одно из самых известных его изобретений называлось эолипил – шар бога ветров Эола. Это устройство представляло собой наглухо запаянный котёл с двумя трубками на крышке. Сверху на трубке устанавливался полый шар с соплами. Когда вода в котле закипала, пар поднимался вверх, вырывался из сопел и вращал шар.

По сути эолипил Герона являл собой прототип паровых турбин, и даже, можно сказать, прообраз первых реактивных двигателей, однако не был востребован в этом качестве. Современники Герона считали шар бога ветров Эола забавной игрушкой, и только.

В 1690 году французский физик Дени Папен

Родился: 22 августа 1647 г., Chitenay, Королевство Франция

Умер: 1712 г. (65 лет), Лондон, Королевство Великобритания

Чем известен: Создал один из первых паровых котлов

придумал устройство, которое могло поднимать груз, используя силу пара, но не сумел создать работоспособную конструкцию. Однако именно Папен первым описал все процессы замкнутого термодинамического цикла – парообразование, расширение пара, конденсацию. Он же изобрёл паровой котёл, проложив тем самым путь к первому паровому двигателю.

Существует очень много легенд, связанных с изобретением Папена. Рассказывают например, что изобретатель обратил внимание на котёл с развариваемыми в нём костями на одной из мыловарен. Внимание его привлёк груз, который работники ложили на крышку кастрюли, чтобы ускорить процесс разваривания. Поскольку высвобождающийся пар всё время сдвигал крышку, Папен придумал предохранительный спускной клапан, а спустя восемь лет, благодаря этому изобретению, изобретатель Томас Севери создал первый промышленный паровой двигатель, который можно было использовать на производстве.

Английский механик, изобретатель.

Родился: 1650 г., Англия

Умер: май 1715 г. (65 лет), Лондон

Пожарная установка Севери являлась поршневым паровым насосом – водоподъёмником. В 1698 году Севери опубликовал описание своей машины, и взял на неё патент.

Насос Севери был маломощным и не очень эффективным, но за неимением лучшего начал широко использоваться для откачки воды из шахт. Сам Севери называл своё изобретение другом рудокопов. Один такой двигатель в 1707 году приобрёл Пётр 1. Машина была установлена в Летнем саду для приведения в действие фонтанов.
В 1705 году соотечественник Севери Томас Ньюкомен занялся созданием более практичной пароатмосферной машины. Ньюкомен был кузнецом по профессии, и изобретателем по призванию. Вместе с ним над этой машиной работал стеклодел Джон Коули. Чуть позже они заменили ручное открывание-закрывание клапанов автоматическим.

Развитие истории применения парового двигателя

Ровно 219 лет назад, 24 декабря 1801 года, в небольшом английском городе Камборне механик Ричард Тревитик продемонстрировал

Дата рождения

13 апреля 1771

Место рождения

Корнуолл

Дата смерти

22 апреля 1833

Место смерти

Дартфорд, Кент

Гражданство

Великобритания

Род деятельности

изобретатель

общественности первый автомобиль с паровым двигателем DogCarts.

Сегодня это событие можно было бы смело отнести в разряд хоть и примечательных, но несущественных, тем более что паровой двигатель был известен и ранее, и даже применялся на транспортных средствах (хотя назвать их автомобилями было бы очень большой натяжкой)… Но вот что интересно: именно сейчас технический прогресс породил ситуацию, поразительно напоминающую эпоху великой «битвы» пара и бензина в начале XIX века. Только бороться предстоит аккумуляторам, водороду и биотопливу. Хотите узнать, чем все закончится и кто победит? Не буду подсказывать. Намекну: технологии ни при чем…

Увлечение паровыми двигателями прошло, и наступило время двигателей внутреннего сгорания.

Филипп Лебон

Родился: 29 мая 1767 г., Brachay

Умер: 1 декабря 1804 г. (37 лет), бывший 8-й округ Парижа

Случилось так, что через три года Лебон погиб, и развивать предложенные им технические решения пришлось другим. Лишь в 1860 году бельгийский инженер

Жан Этьен Ленуар

Французский изобретатель бельгийского происхождения, изобретатель двигателя внутреннего сгорания.

Родился: 12 января 1822 г., Мюсси-ла-Виль, Мюсон, Люксембург, Бельгия

Умер: 4 августа 1900 г. (78 лет), La Varenne-Saint-Hilaire

Чем известен: изобретатель двигателя внутреннего сгорания

собрал газовый двигатель с зажиганием от электрической искры и довёл его конструкцию до степени пригодности к установке на транспортное средство.

Немецкий инженер и изобретатель-самоучка, известен в качестве изобретателя двигателя внутреннего сгорания. Приоритет Отто неоднократно, но безуспешно оспаривался, в частности, Кристианом Райтманом, Альфонсом Бо де Роша и Феличе Маттеуччи.

Родился: 10 июня 1832 г., Хольцхаузен-ан-дер-Хайде, Германский союз

Умер: 26 января 1891 г. (58 лет), Кёльн, Германская империя

Чем известен: изобретатель двигателя внутреннего сгорания

В браке с: Анна Госси

Дети: Густав Отто

Август Отто усовершенствовал его настолько, что КПД теперь уже бензинового двигателя достиг… аж 15%.

Паровая тяга — всего лишь краткий миг в истории прогресса.

Форда и, казалось бы, поражения парового двигателя новый всплеск популярности паровых авто пришёлся на 20-е годы прошлого столетия: стоимость топлива для них (мазут, керосин) была значительно ниже стоимости бензина.

В настоящий момент мир все таки использует старый добрый пар. В процессе поиска новых видов энергии и попыток решения мировых экологических проблем выяснилось, что громоздкий, шумный, чумазый, неэффективный паровой привод еще не сказал своего последнего слова. Новые материалы и технологии позволяют создавать малогабаритные паровые машины, существенно повысить их КПД. Поиски идут в нескольких направлениях.

Паровой двигатель медленно запускается. И это было когда-то… Даже серийные автомобили фирмы Stanley «разводили пары» от 10 до 20 минут.

Усовершенствование конструкции котла и внедрение каскадного режима нагрева позволило сократить время готовности до 40–60 секунд.

Что касается внешнего вида машин, дело тут, конечно, зависит от уровня дизайнера. Вряд ли кто-то скажет, что паровые автомобили Абнера Добля (США) некрасивы.

Напротив, они элегантны даже по теперешним представлениям. И ездили к тому же бесшумно, плавно и быстро — до 130 км/час.

Интересно, что современные изыскания в области водородного топлива

Паровой транспорт сегодня

Во-вторых, котлостроение ушло далеко вперёд.

Создание в XXI столетии малогабаритного транспортного парового котла прямоточной конструкции, экономичного и с высокой степенью автоматизации работы – это объективная реальность. Кстати, такая задача была под силу ещё в докомпьютерную эпоху 1930-х гг. известным братьям Добл. Особенно, если разработку сегодня вести с использованием компьютерных систем автоматизированного проектирования (САПР) для трёхмерного моделирования, расчётов и оптимизации.

Паровики “Фоден”

Английская компания “Foden” относится к старейшим в мире и существующим поныне фирмам по производству грузовых автомобилей. Долгие годы на своей родине она являлась олицетворением чисто британского консервативного подхода к конструкции и стилю тяжелых грузовиков. Ее машины отличались традиционными простотой, прочностью, надежностью и долговечностью. Во все времена их выпускали в небольших количествах и собирали практически вручную. Они имели легко узнаваемый внешний вид и со временем сделались своеобразной гордостью англичан.

Автомобильная компания “Foden” ведет свою историю с механической мастерской, основанной Уильямом Фоденом (William Foden) в 1856 году в деревушке Элуорт близ города Сэндбеча, графство Чешир. Сначала она изготовляла сельскохозяйственные орудия, а потом паровые машины для сельского хозяйства. В 1880 году Уильям Фоден разработал и запатентовал конструкцию компаундного парового двигателя и через пару лет наладил выпуск локомобилей “Фоден”, отличавшихся высокой надежностью и экономичностью. С 1887 г. всеми делами фирмы стал заниматься сын Уильяма -Эдвин Фоден (Edwin Foden), a позднее в дело вошли его дети – Уильям и Эдвин Ричард (Edwin, Richard).

Они продолжили модернизацию паровых двигателей и начали производство гаммы дорожных тягачей. К этому времени фирма “Фоден” стала одним из крупнейших в Великобритании изготовителей таких машин. Их использовали для буксировки по дорогам сразу нескольких прицепов, перевозивших десятки тонн грузов. Паровики “Фоден” – это целая эпоха не только в истории самой фирмы, но и всей автомобильной промышленности Великобритании. Со стороны они напоминали небольшие паровозы на четырех чугунных колесах с литыми резиновыми шинами. У них был горизонтальный паровой котел (бойлер) с высокой дымовой трубой.

Над ним располагалась паровая машина. При помощи кривошипно-шатунного механизма она приводила промежуточный вал с огромным маховиком, от которого крутящий момент передавался одной цепью на задние колеса. Водитель, он же кочегар, располагался в тесном помещении за котлом. На заднем конце рамы размещались бак с водой и бункер для угля. Их запаса хватало на пару десятков километров, поэтому тягачам приходилось часто останавливаться для заправки углем, водой и поднятия давления пара. В 1900 г. к тягачам добавились 3-х тонные паровые грузовики, которые разрабатывал Эдвин и Ричард Фоден, поэтому некоторые модели носили марку “Э.Р.” (E.R.).

На них сохранилась прежняя схема с котлом локомотивного типа, над которым размещалась горизонтальная 1-но цилиндровая паровая машина, прикрытая жестяными панелями. Водитель находился над всем этим громоздким сооружением в более просторной кабине с легким навесом. Паровики такого типа могли перевозить 4-5 тонн груза, имели колесную базу в 4520 мм. и развивали скорость 5-8 км/ч. В 1920 году началось изготовление улучшенных 6-ти тонных паровых грузовиков. На них использовали новые паровой котел повышенного давления и паровую машину с двумя цилиндрами диаметром 101 и 178 мм. и одинаковым ходом обоих поршней в 178 мм., работавшими на высоком и низком давлении пара.

В распоряжении водителя была более вместительная кабина, напоминавшая паровозную будку. В ней располагались топка и бункер с углем. В 20-е годы основной продукцией “Foden” были 5-ти и 6-ти тонные грузовые автомобили серии “С” с колесной базой 4560 мм., 5-ти тонные самосвалы (база 4210 мм.) и дорожные тягачи серии “D” (база 3200 мм.). По заказам фирма выпускала паровые автобусы, легкие дорожные тягачи серии “М” и 3-х осные машины для буксировки особо тяжелых грузов по обычным дорогам. Последние паровики грузоподъемностью 10-12 тонн получили закрытую кабину округлой формы с паровым котлом и водяным баком в ее задней части, пневматические шины и электрическое освещение.

К концу 20-х годов тихоходные, сложные в эксплуатации и взрывоопасные паровые грузовики и тягачи были вытеснены автомобилями с двигателями внутреннего сгорания. Свои последние паровики “Foden” изготовил в 1933 году.
Паровые грузовые автомобили СССР

1949 год — один из первых в череде долгих лет холодной войны между СССР и США. Данная война вполне могла перерасти в настоящий конфликт, а обе стороны успели обзавестись ядерным оружием. В 1949 году Советский Союз испытал свою первую атомную бомбу, советский летчик А. М. Тютерев впервые в мире преодолел звуковой барьер в горизонтальном полете на истребителе МиГ-15, и в этом же году в институте НАМИ начали разрабатывать паромобиль, который мог бы работать на дровах!

Еще до войны в 1930-е годы НАМИ, который тогда назывался НАТИ, осуществлял разработку газогенераторных установок. Такие установки позволяли получать газ для карбюраторных двигателей из всего, что могло бы гореть: древесные чурки, торф, уголь и даже брикеты прессованной соломы. При этом разрабатываемые установки были достаточно капризными в эксплуатации и тяжелыми, а их мощность после перевода на «подножный корм» снижалась практически на 30%.

При этом в СССР были районы, в которых от 40% до 60% всех грузовых автомобилей работали на газогенераторных двигателях. Дело было в том, что в те годы в страны существовало лишь два основных месторождения нефти — в Грозном и Баку. Доставлять оттуда горючее, к примеру, в Сибирь, было не так-то просто. Но газогенераторные автомобили создавались все же на основе бензиновых, и советские инженеры задумались над созданием машины, которая была бы устроена как паровоз. В топку такой машины нужно было бы кидать горючее, а давление пара в котле приводило бы в движение колеса.

В западных странах образцы таких машин существовали и уже давно. По этой причине НАМИ в 1938 году приобрел для проведения всесторонних исследований «шеститонный самосвал английской фирмы Сентинел с котлом низкого давления» (так машина именовалась в советских документах). Приобретенный в Англии автомобиль топили отборным донецким углем. Несмотря на чудовищный расход угля — автомобиль сжирал 152 кг на 100 километров пути, эксплуатация автомобиля была выгодной. Все дело было в ценах на топливо, в то время бензин стоил 95 копеек, а килограмм угля всего 4 копейки.

На грузовом автомобиле НАМИ-012 ставился котельный двигатель необычной конструкции. У шофера не было необходимости постоянно следить за процессом горения и подавать в топку новые дрова по мере их сгорания. В качестве дров использовались небольшие чурки размером 50х10х10 см. Дрова из бункеров по мере выжигания самостоятельно опускались на колосниковую решетку под воздействием своего веса. При этом процесс горения можно было регулировать при помощи изменения подачи воздуха под решетку, это мог делать автомат давления воздуха или шофер из кабины. Одной заправки бункеров дровами с влажностью до 35% хватало на 80-100 км пробега по шоссе.

Даже при форсированных режимах работы котла химический недожог машины составлял всего 4-5%. Хорошая организация топочного процесса и удачное размещение поверхностей нагрева позволяли с высокой эффективностью применять горючее. При форсированных и средних нагрузках котельный агрегат мог работать с КПД более 70%. При этом конструкция топочной система допускала после проведения небольшой переделки использования в качестве топлива низкокалорийного топлива, такого как бурый уголь или торф.

Испытания грузового пароавтомобиля НАМИ-012, которые проводились в 1950 году, продемонстрировали хорошие результаты. Выяснилось, что по динамике паровой автомобиль не уступает, а по разгону до 35 км/ч даже превосходит ЯАЗ-200, оснащенный дизельным двигателем. На малых оборотах крутящий момент экспериментального автомобиля НАМИ был в 5 раз больше, чем на ЯАЗ-200. При эксплуатации подобных паровых автомобилей на лесозаготовках уменьшение стоимости перевозки на каждую единицу груза составляло 10% по сравнению с грузовиками на бензиновых двигателях и более чем в 2 раза по сравнению с автомобилями с газогенераторами. Водители, участвовавшие в испытаниях, оценили простое управление грузовика, который также оказался и на удивление очень надежным в работе. Основное внимание, которое требовала от себя машина, — это слежка за уровнем воды в котле.

Паровые автомобили в то время оказались незаменимы для перевозки грузов в горячем состоянии, к примеру, битума, который подогревался паром. Машины производились вплоть до 1938 года, после чего «Сентинел» перешел на выпуск только по заказам. Самое удивительное заключается в том, что заказы на них были и после окончания Второй мировой войны. Так в 1949 году 250 паровых грузовиков заказал морской департамент Аргентины. А в 1951 году один из последних паровых грузовиков «Сентинел» — самосвал с колесной формулой 6х4 — был поставлен одному из английских угольных карьеров. Долговечность данных машин подтверждается тем фактом, что во время. Второй мировой войны в британской армии служило примерно 200 машин первой серии «Стандарт», созданных в начале века. Сегодня в Англии по-прежнему можно встретить больше 10 различных «Стандартов», которые принимаю участие в слетах редкой автомобильной технике.

Свой аналог этому удачному английскому паровому автомобилю хотели сделать и в СССР. Уже в 1939 году в Советском Союзе на шасси ЯГ-6 был разработан (возможно, скопирован с английского) паромобиль, который должен был работать на антраците, либо на жидком топливе. Однако построить эту машину не успели, в последние предвоенные годы СССР было не до экзотических машин, а потом началась война. Однако после победы к данной теме было решено вернуться.

Перед конструкторами Научного автомоторного института (НАМИ) была поставлена задача по созданию автомобиля, который работал бы на дровах. Автомобиль планировалось использовать на лесозаготовках, заказчиками проекта были МГБ и ГУЛАГ, в ведении которых находилось большое количество «лесорубов». Использование дров обеспечивало практически безотходное производство.

Спустя столько лет судить об истинных причинах создания таких автомобилей трудно. Но по одной из версии автомобиль мог разрабатываться с прицелом на будущее, в котором произошел бы масштабный ядерный конфликт. Не исключено, что грузовой паромобиль должен был играть в обороноспособности страны ту же роль, что и паровозы, которые продолжали стоять на запасных путях. В случае атомной войны единственным доступным топливом могли остаться лишь дрова, и здесь паромобиль зарекомендовал бы себя с лучшей стороны.
Стоит отметить, что до специалистов НАМИ построить серийный паровой автомобиль, работающих на дровах, никто не пробовал. Руководителем данного необычного проекта был назначен энергичный инженер Юрий Шебалин. За основу для своей разработки он решил взять 7-тонный грузовой автомобиль ЯАЗ-200, который был освоен Ярославским автомобильным заводом в 1947 году. Созданный на его базе паровой автомобиль получил обозначение НАМИ-012. Всего было построено 3 экземпляра.

Грузоподъемность такого парового автомобиля должна была составить порядка 6 тонн при полной массе машины не более 14,5 тонны, включая 350-400 кг дров в бункерах и до 380 кг перевозимой воды в котле паровой машины. Проектом предусматривалась максимальная скорость на уровне 40-45 км/ч, а расход дров планировалось ограничить 4-5 кг на километр пути. Одной заправки должно было хватить на 80-100 км пути. Если бы работа над проектом завершились успешно, планировалось создать полноприводную модификацию и целый ряд грузовых автомобилей разного назначения и грузоподъемности. Их планировалось использовать там, куда доставка бензина и дизельного топлива была затруднена, а дров было в избытке.

Принимая во внимание громоздкие размеры паросиловой установки, Ю. Шебалин и его коллега по работе над проектом Н. Коротоношко (в будущем главный конструктор НАМИ по грузовикам высокой проходимости) приняли решение использовать компоновку с расположением трехместной кабины над передним мостом. За кабиной помещалось машинное отделение с паросиловой установкой, а далее шла грузовая платформа. Трехцилиндровую вертикальную паровую машину, которая развивала мощность в 100 л.с., разместили между лонжеронами, а водотрубный котельный агрегат, который изготавливался совместно с топливными бункерами, был установлен на задней стенке машинного отделения.

С правой стороны в машинном отделении конструкторы поместили бак с водой на 200 литров и конденсатор, за ними находилась вспомогательная паровая турбина «мятого» пара, оснащенная топочной воздуходувкой и осевым вентилятором, предназначенным для обдува конденсатора. Здесь же размещался электродвигатель, предназначенный для вращения воздуходувки при розжиге котла. Стоит отметить, что в грузовике НАМИ довольно широко использовался опыт разработки паросиловых установок для компактных паровозов тех лет.

Управление такой машиной, несмотря на то, что по количеству педалей и рычагов оно было идентично грузовику ЯАЗ-200, требовало от шофера специальной подготовки. В распоряжении водителя находились руль, рычаг переключения отсечек парораспределительного механизма (3 отсечки для движения вперед, они обеспечивали 25%, 40% и 75% мощности и одна реверсивная — для движения назад). Также водитель имел рычаг включения понижающей передачи, педали тормоза и сцепления, управления дроссельным клапаном, а также рычаги центрального стояночного тормоза и ручного управления дроссельным клапаном.
При езде по ровному участку дороги шофер главным образом использовал рычаг переключения отсечек, редко включая понижающие передачи. Трогание автомобиля с места, преодоление небольших подъемов и разгон осуществлялись лишь воздействием на рычаг отсечек и на дроссельный клапан. При этом постоянно оперировать рычагом переключения передач и сцеплением не требовалось, что облегчало работу водителя.
Под левой рукой шофера у спинки сиденья размешались 3 вентиля. Один из этих вентилей был перепускным, он служил для регулирования подачи воды в котел приводным питательным насосом, еще два вентиля обеспечивали пуск на стоянках вспомогательной турбины и прямодействующего парового питательного насоса. С правой стороны между сиденьями размещалась манетка регулирования подачи воздуха в топку. Манетка и перепускной вентиль применялись лишь тогда, когда наблюдался отказ автоматического регулирования давления и уровня воды.

При использовании прицепа грузоподъемность автопоезда с тягачом НАМИ-012 вырастала до 12 тонн. Масса грузовика в снаряженном состоянии составляла 8,3 тонны. С полностью загруженным прицепом и собственной бортовой платформой паровой грузовик мог развить скорость до 40 км/ч, что вполне подходило для осуществления лесозаготовок. Расход дров в реальных условиях эксплуатации составлял от 3 до 4 кг на километр, а воды — от 1 до 1,5 литров. При этом время, необходимое для начала движения грузовика/тягача после ночной стоянки, составляло в среднем от 23 до 40 минут в зависимости от влажности используемых дров.
Вслед за автомобилем НАМИ-012 с колесной формулой 4х2 был создан экспериментальный полноприводный тягач НАМИ-018. При этом уже в начале 1950-х годов все работы по паровым грузовикам в СССР были свернуты. Судьба опытных образцов НАМИ-012 и НАМИ-018 оказалась незавидной. Они, как и многие другие интересные отечественные разработки, пропали до того, как смогли стать экспонатами музеев. Таким образом, первый в мире грузовой паромобиль, работающий на дровах, стал и последним автомобилем в своем роде.

В 1954 году закончились испытания автомобилей НАМИ-012 и НАМИ-018. Заключительный вердикт комиссии был таков: «Паровой автомобиль НАМИ-018 отвечает всем параметрам лесной промышленности, но может быть использован только в районах, куда доставка жидкого топлива затруднена или высока по стоимости». Несмотря на лестные выводы комиссии, у этих нестандартных автомобилей не было шансов стать серийными. Начался нефтяной бум и, соответственно, в стране наступила эра дешевого бензина. Автомобили, работающие на альтернативном топливе, оказались невостребованными.

Современные паровые автомобили

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

Inspiration (2009).

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

Pellandini Mk 1 Steam Cat (1977).

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

Pelland Steam Car Mk II (1982).

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

Keen Steamliner No. 2 (1963).

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

Steam Speed America (2012).

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

Cyclone (2012).

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

Barber-Nichols Steamin' Demon (1977).

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

Chevelle SE-124 (1969).

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

Tom Kimmel's Dune Buggy (2010).

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

Reliant Fox Steam Pick Up (1984).

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

Итак, есть ли будущее у паровой машины?

У паровой машины есть будущее, потому что у неё есть ряд явных преимуществ перед другими видами двигателей:

Экономичность — современные паровые машины иногда дают больший КПД, чем даже карбюраторные машины (до 34 %).

История паровых машин

Первые наработки.

Начнем с того, что еще в семнадцатом веке пар стали рассматривать как средство для привода, проводили с ним всяческие опыты, и лишь только в 1643 году Эванджелистом Торричелли было открыто силовое действие давления пара. Кристиан Гюйгенс через 47 лет спроектировал первую силовую машину, приводившуюся в действие взрывом пороха в цилиндре. Это был первый прототип двигателя внутреннего сгорания. На аналогичном принципе устроена водозаборная машина аббата Отфея. Вскоре Дени Папен решил заменить силу взрыва на менее мощную силу пара. В 1690 году им была построена первая паровая машина, известная также как паровой котел.

Она состояла из поршня, который с помощью кипящей воды перемещался в цилиндре вверх и за счет последующего охлаждения снова опускался – так создавалось усилие. Весь процесс происходил таким образом: под цилиндром, который выполнял одновременно и функцию кипятильного котла, размещали печь; при нахождении поршня в верхнем положении печь отодвигалась для облегчения охлаждения.

Позже два англичанина, Томас Ньюкомен и Коули – один кузнец, другой стекольщик, – усовершенствовали систему путем разделения кипятильного котла и цилиндра и добавления бака с холодной водой. Эта система функционировала с помощью клапанов или кранов – одного для пара и одного для воды, которые поочередно открывались и закрывались. Затем англичанин Бэйтон перестроил клапанное управление в подлинно тактовое.

Применение паровых машин на практике.

Машина Ньюкомена вскоре стала известна повсюду и, в частности, была усовершенствована, разработанной Джеймсом Уаттом в 1765 году системой двойного действия. Теперь паровая машина оказалась достаточно завершенной для использования в транспортных средствах, хотя из-за своих размеров лучше подходила для стационарных установок. Уатт предложил свои изобретения и в промышленности; он построил также машины для текстильных фабрик.

Первая паровая машина, используемая в качестве средства передвижения, был изобретена французом Николя Жозефом Куньо, инженером и военным стратегпм-любителем. В 1763 или 1765 году он создал автомобиль, который мог перевозить четырех пассажиров при средней скорости 3,5 и максимальной – 9,5 км/час. За первой попыткой последовала вторая – появился автомобиль для транспортировки орудий. Испытывался он, естественно, военными, но из-за невозможности продолжительной эксплуатации (непрерывный цикл работы новой машины не превышал 15 минут) изобретатель не получил поддержки властей и финансистов. Между тем в Англии совершенствовалась паровая машина. После нескольких безуспешных, базировавшихся на машине Уаттa попыток Мура, Вильяма Мердока и Вильяма Саймингтона, появилось рельсовое транспортное средство Ричарда Тревисика, созданное по заказу Уэльской угольной шахты. В мир пришел активный изобретатель: из подземных шахт он поднялся на землю и в 1802 году представил человечеству мощный легковой автомобиль, достигавший скорости 15 км/час на ровной местности и 6 км/час на подъеме.

Приводимые в движение паром транспортные средства все чаще использовались и в США: Натан Рид в 1790 году удивил жителей Филадельфии своей моделью парового автомобиля. Однако еще больше прославился его соотечественник Оливер Эванс, который спустя четырнадцать лет изобрел автомобиль-амфибию. После наполеоновских войн, во время которых «автомобильные эксперименты» не проводились, вновь началась работа над изобретением и усовершенствованием паровой машины. В 1821 году ее можно было считать совершенной и достаточно надежной. С тех пор каждый шаг вперед в сфере приводимых в движение паром транспортных средств определенно способствовал развитию будущих автомобилей.

В 1825 году сэр Голдсуорт Гарни на участке длиной 171 км от Лондона до Бата организовал первую пассажирскую линию. При этом он использовал запатентованную им карету, имевшую паровой двигатель. Это стало началом эпохи скоростных дорожных экипажей, которые, однако, исчезли в Англии, но получили широкое распространение в Италии и во Франции. Подобные транспортные средства достигли наивысшего развития с появлением в 1873 году «Реверанса» Амедэ Балле весом 4500 кг и «Манселя» – более компактного, весившего чуть более 2500 кг и достигавшего скорости 35 км/час. Оба были предвестниками той техники исполнения, которая стала характерной для первых «настоящих» автомобилей. Несмотря на большую скорость кпд паровой машины был очень маленький. Болле был тем, кто запатентовал первую хорошо действующую систему рулевого управления, он так удачно расположил управляющие и контрольные элементы, что мы и сегодня это видим на приборном щитке.

Несмотря на грандиозный прогресс в области создания двигателя внутреннего сгорания, сила пара все еще обеспечивала более равномерный и плавный ход машины и, следовательно, имела много сторонников. Как и Болле, который построил и другие легкие автомобили, например Rapide в 1881 году со скоростью движения 60 км/час, Nouvelle в 1873 году, которая имела переднюю ось с независимой подвеской колес, Леон Шевроле в период между 1887 и 1907 годами запустил несколько автомобилей с легким и компактным парогенератором, запатентованным им в 1889 году. Компания De Dion-Bouton, основанная в Париже в 1883 году, первые десять лет своего существования производила автомобили с паровым двигателями и добилась при этом значительного успеха – ее автомобили выиграли гонки Париж-Руан в 1894 году.

Успехи компании Panhard et Levassor в использовании бензина привели, однако, к тому, что и De Dion перешел на двигатели внутреннего сгорания. Когда братья Болле стали управлять компанией своего отца, они сделали то же самое. Затем и компания Chevrolet перестроила свое производство. Автомобили с паровыми двигателями все быстрее и быстрее исчезали с горизонта, хотя в США они использовались еще до 1930 года. На этом самом моменте и прекратилось производство и изобретение паровых машин

Паровые суперкары - история и развитие

Мы привыкли думать, что современные автомобили с бензиновыми или дизельными двигателями внутреннего сгорания – лучший и единственно возможный вариант наземного дорожного транспорта. Мы уверенны, что машины с паровыми двигателями остались далеко позади – в романтическом прошлом, а электромоторы – ждут нас в фантастическом будущем. Ну, кое-кто ещё вспомнит неказистых уродцев, работающих на кукурузном масле или даже, на сыре. Но всё не так просто. И если сыромобили так и останутся забавным казусом в истории автомобилестроения, а нормальные электромоторы и моторы на водороде к нам придут ещё не скоро, то с паровыми двигатели нужно познакомиться поближе. Паромобили – не тихоходные, дымящие и чадящие мамонты, как многим кажется. Признайтесь, когда вы слышите «паровой двигатель», какие слова приходят вам в голову? «Корабль»? «Паровоз»? «Тихоходный»? Всё не то! Сейчас вы познакомитесь с такими паромобилями, для которых полностью подходит только один эпитет – «Суперкары».

Но сначала немного окунёмся в историю. В 1769 простой французский парень Николья-Жозеф Коньо строит первый в мире автомобиль. Паровой, конечно же. Машина представляла из себя жалкое зрелище. Деревянная трехколёсная телега с намертво прикрученным к переднему колесу котлом и двигателем. Но на тогдашних французов «самобеглая телега» производила неизгладимое впечатление, всё равно что сейчас перед нами пройдёт настоящий робот. Скорость у первого авто была, прямо скажем, не очень, любой, включая калек и хромых без труда обгонял машину и издевательски показывал на водителя пальцем. Но всего через сто лет…

В середине 19-го века паромобили уже пашут, сеют и катают по городам богатых господ. Наступает время, когда уровень технологий позволяет человеку строить суперкары. И он их строит. Пальму первенства продолжают держать французы. 13 апреля 1902 года конструктор, механик и автогонщик в одном лице Леон Серполе на автомобиле «Easter Egg» ставит абсолютный рекорд скорости – 120 км/ч. Автомобилям с двигателями внутреннего сгорания о таком тогда можно было только мечтать. Но инженеры не останавливаются, и подбрасывают в топки поровых котлов ещё горючего. Тот же Серполе строит серийные авто, способные развивать 65 км/ч. Напомним, это 1904 год, тогда не то что бензиновые авто, даже самолёты еле достигали таких скоростей. 14 мая 1913 года, на гонках по Санкт-Петербургу автомобиль на пару разгоняется до совершенно немыслимой скорости – 202 километра в час! Это и сейчас не мало, а тогда самолёты в три раза медленнее летали, чем эти автомобили!

Но и это не всё. В 1906 году, за 6 лет до Российского рекорда, суперкар американской фирмы Stanley – «Stanley Rocket» развивает репкордные 203 километра в час! Этот удивительный рекорд братьев Стенли Стенли и их компании тем более интересен, если узнать, что он продержался больше века(!). 103 года никто не смог достигнуть на паровом автомобиле больше скорости. В чем секрет? Не в особой крутости автомобиля Stanley, хотя этот суперкар своего времени просто прекрасен. Просто на смену пару постепенно приходит бензин. Более грязные, более шумные, но более мощные и более удобные в эксплуатации ДВС активно замещали автомобильные паровые двигатели на всех позициях.

Только в 2009 автомобиль с паровым двигателем «British Steam Car Challenge» развил скорость в 238,628 км/ч., тем самым побив рекорд «Ракеты Стенли». Цены на бензин растут и в этих условиях человечество всё активнее ищет ему замену. На улицах уже свободно и без посторонней помощи ездят электромобили. И всё больше интереса вызывает почти забытый паровой двигатель. Способный работать на любом топливе, он, если и не заменит ДВС, то, вполне возможно, сможет вновь заявить о себе. Хотя бы в какой-то из областей автомобиле строения. Ведь он может это.

Паровоз - почему это так важно?

Двигатель

— это устройство, которое превращает форму энергии в движение: ветряная турбина использует поток воздуха, а паровая машина — тепло, нагревающее пар.По сути, это изобретение представляет собой большой котел (бойлер), внутри которого вода кипит до тех пор, пока не станет паром. Вместо того, чтобы бесплодно исчезнуть, он давит на стенки сосуда, создавая давление для перемещения поршней. Это металлические детали, которые идеально сидят внутри цилиндра. Сила пара толкает их вверх: именно это движение может привести в движение машину: будь то водяной насос или мощный локомотив.

Конечно, это сильное упрощение.Если мы хотим узнать , как работает паровая машина , мы можем увидеть такое изобретение в музее техники. Опустим вопрос снижения давления (включая регулятор Ватта), предохранительных клапанов и сливов, без которых котел может взорваться. Чтобы паровая машина была эффективной, она должна иметь несколько поршней, соединенных шатуном с маховиком.

Более поздние изобретения усовершенствовали такую машину.Чтобы не тратить тепло и энергию, паровая машина должна быть реверсивной. Это означает, что поршень, выталкиваемый силой пара, должен вернуться на свое место, чтобы иметь возможность снова двигаться. Чаще всего это достигается за счет двух чередующихся цилиндров. Позже были разработаны более сложные машины для более эффективного использования топлива. Сегодня паровые двигатели исчезли с транспортных средств, хотя на атомных лодках и кораблях все еще есть паровые турбины, в которых вода нагревается за счет ядерных реакций.

Кто изобрел паровой двигатель?

Сила воды известна уже сотни лет.Еще в древности греческий ученый Герон изобрел так называемую «баню» — вращающийся вокруг своей оси шар, приводимый в движение силой пара, выходящего из форсунок. Считается первой паровой турбиной. В эпоху Возрождения разные ученые разрабатывали простые (пороховые) двигатели. Прорывом стал насос Ньюкомена, осушающий затопленные шахты.

Если кто-то спросит нас, , кто изобрел паровую машину , то самый простой ответ, что это был шотландец Джеймс Уатт, создатель двухсторонней паровой машины с центробежным регулятором вращения - характерные сферы, которые закручивались тем быстрее, чем больше пар давит на стенки котла.Это устройство обеспечивало безопасность, регулируя давление внутри машины. Слишком высокая заставляла его вращаться слишком быстро, тогда устройство прижималось к клапану, чтобы в котел подавалось меньше пара.

Изобретателем первого парового транспортного средства считается француз Николя Кюньо, изобретатель трехколесного транспортного средства, предназначенного для перемещения больших орудий.Сегодня мы называем такую машину артиллерийским тягачом. Американец Оливье Эванс и Ричард Тревитик создали ранние паровые машины , паровую машину , а вот пароход построил маркиз Клод де Жоффруа. Джордж Стефенсон из Великобритании прославился как конструктор первого современного паровоза.

Можете ли вы построить паровой двигатель? Как сделать его модель в домашних условиях?

Технологии девятнадцатого века были очень прозрачными.Любой может построить паровую машину, если понимает, как она работает. Следующий раздел является лишь общим советом: нам нужно рассчитать давление, усилие и знать, как использовать инструменты, чтобы создать работающую паровую машину . Как сделать потом маленький простой мотор в домашних условиях?

Когда мы знаем, как работает паровая машина , и у нас есть инструменты, можно без проблем начать строительство.Нам нужно довольно много деталей. Самое главное – это котел, т.е. сосуд, в котором будет нагреваться вода. Это может быть промытая банка из-под краски, главное припаять ее наглухо, оставив выход клапана и медную трубку, ведущую к цилиндру, в котором находится поршень. Затем этот элемент необходимо соединить шатуном с маховиком.

Разожгите небольшой огонь под котлом: давление в конце концов вытолкнет поршень, который двигает колесо.Предохранительный клапан должен снижать мощность пара: регулятор можно купить готовый или сделать самому: например, из корпуса, пружины и тяжелого шарика из подшипника, закрывающего клапан. Если он работает правильно, давление упадет, и поршень снова поднимется, приводя в движение паровую машину.

Паровой двигатель может показаться устаревшим по сравнению с двигателем внутреннего сгорания.Конечно, это. Это очень неэффективно и требует гораздо больше топлива. Все указывает на то, что время бензиновых автомобилей скоро закончится. Сегодня их все чаще заменяют электромобили — будем надеяться, что они питаются от солнечных электростанций или ядерных паровых турбин, а не угольных турбин.

.90 000 паровых машин Stanley Малолитражка Stanley Steamer Model EX 1909 г.

В первые годы 20 века выпускалось все больше автомобилей с двигателем внутреннего сгорания. Однако паровые машины были настолько просты в обращении, что десятилетиями пользовались большим успехом в США. Автомобили братьев Стэнли считались одними из лучших. Они разработали первый дизайн автомобиля в 1896 году. Они поручили сооружение паровой машины специалисту. К сожалению, он был настолько тяжелым, что не подходил для их автомобиля, так как сам весил на 100 фунтов больше, чем предполагал общий дизайн.Поэтому братья сами попытались построить паровую машину. Их двигатель весил всего 35 кг, а его мощность была больше, чем у тяжелого, сделанного специалистом. Двухцилиндровая паровая машина двойного действия соответствовала работе восьмицилиндровой бензиновой машины и питалась паром от трубчатого котла. Этот котел имел форму цилиндра диаметром 26 дюймов, т. е. примерно 66 см, содержащего 99 водопроводных труб диаметром примерно 12 мм и длиной примерно 40 см. Котел был обмотан стальной проволокой и покрыт изолирующим слоем асбеста.Нагрев котла обеспечивала основная горелка, работающая на жидком топливе, автоматически регулируемая в зависимости от потребности в паре. Для поддержания давления пара в состоянии покоя и в течение ночи использовалась дополнительная стояночная горелка. Поскольку пламя горелки было таким же бледно-голубым, как у бунзеновской горелки, дыма не было вообще, и лишь легкая струйка конденсата указывала на движение бесшумной машины. Вот как Стэнли Витольд Рихтер описывает паровой механизм автомобиля в своей книге «История автомобиля».

Компания Stanley Motor Carriage явно рекламировала свои автомобили.Потенциальные покупатели могли узнать из рекламы, что: «(?) Наш текущий автомобиль состоит всего из 22 движущихся частей, включая стартер высочайшего качества. Мы не используем сцепление, коробку передач, маховик, карбюратор, магнето, свечи зажигания, прерыватели и распределители. или другие тонкие и сложные механизмы, необходимые в бензиновых автомобилях?

Самой популярной моделью марки Stanley была модель 20/30 HP. «Его паровая машина имела два цилиндра двойного действия, диаметром 4 дюйма и ходом поршня 5 дюймов.Двигатель соединялся непосредственно с задней осью, качаясь по отношению к передней оси на двух длинных поперечных рычагах. Деревянная рама была подрессорена эллиптическими листовыми рессорами (как в конных повозках). (?) Механизм привода имел два насоса для подачи в котел воды и один для топлива и один для смазочного масла, приводимые в движение задней осью. Эта ось также приводила в действие генератор системы освещения Apple. В передней части машины располагался радиатор, представлявший собой конденсатор паров. Котел, расположенный в свободном пространстве под капотом и обогреваемый саморегулирующейся керосиновой или дизельной горелкой, производил пар высокого давления.Время готовности к вождению при первом пуске автомобиля в данный день не превышало минуты, а при последующих - пуск происходил через десять секунд?. Мы читаем в «Истории автомобиля» Витольда Рихтера. Производство автомобилей Stanley было остановлено в 1927 году. Для получения дополнительных фотографий и краткой истории этих автомобилей посетите http://oldcarandtruckpictures.com/StanleySteamer/

. .90 000 История автомобилестроения: омнибусы и паровые машины

Среди историков нет единого мнения относительно того, когда был построен первый автомобиль с тепловым двигателем. В архивах сохранились чертежи самоходки, также работавшей на паровой тяге, 1740 года. Неизвестно, были ли они когда-либо построены или это были просто нереализованные проекты, почти забытые в истории автомобилестроения.

В конце 18 века английский инженер Уильям Мердок сконструировал крупногабаритную модель транспортного средства, приводимого в движение паровой машиной.Эта машина, как оказалось, обладала мощностью, намного превышающей спрос, а модель на испытаниях достигла такой высокой скорости, что вышла из-под контроля конструктора, наводя ужас на ничего не ожидавших прохожих. Сообщается, что эксперимент закончился смертью местного священника, у которого случился сердечный приступ при виде летящей по улице игрушки, извергающей пар.

Вскоре началась эра омнибусов - автобусов, приводимых в движение паровыми двигателями. Первая регулярная коммерческая омнибусная линия в истории автомобилестроения была запущена в 1831 году между Лондоном и Статфордом.Вскоре аналогичные автомобили появились во Франции. В 1873 году в путь отправился французский омнибус, значительно улучшенный и более комфортабельный, чем предыдущие. Он уже имел две независимые паровые машины, приводившие в движение каждое из задних колес отдельно, а комфортность движения была значительно повышена за счет впервые примененных в этом типе транспортных средств листовых рессор и колес с цельнорезиновыми шинами. Паровые машины приводили в движение колеса не напрямую, как в ранее выпускавшихся омнибусах, а посредством цепной передачи.Этот автомобиль был очень быстрым для своего времени. Он достиг средней скорости на более длинных дистанциях более 40 км/ч.

Смотрите также: История автомобилестроения: от древности до XVII века

Может ли быть лучше?

Параллельно с работами по совершенствованию парового двигателя проводились испытания с применением более экономичного двигателя внутреннего сгорания, в котором энергия, получаемая в процессе сгорания топлива, преобразовывалась бы непосредственно в работу.Еще в 1800 году майор в отставке Исаак де Риваз построил первый в истории автомобилестроения двигатель внутреннего сгорания, в котором сжигалась смесь легкого газа и воздуха, воспламеняемая от электрической искры. Как видите, мало что изменилось в решениях, используемых в двигателях внутреннего сгорания за более чем 200 лет. С той лишь разницей, что скользящее движение поршня передавалось кривошипно-шатунным механизмом на маховик над цилиндром, а от него посредством «бесконечного» шнура — на ходовую часть этого своеобразного транспортного средства.

В 1835 году инженер Томас Дэвенпорт сконструировал и испытал транспортное средство, приводимое в действие электродвигателем, питаемым от батареи, состоящей из нескольких огромных мокрых элементов. Примерно в то же время шотландский бизнесмен Роберт Андерсон экспериментировал с повозкой с электрическим приводом на Британских островах. В то же время голландский профессор Сибрандус Стратинг Гронинген проектировал свой электромобиль. Единственной трудноразрешимой проблемой, повлекшей за собой отказ от работ по экологическому, электроприводу в начале ХХ века, была выработка и хранение электроэнергии в автономном транспортном средстве, т.е. без внешних источников питания.

Электрический рекордсмен

Тем не менее, опытные автомобили имели значительные достижения, например, уже в апреле 1989 года автомобиль с электродвигателем стал первым в истории моторизации наземным транспортным средством, достигшим скорости более 100 км/ч, а вскоре после этого еще одна машина с электроприводом установила трудно побитый в то время рекорд скорости, составивший 105,88 км/ч. К сожалению, характеристики электромобилей, выпускавшихся серийно на рубеже веков, были намного хуже.Многие из них не могли ехать быстрее 30 км/ч. что не могло конкурировать со все более быстрыми автомобилями с двигателями внутреннего сгорания и привело к отказу от работ по электроприводу на многие десятилетия.

Смотрите также: Как поставить на учет винтажный автомобиль, купленный за границей?

В то время двигатель внутреннего сгорания развивался чрезвычайно быстро. В 1860 году был создан двигатель внутреннего сгорания, в котором сгорание топливно-воздушной смеси происходило попеременно с обеих сторон поршня.В этом двигателе используется первая в истории автомобилестроения примитивная система синхронизации, обеспечивающая подачу газообразного топлива в цилиндр в нужное время с соответствующей стороны поршня. Вскоре после этого, в 1862 году, французский инженер Альфонс Бо де Роша сконструировал первый в истории автомобилестроения четырехтактный двигатель внутреннего сгорания. Этот двигатель, однако, так и не был построен, хотя его конструктивные решения были с большим успехом использованы немецким конструктором-изобретателем Николаусом Отто в его газовой машине с искровым зажиганием.

Это был прототип современного двигателя внутреннего сгорания, в котором, как и в современном двигателе, топливно-воздушная смесь засасывалась в цилиндр, затем сжималась и воспламенялась в нужный момент от электрической искры. Двигатель, работающий на основе этого принципа, применил в своем своеобразном автомобиле в 1875 году венский слесарь Зигфрид Маркус. Сконструированное им транспортное средство можно считать первым автомобилем с двигателем внутреннего сгорания в истории автомобилестроения. Он развивал скорость всего в несколько километров в час, а производимый им шум в сочетании с неприятным запахом выхлопных газов заставил полицию запретить строителю передвигаться по городу.

Если вы хотите узнать больше, загляните »

Код водителя. Изменения в 2022 году. Мандаты. Штрафные очки. Дорожные знаки

подробное описание, чертежи. Как сделать паровую машину

Интерес к пару как доступному источнику энергии возник вместе с первыми научными знаниями древних. На протяжении трех тысячелетий люди пытались использовать эту энергию. Каковы основные шаги на этом пути? Чьи размышления и проекты научили человечество извлекать из этого максимальную пользу?

Требования к внешнему виду паровых машин

Потребность в механизмах, облегчающих трудоемкие процессы, существовала всегда.До середины 18 века для этой цели использовались ветряные мельницы и водяные колеса. Возможность использования энергии ветра напрямую зависит от капризов погоды. Чтобы иметь возможность пользоваться водяными колесами, заводы приходилось строить по берегам рек, что не всегда удобно и целесообразно. И эффективность того и другого была крайне низкой. В принципе нужен был новый двигатель, прост в управлении и лишен этих недостатков.

История изобретения и усовершенствования паровых машин

Создание паровой машины — результат долгих размышлений, успехов и неудач многих ученых.

Начало дороги

Первые разовые проекты были просто интересными лакомыми кусочками. Например, Архимед сконструировал паровую пушку, Герон Александрийский использовал энергию пара, чтобы открывать двери древних храмов. А исследователи находят в своих работах заметки о практическом использовании энергии пара для приведения в действие других механизмов Леонардо да Винчи.

Рассмотрим самые важные проекты по этой теме.

В 16 веке арабский инженер Таг ад-Дин разработал конструкцию примитивной паровой турбины.Однако практического применения он не нашел из-за сильного рассеивания потока пара, подаваемого на рабочие лопатки турбины.

Свиток средневековой Франции. Физик и талантливый изобретатель Дени Папен после многих неудачных проектов довольствуется следующей конструкцией: вертикальный цилиндр заполнен водой, над которым установлен поршень.

Цилиндр нагревался, вода кипела и испарялась. Расширяющийся пар поднял поршень. Он закреплялся на верхней точке подъема, и цилиндр должен был охлаждаться, а пар конденсироваться.После конденсации пара в цилиндре создавался вакуум. Высвобожденный из приспособления поршень под действием атмосферного давления выбрасывался в вакуум. Именно это падение поршня должно было служить рабочим ходом.

Таким образом, полезный ход поршня был обусловлен образованием вакуума в результате конденсации пара и внешнего (атмосферного) давления.

Поэтому паровая машина Papena , как и большинство последующих проектов, получила название пароатмосферных машин.

У этой конструкции был очень существенный недостаток - не обеспечивалась повторяемость цикла. Денису приходит в голову идея получать пар не в цилиндре, а отдельно в паровом котле.

Дени Папен вошел в историю паровых машин как изобретатель очень важной детали - парового котла.

А так как они стали получать пар вне цилиндра, то и сам двигатель перешел в разряд двигателей внутреннего сгорания. Но из-за отсутствия распределительного механизма, обеспечивающего бесперебойную работу, эти конструкции практически не нашли практического применения.

Новая веха в развитии паровых двигателей

Около 50 лет используется для перекачки воды в угольных шахтах Паровой насос Томаса Ньюкомена. Во многом повторял предыдущие конструкции, но включал в себя очень важные нововведения — патрубок для выпуска сконденсированного пара и предохранительный клапан для выпуска избыточного пара.

Существенным его недостатком было то, что цилиндр нужно было нагревать перед впрыском пара, а затем охлаждать перед конденсацией.Но спрос на такие двигатели был настолько велик, что, несмотря на их очевидную неэффективность, последние образцы этих машин прослужили до 1930 года.

W 1765 Английский механик Джеймс Уатт, взявшись за усовершенствование машины Ньюкомена, отделил конденсатор от парового цилиндра.

Теперь можно непрерывно нагревать цилиндр. Производительность машины сразу возросла. В последующие годы Уатт значительно усовершенствовал свою модель, оснастив ее устройством для подачи пара то с одной, то с другой стороны.

Стало возможным использовать эту машину не только как насос, но и для привода различных станков. Уатт получил патент на свое изобретение — паровую машину непрерывного действия. Начинается серийное производство этих машин.

В начале 19 века в Англии работали паровые машины мощностью более 320 ватт. Их стали закупать и другие европейские страны. Это способствовало значительному увеличению промышленного производства во многих отраслях как в самой Англии, так и в соседних странах.

Двадцатью годами раньше Уатта в России над проектом паровой машины работал алтайский механик Иван Иванович Ползунов.

Руководители фабрики попросили его построить агрегат для привода воздуходувки плавильной печи.

Построенная им машина была двухцилиндровой и обеспечивала непрерывную работу подключенного устройства.

После успешной эксплуатации более полутора месяцев котел начал течь. К этому времени сам Ползунов был уже мертв.Они не починили машину. И забыли о чудесном творении одинокого русского изобретателя.

Из-за отсталости России в то время мир узнал об изобретении Ползунова И.И. с большим опозданием….

Таким образом, для привода паровой машины необходимо, чтобы пар, вырабатываемый паровым котлом, давил на поршень или лопатки турбины по мере его расширения. А затем их движение было переложено на другие механические части.

Использование паровозов на транспорте

Несмотря на то, что КПД тогдашних паровых машин не превышал 5%, в конце 18 века их начали активно использовать в сельском хозяйстве и на транспорте:

автомобиль с паровым двигателем появляется во Франции;
в США пароход начинает курсировать между городами Филадельфия и Берлингтон;
в Англии был продемонстрирован паровоз;
Попытки построить самолет с паровым двигателем предпринимались неоднократно, но, к сожалению, малая мощность этих агрегатов в сочетании с большой массой самолета приводила к тому, что эти попытки были безуспешными.

В конце 19 века паровые машины, сыгравшие свою роль в техническом прогрессе общества, уступают место электродвигателям.

Паровые приборы в 21 веке

С появлением новых источников энергии в 20-м и 21-м веках вновь возникает потребность в использовании энергии пара. Паровые турбины становятся неотъемлемой частью атомных электростанций. Пар, который приводит их в действие, получают из ядерного топлива.

Эти турбины также широко используются в конденсационных электростанциях.

Во многих странах проводятся эксперименты по получению пара из солнечной энергии.

Не были забыты и паровые поршневые машины. В горах в качестве паровоза до сих пор используются паровозы.

Эти надежные работники безопасны и дешевле.Им не нужны линии электропередач, а топливо – дрова и дешевый уголь всегда под рукой.

Современные технологии позволяют улавливать до 95% выбросов в атмосферу и повышать КПД до 21%, поэтому люди решили пока с ними не расставаться и работают над паровозами нового поколения.

Если вы найдете это сообщение полезным, рад вас видеть.

Возможности использования энергии пара были известны еще в начале нашей эры. Это подтверждает прибор под названием эолипил Герона, созданный древнегреческим механиком Героном Александрийским.К древнему изобретению можно отнести паровую турбину, шар которой вращался под действием паровых струй.

В 17 веке появилась возможность приспособить пар для привода двигателей. Таким изобретением долго не пользовались, но оно внесло значительный вклад в развитие человечества. Более того, история изобретения паровых машин очень увлекательна.

Термин

Паровая машина состоит из тепловой машины внешнего сгорания, которая за счет энергии пара производит механическое движение поршня, который, в свою очередь, вращает вал.Мощность паровой машины обычно измеряется в ваттах.

История изобретения

История изобретения паровых машин связана со знаниями древнегреческой цивилизации. Произведениями этой эпохи долгое время никто не пользовался. В 16 веке была предпринята попытка создать паровую турбину. Над этим в Египте работал турецкий физик и инженер Такиюддин аш-Шами.

Интерес к этой проблеме вернулся в 17 веке. В 1629 году Джованни Бранка предложил свой вариант паровой турбины.Однако изобретения потеряли много энергии. Дальнейшее развитие требовало соответствующих экономических условий, которые появятся позднее.

Дени Папен считается первым изобретателем паровой машины. Изобретение представляло собой цилиндр с поршнем, который поднимается под действием пара и опускается в результате его уплотнения. Такой же принцип действия имели приборы Севери и Ньюкомена (1705). Оборудование использовалось для откачки воды из шахтных выработок.

Устройство было окончательно усовершенствовано Уаттом в 1769 году.

Изобретения Дени Папена

Дени Папен был врачом по образованию. Родившись во Франции, он переехал в Англию в 1675 году. Он известен многими своими изобретениями. Одним из них является скороварка под названием «Котел Папены».

Он смог установить взаимосвязь между двумя явлениями, а именно температурой кипения жидкости (воды) и возникающим давлением. Благодаря этому он создал герметичный котел, в котором было повышено давление, из-за чего вода закипала позже обычного и повышалась температура обработки содержащихся в ней продуктов.Таким образом, скорость приготовления увеличилась.

В 1674 году изобретатель-медик создал пороховой двигатель. Его работа заключалась в том, что при воспламенении пороха поршень двигался в цилиндре. В цилиндре образовался слабый вакуум, и атмосферное давление вернуло поршень на место. Образовавшиеся компоненты газа выходили через вентиль, а остальные охлаждались.

К 1698 году Папену удалось создать судно по тому же принципу, работающее не на порохе, а на воде.Так была создана первая паровая машина. Несмотря на значительный прогресс, который мог быть достигнут этой идеей, она не принесла изобретателю существенной пользы. Это было связано с тем, что ранее другой механик, Северий, уже запатентовал паровой насос, а другого применения для таких агрегатов до сих пор не придумали.

Дени Папен умер в Лондоне в 1714 году. Несмотря на изобретение первой паровой машины, он покинул этот мир в нужде и одиночестве.

Изобретения Томаса Ньюкомена

Англичанин Ньюкомен оказался более успешным в плане дивидендов.Когда Папен создавал свою машину, Томасу было 35 лет. Он внимательно изучил работы Савери и Папена и смог понять недостатки обоих проектов. От них он взял все лучшие идеи.

В 1712 году в сотрудничестве с мастером по стеклу и водопроводу Джоном Калли он создал свою первую модель. Такова была история изобретения паровых двигателей.

Кратко созданную модель можно описать так:

Конструкция сочетала в себе вертикальный цилиндр и поршень, аналогичный Папену.
Пар создавался в отдельном котле, работавшем по принципу машины Савери.
Герметичность парового цилиндра достигается за счет кожи, обернутой вокруг поршня.

Установка Newcomen извлекала воду из шахт с использованием атмосферного давления. Машина отличалась солидными габаритами и требовала для работы большого количества угля. Несмотря на эти недостатки, модель Ньюкомена уже полвека используется в шахтах. Он даже разрешил вновь открыть шахты, заброшенные из-за затопления грунтовыми водами.

В 1722 году идея Ньюкомена доказала свою эффективность, откачав воду с корабля в Кронштадте всего за две недели. Система ветряных мельниц может сделать это за год.

Из-за того, что автомобиль базировался на ранних версиях, английский механик не смог получить на него патент. Конструкторы попытались применить изобретение к движению автомобиля, но безуспешно. На этом история изобретения паровых машин не закончилась.

Изобретение Ватта

Джеймс Ватт первым изобрел компактное, но мощное оборудование.Паровая машина была первой в своем роде. Механик из Университета Глазго начал ремонт парогенератора Ньюкомена в 1763 году. В результате ремонта придумал, как снизить расход топлива. Для этого необходимо было постоянно держать цилиндр в тепле. Однако паровая машина Уатта не могла быть готова, пока не была решена проблема конденсации.

Решение пришло, когда механик прошел мимо прачечной и заметил, что пар выходит из-под крышек котла.Он понял, что пар — это газ и должен двигаться в цилиндре с пониженным давлением.

Запечатав внутреннюю часть парового цилиндра пропитанной маслом пеньковой веревкой, Уатт смог снизить атмосферное давление. Это был большой шаг вперед.

В 1769 году механик получил патент, в котором говорилось, что температура двигателя в паровой машине всегда будет равна температуре пара. Однако дела незадачливого изобретателя пошли не так, как ожидалось.Он был вынужден заложить патент за долг.

В 1772 году он встретил Мэтью Болтона, богатого промышленника. Он купил и вернул свои патенты Ватту. Изобретатель вернулся к работе при поддержке Болтона. В 1773 году паровой двигатель Уатта был испытан, и было показано, что он использует значительно меньше углерода, чем его аналоги. Через год производство его автомобилей началось в Англии.

В 1781 году изобретателю удалось запатентовать свое очередное творение — паровую машину для приведения в действие промышленных станков.Со временем все эти технологии позволят двигать поезда и пароходы с помощью пара. Это полностью изменит человеческую жизнь.

Одним из людей, изменивших жизни многих людей, был Джеймс Уатт, чей паровой двигатель ускорил технологический прогресс.

Изобретение Ползуновой

Проект первой паровой машины, способной приводить в движение различные рабочие механизмы, был создан в 1763 году. Его разработал русский механик И. Ползунов, работавший на Алтайских горных комбинатах.

Начальник заводов ознакомился с проектом и получил одобрение на создание аппарата из Санкт-Петербурга. Паровоз Ползунова получил признание, а работу над его созданием поручили автору проекта. Последний хотел сначала собрать модель в миниатюре, чтобы выявить и устранить возможные дефекты, не видимые на бумаге. Однако ему было приказано начать строить большую и мощную машину.

Ползунову были предоставлены помощники, двое из которых имели склонность к механике, а двое должны были выполнять подсобные работы.Строительство паровой машины заняло один год и девять месяцев. Когда паровоз Ползунова был почти готов, он заболел чахоткой. Создатель умер за несколько дней до первых испытаний.

Все действия в машине были автоматическими, она могла работать непрерывно. Это было доказано в 1766 году, когда студенты Ползунова сдавали выпускные экзамены. Через месяц оборудование было запущено.

Машина не только окупила потраченные деньги, но и принесла владельцам прибыль.Осенью котел начал течь и работа остановилась. Аппарат можно было отремонтировать, но заводских менеджеров это не интересовало. Автомобиль был заброшен и спустя десятилетие разобран за ненадобностью.

Принцип работы

Для работы всей системы требуется паровой котел. Образующийся пар расширяется и давит на поршень, заставляя механические части двигаться.

Принцип работы лучше всего виден на картинке ниже.

Если не красить детали, работа паровой машины заключается в преобразовании энергии пара в механическое движение поршня.

КПД

КПД паровой машины представляет собой отношение полезной механической работы к количеству теплоты, израсходованной в топливе. В расчете не учитывается энергия, которая выделяется в окружающую среду в виде тепла.

КПД паровой машины измеряется в процентах. Практический выход составит 1-8%. При наличии конденсатора и расширении проточного тракта скорость может возрасти до 25%.

Преимущества

Основное преимущество парового оборудования заключается в том, что котел может использовать в качестве топлива любой источник тепла, как уголь, так и уран.Это существенно отличает его от двигателя. внутреннего сгорания... В зависимости от вида последнего требуется определенный вид топлива.

История изобретения паровых двигателей показала преимущества, заметные и сегодня, так как можно использовать ядерную энергию для изготовления парового аналога. Сам по себе ядерный реактор не может преобразовать свою энергию в механическую работу, но он способен генерировать большое количество тепла. Затем он используется для производства пара, который заставляет машину двигаться.Аналогичным образом можно использовать солнечную энергию.

Паровозы хорошо работают на больших высотах. На их эффективность не влияет низкое атмосферное давление в горах. Паровозы до сих пор используются в горах Латинской Америки.

Новые версии сухопаровозов используются в Австрии и Швейцарии. Они показывают высокую эффективность благодаря множеству усовершенствований. Они не требуют технического обслуживания и используют в качестве топлива легкие нефтяные фракции.По экономическим показателям они сопоставимы с современными электровозами. При этом паровозы значительно легче своих дизельных и электрических собратьев. Это большое преимущество в гористой местности.

неудобство

Недостатками в основном является низкая эффективность. К этому следует добавить массивность конструкции и низкую скорость. Особенно это стало заметно после появления двигателя внутреннего сгорания.

Заявка

Кто изобрел паровую машину уже известно.Осталось выяснить, где они применялись. До середины 20 века в промышленности использовались паровые машины. Они также использовались для железнодорожного и парового транспорта.

Заводы с паровыми двигателями:

сахар; 90 105 90 104 спичечных коробков; 90 105
бумажные фабрики; 90 105
текстиль; 90 105 90 104 пищевые предприятия (в отдельных случаях).

Паровые турбины также являются частью этого оборудования. С их помощью до сих пор работают электрогенераторы.Около 80% электроэнергии в мире вырабатывается с помощью паровых турбин.

В свое время были созданы различные виды транспорта, приводимого в движение паровой машиной. Некоторые не прижились из-за нерешенных проблем, а другие продолжают работать и по сей день.

Паровой транспорт:

автомобиль; 90 105
трактор; 90 105
Экскаватор; 90 105 90 104 самолет; 90 105 90 104 локомотив; 90 105 90 104 сосуд; 90 105 90 104 трактор.

Это история изобретения паровых двигателей.Мы можем кратко рассмотреть наглядный пример гоночного автомобиля Serpoll, созданного в 1902 году. Установите мировой рекорд скорости 120 километров в час на суше. Поэтому паровые автомобили конкурировали с электрическими и бензиновыми аналогами.

Так, в США в 1900 г. выпускались в основном паровые машины. Они встречались на дорогах вплоть до 1930-х годов.

Большинство этих транспортных средств стали непопулярными с появлением двигателя внутреннего сгорания, КПД которого намного выше.Такие автомобили были более экономичными, и в то же время легкими и быстрыми.

Стимпанк как тренд эпохи паровых машин

Говоря о паровых машинах хотелось бы отметить популярное направление - стимпанк. Термин состоит из двух английских слов — «пара» и «протест». Стимпанк — это разновидность научной фантастики, повествующая о второй половине 19 века в викторианской Англии. Этот период в истории часто называют Эпохой пара.

Все произведения имеют одну характерную черту - они рассказывают о жизни второй половины 19 века, а стиль повествования отсылает к роману Х.Г. Уэллс "Машина времени". Сюжеты описывают городские пейзажи, общественные здания, технику. Особое место занимают дирижабли, старинные автомобили, причудливые изобретения. Все металлические детали скреплялись заклепками, так как сварка еще не применялась.

Термин «стимпанк» был придуман в 1987 году. Его популярность связана с появлением дифференциального двигателя. Он был написан в 1990 году Уильямом Гибсоном и Брюсом Стерлингом.

В начале 21 века в этом направлении вышло несколько известных фильмов:

«Машина времени»;
Лига выдающихся джентльменов; 90 105
"Ван Хельсинг".

Предшественниками стимпанка являются произведения Жюля Верна и Григория Адамова. Интерес к этой сфере время от времени проявляется во всех сферах жизни – от кинематографа до повседневной одежды.

Начал свою экспансию в начале 19 века. И уже в это время строились не только крупные агрегаты промышленного, но и декоративного назначения. Большинство их торговцев были богатыми дворянами, которые хотели развлечь себя и своих детей. После того, как паровые двигатели стали частью общества, декоративные двигатели стали использоваться в университетах и школах в качестве учебных моделей.

Современные паровые машины

В начале 20 века значение паровых машин стало снижаться. Одной из немногих компаний, продолживших выпуск декоративных мини-двигателей, стала британская компания Mamod, которая до сих пор позволяет приобрести образец такой техники. А вот стоимость таких паровозов запросто может перевалить за двести фунтов, что не так уж и мало для мелочи на несколько ночей. Тем более, что для тех, кто любит собирать всевозможные механизмы самостоятельно, гораздо интереснее создать простую паровую машину своими руками.

Это очень просто. Огонь греет водогрейный котел. Под воздействием температуры вода превращается в пар, который толкает поршень. Пока в резервуаре есть вода, маховик, соединенный с поршнем, будет продолжать вращаться. Это стандартная конструкция паровой машины. Но можно собрать модель совсем с другой комплектацией.

Что ж, давайте перейдем от теоретической части к более интересным вещам. Если вы заинтересованы в том, чтобы сделать что-то своими руками и удивляетесь таким экзотическим автомобилям, то эта статья для вас, в которой мы с удовольствием расскажем вам разные способы, как собрать паровую машину своими руками.При этом сам процесс создания механизма доставляет не меньше удовольствия, чем его активация.

Способ 1: Мини-паровозик своими руками

Итак, приступим. Соберем простейшую паровую машину своими руками. Чертежи, сложные инструменты и специальные знания не требуются.

Для начала каждый глоток берем из-под него. Отрежьте от него нижнюю треть. Так как это приведет к острым краям, вам нужно загнуть их внутрь с помощью плоскогубцев. Делаем это аккуратно, чтобы не порезаться.Поскольку большинство алюминиевых банок имеют вогнутое дно, они должны быть ровными. Достаточно сильно прижать его пальцем к какой-нибудь твердой поверхности.

На расстоянии 1,5 см от верхнего края получившегося «стакана» необходимо сделать два отверстия, обращенные друг к другу. Целесообразно использовать для этого пробойник, так как необходимо, чтобы они имели диаметр не менее 3 мм. На дно банки поставьте декоративную свечу. Теперь берем обычную столовую фольгу, мнем ее, а затем заворачиваем нашу мини-горелку со всех сторон.

Мини-форсунки

Затем нужно взять кусок медной трубы длиной 15-20 см. Важно, чтобы она была полой, так как это будет наш основной механизм для приведения конструкции в движение. Центр трубки оборачивается вокруг карандаша 2 или 3 раза, чтобы получилась небольшая спираль.

Теперь вам нужно расположить этот кусок так, чтобы изогнутое место было прямо над фитилем свечи. Для этого придайте трубке форму буквы «М». При этом выводим участки, которые уходят вниз через проделанные в банке отверстия.Таким образом, медная трубка жестко закрепляется над фитилем, а ее края являются своеобразными насадками. Чтобы конструкция вращалась, необходимо противоположные концы «М-куски» загнуть на 90 градусов в разные стороны. Конструкция паровой машины готова.

Запуск двигателя

Баночка помещается в емкость с водой. При этом обязательно, чтобы края трубки находились под ее поверхностью. Если насадки недостаточно длинные, на дно банки можно добавить небольшой груз.Однако будьте осторожны, чтобы не утопить весь двигатель.

Теперь нужно наполнить трубку водой. Для этого можно опустить один край в воду, а другим всасывать воздух как бы через трубочку. Опустите банку в воду. Зажигаем фитиль свечи. Через некоторое время вода в спирали превращается в пар, который под давлением будет вылетать из противоположных концов форсунок. Баночка начнет вращаться в контейнере достаточно быстро. Таким образом, мы получили паровую машину своими руками. Как видите, все просто.

Модель паровоза для взрослых

Теперь усложним задачу. Давайте построим более серьезную паровую машину своими руками. Сначала нужно взять баллончик с краской. При этом убедитесь, что он абсолютно чистый. Вырежьте прямоугольник размером 15 х 5 см на стене в 2-3 см от дна, более длинная сторона параллельна дну банки. Отрежьте от металлической сетки кусок 12 х 24 см, отмерьте по 6 см с обоих концов большей стороны, согните эти отрезки под углом 90 градусов.Получаем небольшой «стол-платформу» площадью 12 х 12 см с ножками 6 см, а полученную конструкцию крепим на дно ящика.

Сделайте несколько отверстий по периметру крышки и расположите их полукругом по середине крышки. Желательно, чтобы отверстия были диаметром около 1 см, это необходимо для обеспечения достаточной вентиляции салона. Паровая машина не будет работать хорошо, если не будет достаточно воздуха, чтобы добраться до источника огня.

Основной элемент

Делаем спираль из медной трубки.Возьмите около 6 метров мягкой медной трубки диаметром 1/4 дюйма (0,64 см). От одного конца отмеряем 30 см, начиная с этой точки делаем пять витков спирали, каждый диаметром 12 см. Остаток трубы сгибаем в 15 колец диаметром 8 см, поэтому на другом конце должно остаться 20 см свободной трубы.

Оба провода проходят через вентиляционные отверстия в крышке банки. Если окажется, что длины прямого участка для этого недостаточно, можно загнуть один виток спирали. Уголь размещается на предварительно установленной платформе.В этом случае спираль должна располагаться как раз над этой площадкой. Уголь тщательно укладывается между витками. Теперь банку можно закрыть. В итоге мы получили топку, которая будет питать двигатель. Паровая машина своими руками почти готова. Я оставил немного.

Резервуар для воды

Теперь вам нужно достать еще одну банку с краской, но меньшего размера. В центре ее крышки просверливается отверстие диаметром 1 см, а сбоку банки еще два отверстия - одно почти на дне, другое - повыше, возле самой крышки.

Возьмите две ракушки с отверстием в центре диаметром медной трубки. В одну оболочку вставляют 25 см пластиковой трубки, а в другую 10 см, так, чтобы их край едва выступал из пробки. В нижнее отверстие небольшой банки вставляется кожура с длинной трубкой, а в верхнее отверстие - более короткая трубка. Поместите меньшую банку поверх большой банки с краской с отверстием внизу на противоположной стороне от вентиляционных отверстий большой банки.

Результат

В результате должна получиться следующая конструкция.В небольшую баночку наливается вода, которая через отверстие в дне стекает в медную трубку. Под спиралью зажигается огонь, нагревающий медную емкость. Горячий пар поднимается вверх по трубе.

Чтобы механизм был комплектным, необходимо прикрепить поршень и маховик к верхнему концу медной трубки. В результате тепловая энергия сгорания будет преобразована в механические силы вращения колеса. Существует огромное количество различных схем создания такого двигателя внешнего внутреннего сгорания, но во всех них всегда задействованы две стихии – огонь и вода.

Помимо этого проекта можно собирать пар, но это материал для совершенно отдельной статьи.

Статья опубликована 19.05.2014, 5:36 Последний раз редактировалось 19.05.2014, 5:58.

В этой статье подробно рассказывается об истории развития паровых двигателей. Там же самые известные решения и изобретения 1672-1891 годов.

Первые изменения.

Во-первых, еще в XVII веке пар стал считаться движущей силой, с ним производились всевозможные опыты, и только в 1643 г.Мощное действие давления пара было открыто евангелистом Торричелли. Кристиан Гюйгенс 47 лет спустя сконструировал первую энергетическую машину, приводившуюся в действие взрывом пороха в цилиндре. Это был первый прототип двигателя внутреннего сгорания. Водозабор аббата Отфея основан на аналогичном принципе. Вскоре Дени Папен решил заменить силу дутья на более слабую силу пара. В 1690 году он построил первую паровую машину , также известную как паровой котел.

Он состоял из поршня, который с помощью кипящей воды перемещался в цилиндре вверх и в результате последующего остывания снова опускался - так создавалась сила.Весь процесс был таков: под цилиндр помещалась печь, которая одновременно выполняла функции котла; с поршнем в верхнем положении топка была убрана для облегчения охлаждения.

Позднее два англичанина, Томас Ньюкомен и Коули — один кузнец, другой стекольщик — усовершенствовали систему, отделив котел от цилиндра и добавив бак для холодной воды. Эта система управлялась клапанами или кранами, один для пара и один для воды, которые открывались и закрывались последовательно.Англичанин Бейтон тогда переделал управление клапаном на истинно-тактное.

Применение паровых машин на практике.

Машина Ньюкомена быстро приобрела мировую известность и, в частности, была усовершенствована системой двойного действия, разработанной Джеймсом Уаттом в 1765 году. Но уже паровая машина оказалась достаточно полной для использования в транспортных средствах, хотя из-за своих размеров лучше подходила для стационарных установок.Уатт предложил свои изобретения промышленности; он также строил машины для текстильных фабрик.

Первый паровой двигатель, который можно было использовать в качестве транспортного средства, изобрел француз Николя Жозеф Куньо, инженер и военный стратег-любитель. В 1763 или 1765 году он создал автомобиль, который мог перевозить четырех пассажиров со средней скоростью 3,5 и максимальной скоростью 9,5 км/ч. За первой попыткой последовала вторая — автомобиль для перевозки оружия. Конечно, он был испытан военными, но из-за невозможности длительной эксплуатации (непрерывный цикл новой машины не превышал 15 минут) изобретатель не получил поддержки властей и финансистов.Тем временем в Англии паровая машина совершенствовалась. После нескольких неудачных попыток, основанных на Ватте Мура, Уильяма Мердока и Уильяма Саймингтона, рельсовое транспортное средство Ричарда Трэвисика было создано для Уэльской угольной шахты. Активный изобретатель появился на свет: из подземных рудников он поднялся на землю и в 1802 году подарил человечеству могучий автомобиль, развивающий скорость 15 км/ч на ровной местности и 6 км/ч на холме.
Предварительный просмотр - нажмите, чтобы увеличить.
Транспортные средства с паровым двигателем все чаще использовались в Соединенных Штатах: Натан Рид в 1790 году удивил жителей Филадельфии своим паровым автомобилем модели . ... Еще большую известность, однако, приобрел его соотечественник Оливер Эванс, который четырнадцатью годами позже изобрел амфибию. После наполеоновских войн, во время которых никаких «автомобильных опытов» не проводилось, заново начались работы по изобретению и совершенствованию паровой машины ... В 1821 году ее можно было считать совершенной и достаточно надежной. С тех пор каждый шаг вперед в области паровых транспортных средств внес решающий вклад в развитие автомобиля будущего.

В 1825 году сэр Голдсворт Гарни организовал первую пассажирскую линию на 171-километровом участке Лондон-Бат. Он использовал карету с паровым двигателем, запатентованную им самим. Это было началом эры скоростных дорожных экипажей, которые, однако, исчезли в Англии, но получили широкое распространение в Италии и Франции. Наибольшего развития такие машины достигли с появлением в 1873 году Amede Balle Reverance, массой 4500 кг, и Mansel — более компактной, массой чуть более 2500 кг и развивавшей скорость 35 км/ч.Оба были предшественниками технологии производства, которая стала характерной чертой первых «настоящих» автомобилей. Несмотря на огромную скорость , КПД паровой машины был очень мал. Болле был тем, кто запатентовал первую эффективную систему рулевого управления и расположил органы управления и управления так удачно, что мы до сих пор можем видеть их на приборной панели.
Предварительный просмотр - нажмите, чтобы увеличить.
Несмотря на огромный прогресс, достигнутый в области двигателей внутреннего сгорания, сила пара по-прежнему заставляла машину работать более равномерно и плавно и поэтому имела много сторонников.Подобно Bolle, который построил другие легкие автомобили, такие как Rapide в 1881 году со скоростью 60 км/ч, Nouvelle в 1873 году, имевший переднюю ось с независимой подвеской колес, Leon Chevrolet выпустил несколько автомобилей в период с 1887 по 1907 год. легкий и компактный парогенератор, запатентованный им в 1889 году. Компания Де Дион-Бутон, основанная в Париже в 1883 году, первые десять лет своего существования выпускала автомобили с паровыми двигателями и добилась значительных успехов — ее автомобили выиграли гонку Париж-Руан в 1894 году.
Предварительный просмотр - нажмите, чтобы увеличить.
Однако успех Panhard et Levassor в использовании бензина побудил Де Диона также переключиться на двигатели внутреннего сгорания. Когда братья Болле переняли бизнес своего отца, они сделали то же самое. Затем Chevrolet перестроил свое производство. Паровые машины исчезали с горизонта все быстрее и быстрее, хотя в США они использовались еще до 1930 года. В этот момент прекратилось производство и изобретение паровых машин

Я пропущу осмотр музейной экспозиции и пойду сразу в машинное отделение.Кому интересно, может найти полную версию записи в моем ЖЖ. Машинное отделение находится в этом здании:

29. Пройдя внутрь, я был в восторге от восторга - в зале стоял самый красивый паровоз, который я когда-либо видел. Это был настоящий стимпанк-храм — святое место для всех любителей эстетики эпохи пара. Я был поражен увиденным и понял, что не зря зашел в этот город и посетил этот музей.

30. Помимо огромного паровоза, который является главным музейным объектом, здесь были представлены и различные образцы паровых машин меньшего размера, а история паровой техники рассказывалась на многочисленных информационных стендах. На этом фото показан полностью работающий паровой двигатель мощностью 12 л.с.

31. Ручная шкала. Автомобиль был построен в 1920 году.

32. Рядом с основным экспонатом музея выставлен компрессор 1940 года.

33.Этот компрессор использовался в прошлом в железнодорожных мастерских на станции Вердау.

34. А теперь поближе познакомимся с центральным экспонатом музейной экспозиции - 600-сильной паровой машиной 1899 года выпуска, о которой пойдет речь во второй половине этого поста.

35. Паровоз – символ промышленной революции, происходившей в Европе на рубеже 18 и 19 веков. Хотя первые образцы паровых машин были созданы разными изобретателями в начале 18 века, все они были непригодны для промышленного использования из-за ряда недостатков.Массовое использование паровых машин в промышленности стало возможным только после того, как шотландский изобретатель Джеймс Уатт усовершенствовал механизм паровой машины, сделав ее простой в обращении, безопасной и в пять раз более мощной, чем предыдущие модели.

36. Джеймс Уатт запатентовал свое изобретение в 1775 году, и к 1880-м годам его паровые двигатели начали проникать на фабрики, став катализатором промышленной революции. Это произошло главным образом потому, что Джеймсу Уатту удалось создать механизм, преобразующий поступательное движение паровой машины во вращательное.Все существовавшие ранее паровые машины могли производить только поступательные движения и использоваться только как насосы. А изобретение Уатта уже могло вращать мельничное колесо или привод заводских машин.

37. В 1800 году Уатт и его партнер Болтон произвели 496 паровых двигателей, из которых только 164 использовались в качестве насосов. А уже в 1810 году в Англии их было 5000 человек. паровозов, а в следующие 15 лет это число утроилось. В 1790 году между Филадельфией и Берлингтоном в США курсировал первый пароход, перевозивший до тридцати пассажиров, а в 1804 г.Ричард Тревинтик построил первый действующий паровоз. Началась эпоха паровозов, которая длилась весь девятнадцатый век, а железной дороги и первую половину двадцатого века.

38. Это была краткая историческая справка, теперь вернемся к основному объекту музейной экспозиции. Показанная на фотографиях паровая машина была произведена Zwikauer Maschinenfabrik AG в 1899 году и установлена в машинном отделении прядильной фабрики "C.F.Schmelzer und Sohn". Паровая машина предназначалась для привода прядильных машин и выполняла эту функцию до 1941 года.

39. Элегантная табличка. В то время промышленная техника производилась с большим вниманием к эстетическому виду и стилю, была важна не только функциональность, но и красота, которая отражалась в каждой детали этой машины. В начале 20 века некрасивую технику никто не покупал.

40. Прядильная фабрика "C.F.Schmelzer und Sohn" была основана в 1820 году на месте современного музея. Уже в 1841 году на заводе была установлена первая паровая машина мощностью 8 л.с.для прядильного привода, который был заменен в 1899 году новым, более мощным и современным.

41. Фабрика работала до 1941 года, затем производство было остановлено в связи с началом войны. Все сорок два года машина служила по назначению приводом для прядильных машин, а после окончания войны в 1945-1951 годах служила резервным источником электроэнергии, после чего была окончательно списана с баланса предприятия. простыня.

42.Как и у многих ее братьев, машина была бы подрезана, если бы не одно обстоятельство. Эта машина была первой немецкой паровой машиной, которая собирала пар в трубы из удаленной котельной. Кроме того, у него была система регулировки оси PROELL. Благодаря этим факторам автомобиль в 1959 году получил статус исторического памятника и стал музеем. К сожалению, в 1992 году все заводские корпуса и котельная были снесены. Это машинное отделение — единственный остаток бывшей прядильной фабрики.

43. Волшебная эстетика эпохи пара!

44.Паспортная табличка на корпусе системы регулировки оси PROELL. Система регулировала отсечку - количество пара, которое пускалось в цилиндр. Больше отсечки означает большую экономичность, но меньшую мощность.

45. Приборы.

46. По конструкции этот вагон представляет собой паровую машину многократного расширения (или, как ее еще называют, комбинированную машину). В машинах этого типа пар расширяется последовательно в несколько цилиндров увеличивающегося объема, переходя от цилиндра к цилиндру, что значительно увеличивает КПД двигателя.Эта машина имеет три цилиндра: цилиндр находится в центре рамы высокого давления - в него подавался свежий пар из котельной, затем после цикла расширения пар поступал в цилиндр среднего давления, который расположен справа цилиндра высокого давления.

47. После окончания работ пар из цилиндра среднего давления перекачивался в цилиндр низкого давления, как показано на этом фото, а затем выводился через отдельную трубу после окончательного расширения.Таким образом достигается наиболее полное использование энергии пара.

48. Стационарная мощность данного агрегата составляла 400-450 л.с., максимальная 600 л.с.

49. Ключ для ремонта и обслуживания машин внушительных размеров. Под ним находятся канаты, с помощью которых вращательное движение передавалось от маховика машины к шестерне, соединенной с блеснами.

50. Безупречная эстетика Belle Époque в любом образе.

51.На этом фото вы можете увидеть структуру машины в деталях. Расширяющийся в цилиндре пар передавал энергию поршню, который в свою очередь совершал поступательное движение, передавая его кривошипно-кривошипному механизму, где он превращался во вращательное и передавался на маховик, а затем на трансмиссию.

52. В прошлом к паровой машине был подключен электрический генератор, который также находится в отличном первоначальном состоянии.

53.Раньше на этом месте стоял генератор.

54. Механизм передачи крутящего момента от маховика к генератору.

55. Теперь вместо генератора установлен электродвигатель, с помощью которого несколько дней в году для развлечения публики приводится в движение паровая машина. Ежегодно в музее проходят «Дни пара» — мероприятие, объединяющее любителей и моделистов паровых двигателей. Паровой двигатель также находится в движении в наши дни.

56. Оригинальный генератор постоянного тока теперь стоит в стороне. В прошлом он использовался для выработки электроэнергии для заводского освещения.

57. Произведено Elektrotechnische & Maschinenfabrik Ernst Walther в Вердау в 1899 году, согласно паспортной табличке, но оригинальная табличка 1901.

одно мешало мне насладиться эстетикой этого места наедине с машиной.Кроме того, отсутствие людей способствовало получению хороших фотографий.

59. Теперь несколько слов о трансмиссии. Как видно на этом фото, поверхность маховика имеет 12 канатных канавок, через которые вращательное движение маховика передается на элементы трансмиссии.

60. Редуктор, состоящий из колес разного диаметра, соединенных валами, распределял вращательное движение на несколько этажей фабричного корпуса, которые представляли собой прядильные машины, приводившиеся в действие за счет энергии, передаваемой шестерней от паровой машины.

61. Крупный план маховика с канавками для тросов.

62. Хорошо видны детали редуктора, с помощью которых крутящий момент передавался на вал, проходящий под землей и передававший вращательное движение в здание завода, примыкающее к машинному отделению, где располагались машины.

63. К сожалению, заводское здание не сохранилось и теперь за дверью, которая вела в соседнее здание, осталось только пустое место.

64. Отдельно стоит обратить внимание на панель управления электрооборудованием, которая сама по себе является произведением искусства.

65. Мраморная доска в красивой деревянной раме с расположенными на ней рядами рычагов и предохранителей, роскошный фонарь, стильная бытовая техника - Belle Époque во всей красе.

66. Впечатляют два огромных предохранителя между фонарем и приборами.

67. Предохранители, рычаги, органы управления - все оборудование эстетично.Как видите, при создании этого щита внешний вид не имел никакого значения.

68. Под каждым рычагом и предохранителем есть "кнопка" с надписью включения/выключения рычага.

69. Великолепие техники Belle Epoque.

70. В завершение рассказа вернемся к машине и насладимся восхитительной гармонией и эстетикой ее частей.

71. Клапаны регулирующие для отдельных узлов машины.

72.Капельницы предназначены для смазывания движущихся частей и узлов машины.

73. Это устройство называется пресс-масленкой. Подвижная часть машины приводит в движение винты, приводящие в движение поршень масленки, который нагнетает масло на трущиеся поверхности. Когда плунжер находится в тупике, рукоятка убирается, поворачивая ее, и цикл повторяется.

74. Как красиво! Блаженство!

75. Машинные цилиндры с впускными клапанными колонками.

76. Еще масленки.

77. Эстетика классического стимпанка.

78. Распредвал машины регулирует подачу пара в цилиндры.

79.

80.

81. Все очень красиво! Во время посещения этого машзала я получил огромный заряд вдохновения и радостных эмоций.

82. Если судьба вдруг занесет вас в регион Цвиккау, обязательно посетите этот музей, не пожалеете.Сайт музея и координаты: 50°43"58"N 12°22"25"E

.
Все о паровозе. Современный паровой двигатель. Список русской литературы

Изобретение паровых машин стало поворотным пунктом в истории человечества. Где-то на рубеже 17-18 веков началась замена малоэффективного ручного труда, водяных колес и совершенно новыми и уникальными механизмами - паровыми машинами. Благодаря им стала возможной техническая и промышленная революция, и весь прогресс человечества.

Но кто изобрел паровую машину? Для кого человечество? И когда это было? На все эти вопросы и попробуй найти ответы.

Еще до нашей эры

История создания паровой машины начинается с первых веков до нашей эры. Герон Александриан описал механизм, который начал работать только тогда, когда над ним работала пара. Устройство представляло собой шар, на который становились насадки. Из тангенциальных сопел выходил пар, тем самым заставляя двигатель раскручиваться. Это было первое устройство, которое работало на пару.

Создатель паровой машины (точнее, турбины) - Таги-ад-Диноме (арабский философ, инженер и астроном).Его изобретение стало широко известно в Египте в 16 веке. Механизм был организован следующим образом: струи пара направлялись прямо на лопастной механизм, а при валиле дыма - лопасти вращались. Нечто подобное в 1629 году предложил итальянский инженер Джованни Бранка. Основным недостатком всех этих изобретений был также большой расход пара, который, в свою очередь, требовал огромных затрат энергии и был недостаточным. Разработка была приостановлена, потому что тогда научно-технических знаний человечества не хватало.При этом потребность в подобных изобретениях полностью отсутствовала.

Разработка

До XVII века создание паровой машины было невозможно. Но как только уровень развития человечества повысился, тут же появились первые копии и изобретения. Хотя в то время их никто не видел. Например, в 1663 году английский ученый опубликовал в печати эскиз своего изобретения, которое Реллан установил в замке. Его устройство служило для подъема воды на стены башен. Однако, как все новое и неизведанное, этот проект был принят без сомнений, и спонсоров для его дальнейших доработок не нашлось.

История создания паровой машины начинается с изобретения паратомосферной машины. В 1681 году ученый из Франции изобрел устройство, которое откачивало воду из шахт. Впервые в качестве движущей силы использовался порошок, который затем заменили водой. Именно поэтому появилась паратомосферная машина. Ученые из Англии Томас Ньюомен и Томас на Севере внесли свой вклад в его усовершенствование. Неоценимую помощь оказало и русское благополучие Ивана Ползунова.

Неудачная попытка Папана

Паратомосферная машина, далекая от совершенства, привлекла особое внимание в судостроительной сфере. Д. Папен свои последние сбережения потратил на покупку небольшого судна, на котором предпринял установку паровой машины с водой собственного производства. Механизм действия имел падение с высоты, вода начинала крутить колеса.

Изобретатель выпустил испытания в 1707 г. На реке Фульде. Много народу собралось посмотреть на чудо: корабль, идущий по реке без парусов, и свадьбу.Однако во время испытаний произошла катастрофа: взорвался двигатель и погибло несколько человек. Власти разозлились на горе-изобретателя и запретили ему все работы и проекты. Корабль был конфискован и уничтожен, а через несколько лет умер и сам Папен.

Ошибка

Пароварка Pappen имела следующий принцип работы. На дно цилиндра нужно было налить небольшое количество воды. Под самим цилиндром находилась жаровня, которая использовалась для нагрева жидкости. Когда вода закипела, образовавшийся пар, расширяясь, поднял плунжер.Воздух выталкивался из пространства над поршнем через специально оборудованный клапан. После того, как вода закипела и начал сыпаться пар, необходимо было снять спекание, закрыть вентиль для удаления воздуха и использовать прохладную воду для охлаждения стенки цилиндра. Благодаря таким действиям пар, находившийся в цилиндре, конденсировался, образовывался под поршнем, и за счет силы атмосферного давления поршень снова возвращался на прежнее место. Во время своего движения под уклон он проделал полезную работу.Однако характеристики паппена паровой машины были отрицательными. Паровая машина была очень расточительна. А самое главное, это было слишком сложно и неудобно. Поэтому папино изобретение с самого начала не имело будущего.

Последователи

Но история паровой машины не закончена. Тогда уже гораздо более успешным, чем Паппен, был английский ученый Томас Ньюомен. Он долго изучал работы своих предшественников, выявляя слабые стороны.И взяв его работу, он создал свой прибор в 1712 году. Новая паровая машина (на фото представлена) была сконструирована следующим образом: цилиндр использовался в вертикальном положении, также использовался поршень. Этот Ньюкуэн забрал папу с работы. Однако пар образовался в другом котле. Вся обшивка крепится вокруг поршня, что значительно увеличивает герметичность внутри парового цилиндра. Эта машина тоже была паратоморфной (розовая вода из шахты с атмосферным давлением). Основными недостатками изобретения были его музейность и неэкономичность: машина «съедала» огромное количество угля.Однако это принесло гораздо больше пользы, чем изобретение бумаги. Поэтому его использовали в подземельях и шахтах почти пятьдесят лет. Используется для откачки грунтовых вод, а также для сушки судов. Я пытался переоборудовать свою машину, чтобы ее можно было использовать для перевозки. Однако все его попытки не увенчались успехом.

Следующие ученые, объявившие себя Д. Халл из Англии. В 1736 году он представил миру свое изобретение: паровую атмосферную машину, движителем которой были колеса.Его разработка была более успешной, чем у папена. Она сразу выпустила несколько таких блюд. В основном они использовались для буксировки блуз, кораблей и другой утвари. Однако надежность шкурной машины не создавала доверия, и корабли оснащались парусом в качестве основного движителя.

И хотя Хулу повезло больше, чем папулу, его изобретения постепенно теряли свою актуальность и от них отказывались. Тем не менее, у паратомосферных машин того времени было много специфических недостатков.

История создания паровой машины в России

Очередной прорыв случился в Российской империи.В 1766 году на металлургическом заводе в Барнауле была создана первая паровая машина, которая питалась в плавильных печах со специальными дутыми шубами. Ивана Ивановича Ползунунова, которого за заслуги перед Родиной даже чиновником за заслуги перед Родиной дали. Изобретатель обнародовал своих боссов и планы по созданию «Огненной машины», способной активировать дующие колокола.

Однако судьба сыграла с подлой шуткой: через семь лет после принятия его конструкции, а собранный автомобиль развалился больным и умер от потребителей - всего за неделю до начала испытаний его двигателя.Однако его указаний оказалось достаточно, чтобы запустить двигатель.

Итак, 7 августа 1766 года Ползуновская паровая машина была введена в строй и доставлена под груз. Однако в ноябре того же года он рухнул. Причиной стали слишком тонкие стенки котла, которые не рассчитаны на нагрузку. Более того, изобретатель в своей инструкции написал, что котел можно использовать только во время испытаний. Производство нового котла будет легко окупаться, поскольку PDD измельчения паровой машины был положительным.За 1023 рабочих часа серебро составляет 14 фунтов!

Но, несмотря на это, механизм никто не ремонтировал. Паровой шлифовальный станок пылесосили более 15 лет, пока индустриальный мир не остановился и не развивался. А потом его разобрали на части. Видимо, к этому моменту Россия еще не доросла до паровых машин.

Требования времени

Между тем жизнь не стояла на месте. И человечество постоянно задавалось вопросом, как создать механизм, который не зависит от капризной природы, а управляет судьбой.От паруса все хотели поскорее отказаться. Поэтому вопрос о создании парового механизма постоянно витал в воздухе. В 1753 году в Париже был объявлен конкурс мастеров, ученых и изобретателей. Академия наук объявила награду тому, кто сможет создать механизм, способный обмениваться энергией ветра. Но при том, что в конкурсе такие умы, как Л.Эйлелер, Д.Бернулли, Кантон де Лакрауа и другие никого не везут.

Безумные годы. А промышленная революция охватила все новые и новые страны.Первенство и лидерство среди других держав неизменно доставались Англии. В конце 18 века именно Великобритания стала родоначальницей крупной промышленности, благодаря чему завоевала звание мирового монополиста в этой отрасли. Вопрос о механическом двигателе с каждым днем становился все более актуальным. И такой двигатель был создан.

Первая в мире паровая машина

1784 год стал поворотным моментом в промышленной революции для Англии и остального мира.А руководил им английский механик Джеймс Уатт. Созданный им паровой автомобиль стал самым громким открытием века.

Чертежи, устройство и принципы работы параатмосферных машин изучались в течение нескольких лет. И на основании всего этого он сделал вывод, что для работоспособности двигателя необходимо сочетание температуры воды в цилиндре и пара, поступающего в механизм. Основным недостатком паратомосферных машин была постоянная необходимость охлаждения цилиндра водой. Это было необходимо и неудобно.

Новая паровая машина устроена иначе. Так что топпер представлял собой специальную паровую рубашку. Таким образом, Ватал достиг постоянного нагретого состояния. Изобретатель создал специальный сосуд, погруженный в холодную воду (конденсатор). Цилиндр присоединился к нему вместо него. После того, как пар набрался в цилиндре, он падал через трубку в конденсатор и превращался в воду. Работая над усовершенствованием своей машины, Уатт создал вакуум в конденсаторе. Значит, в нем сгущаются все пары цилиндра.Благодаря этому новшеству значительно увеличился процесс расширения пара, что в свою очередь позволило ему извлекать гораздо больше энергии из того же количества пара. Это был венец успеха.

Создатель паровой машины также изменил принцип подачи воздуха. Теперь пар попал сначала в плунжер, тем самым приподнявшись, а затем сплотился над плунжером, опустив его. Таким образом, оба движения поршня в механизме стали рабочими, что было даже невозможно. А расход угля на лошадиную силу был в четыре раза меньше, чем, соответственно, в прущных машинах, которых добился Джеймс Уатт.Паровую машину очень быстро завоевала Великобритания, а затем и весь мир.

"Шарлотта Дандас"

После всемирно известного изобретения Джеймса Уатта началось широкое использование паровых двигателей. Так, в 1802 году в Англии появилось первое судно — бот Шарлотта Дандас. Его создателем считается Уильям Симингтон. Лодка использовалась в качестве буксировочной повозки на канале. Роль гребного винта на корабле выполняло гребное колесо, установленное на корме. Лодка успешно прошла испытание с первого раза: освоение двух огромных барж на 18 миль за шесть часов.В то же время его очень беспокоил встречный ветер. Но он справился.

И все же это было поставлено на шутку, потому что боялись, что из-за сильных волн, образовавшихся под гребными колесами, размываются берега канала. Кстати, человек, которого сегодня считают создателем первого парохода на испытаниях Шарлотты сегодня.

вокруг света

Английский кораблестроитель в молодости мечтал о корабле с паровым двигателем. И его мечта стала осуществимой. Ведь изобретение паровых машин дало новый толчок судостроению.Вместе с посыльным из Америки Р. Ливингстоном, взявшим на себя материальную сторону вопроса, Фултон взялся за проект корабля-парохода. Это был сложный энтузиазм, основанный на идее младшего движения. По бокам посуды вытянулись в ряд сантехники, имитируя массу удовольствия. При этом пассатижи постоянно мешали друг другу и ломались. Сегодня легко сказать, что такого же эффекта можно добиться только с тремя-четырьмя растениями. Но с позиций науки и техники того времени это было нереально.Поэтому верфям пришлось гораздо сложнее.

В 1803 году изобретение Фултона было представлено всему миру. Пароход медленно и плавно двигался по Сене, оберегая умы и воображение многих парижских ученых и деятелей. Однако правительство Наполеона отвергло проект, и надоедливые верфи были вынуждены искать счастья в Америке.

В августе 1807 года первый в мире пароход под названием «Клермон», в котором была задействована мощнейшая паровая машина (фото представлено), отправился в Гудзонов залив.Многие просто не верили в успех.

В первый рейс "Клермон" отправился без грузов и без пассажиров. Никто не хотел путешествовать по плотине. Но на обратном пути появился первый пассажир — местный фермер, заплативший за билет шесть долларов. Он стал первым пассажиром в истории пароходства. Фултон так утонул, что дал смельчаку пожизненный бесплатный проезд ко всем своим изобретениям.

Принцип паровой машины

Социализация

аннотация

1.Теоретическая работа

1.1 Временная цепь

1.2 Паровая машина

1.2.1 Паровой капот.

1.2.2 Паровые турбины.

1.3 Паровые машины.

1.3.1 Первые сосиски

1.3.2 Рождение двухколесного транспорта

1.4 Применение паровых машин

1.4.1 Преимущество паровых машин

1.4.2 Коэффициент полезного действия

Практическая часть

2.1 Конструкция механизма

2 .2 способа улучшить машину и ее производительность

2.3 вопрос

Приложение

Ссылки

Приложение

Паровой двигатель Полезная деятельность

Эта исследовательская работа состоит из 32 букв. Он включает теоретическую часть, практическую часть, приложение и заключение. В теоретической части вы узнаете о принципе действия паровых машин и механизмов, о своей истории и роли их применения в жизни. В практической части подробно рассказывается о процессе конструирования и испытания парового механизма в домашних условиях.Эта исследовательская работа может служить наглядным примером приложения труда и энергии.

Введение

Мир сабмиссивов для каждого уса природы, где машины приводятся в движение мышцами или силой водяных колес и ветряных мельниц - до создания паровой машины существовал мир технологий. В древности человек обратил внимание на то, что водяной пар, сливаясь в доставленный в огне сосуд, был способен сдвинуть препятствие (например, лист бумаги), оказавшееся на его пути.Это заставило человека задуматься о том, как использовать пар в качестве рабочего тела. В результате после долгих экспериментов появилась паровая машина. А представьте себе заводы с паровыми машинами, паровые машины и турбины, локомотивы и пароходы - весь сложный и могучий мир паровых инженеров, созданный человеком-автомобилем, был чуть ли не единственным Универсальным двигателем и сыграл огромную роль в развитии человечества. Исследование испарительной машины послужило дальнейшему развитию средств передвижения.В течение ста лет это был единственный промышленный двигатель, универсальность которого позволяла использовать его на предприятиях, железных дорогах и флотах. Изобретение паровой машины — огромный рывок, стоявший на рубеже двух эпох. И на век весь смысл этого изобретения еще острее.

Гипотеза:

Может быть, построить своими руками простейший механизм работал на пару.

Цель: Описать механизм, способный двигаться в паре.

Целевые исследования:

1.Посмотрите научную литературу.

2. Описать и построить простейший механизм, работающий на пару.

3. Рассмотрите возможность повышения производительности в будущем.

Эта исследовательская работа будет полезна на уроках физики для старшеклассников и тех, кто интересуется этой темой.

Паровая машина - тепловая поршневая машина, в которой потенциальная энергия водяного пара от парового котла преобразуется в механическую работу движения поршня поршня или вращения вала.

Пары являются одним из распространенных теплоносителей в тепловых системах с подогревом рабочего тела или газа, наряду с водой и термолатами. Водяные пары имеют ряд преимуществ, среди которых простота и гибкость применения, низкая токсичность, возможность подведения в технологический процесс значительного количества энергии. Его можно использовать в различных системах, предполагающих прямой контакт теплоносителя с различными элементами оборудования, эффективно способствуя снижению затрат на электроэнергию, сокращению выбросов, быстрой окупаемости.

Закон защиты энергии Фундаментальное право Эмпирически установленный характер, состоящий в том, что энергия изолированной (замкнутой) физической системы сохраняется во времени. Иными словами, энергия не может появиться из ничего, и она не может никуда исчезнуть, она может только переходить из одной формы в другую. С принципиальной точки зрения, согласно теореме Нейтера, закон сохранения энергии является следствием однородности времени и в этом смысле является универсальным, т. е. врожденным системами различной физической природы.

3000 лет до н.э. мне. - Первые дороги появились в Древнем Риме.

2000 лет назад. мне. - Колесо приобрело более известный вид. У него была втулка, пяльцы и сращивание спицами.

1700 г. до н.э. - Появились первые дороги, вымощенные деревянными брусьями.

312 до н.э. миль. - В Древнем Риме строятся первые дороги с каменным покрытием. Толщина каменной кладки достигала одного метра.

1405 - появилась первая тяжелая пружина экипажа.

1510 - Конная бригада приобрела кузов со стенками и крышей. Пассажиры имеют возможность защиты от непогоды во время путешествия.

1526 - Немецкий ученый и художник Альбрехт Дюрер разработал интересный проект "Slewire Wagon", поддерживаемый мускульной силой людей. Люди ходят сбоку от экипажа, специальные ручки повернуты. Это вращение с помощью червячного механизма передавалось на колеса экипажа. К сожалению, вагон не был изготовлен.

1600 - Саймон Стивин построил яхту на колесах, движущуюся под действием силы ветра.Он стал первым проектом компактного универсала.

1610 - Носители подверглись двум существенным улучшениям. Первые, ненадежные и слишком мягкие ремни, раскачивающие пассажиров в пути, заменили на стальные пружины. Во-вторых, была улучшена подвеска для верховой езды. Теперь лошадь вытащила телегу не за шею, а за грудь.

1649 - Первые испытания проводились с использованием предварительно скрученной пружины в качестве движущей силы. Каре с пружинным приводом, построенная Иоганном Хаухом в Нюрнберге.Впрочем, историков спрашивают, потому что есть версия, что вместо большой пружины внутри телеги находился человек, приводивший механизм в движение.

1680 - в крупных городах появились первые образцы райдера общественного транспорта.

1690 - Штефан Фарффлер из Нюрнберга создал трехколесную повозку с двумя ручками, вращаемыми вручную. Благодаря этому приводу конструктор вагонов может передвигаться с места на место без помощи ног.

1698 - Англичанин Томас Севери построил первый паровой котел.

1741 - Русский самостоятельный механик Леонтий Лукьянович Шамшуренков прислал в Нижегородское губернское управление «Донтошене» с описанием «автономное шасси».

1769 - Французский изобретатель Кюно построил первый паровой автомобиль.

1784 - Джеймс Уатт создает первую паровую машину.

1791 - Иван Кулибин построил трехколесную самоходную повозку, вмещавшую двух пассажиров. Привод осуществлялся посредством педального механизма.

1794 - Паровая машина Kyuno пожертвовала «набор машин, инструментов, моделей, чертежей и описаний для всех видов декоративно-прикладного искусства» как еще одно механическое чудо.

1800 - Считается, что в этом году в России был построен первый в мире велосипед. Его автором была крепостная Ефима Артамонова.

1808 - На улицах Парижа появился первый французский велосипед. Он был сделан из дерева и состоял из перекладины, соединяющей два колеса. В отличие от современного велосипеда, у него не было ни руля, ни педалей.

1810 - Индустрия скорой помощи начала зарождаться в Америке и Европе. В крупных городах появились целые улицы и даже кварталы, населенные капетнинскими мастерами.

1816 - Немецкий изобретатель Карл Фридрих Дриз построил автомобиль, напоминающий современный велосипед. Едва появившись на улицах города, она получила название «беговая дорожка», так как ее владелец, отталкиваясь ногами, фактически бегал по земле.

1834 - В Париже прошли испытания парусного экипажа, спроектированного М. Хакучем. Этот экипаж имел мачту высотой 12 м.

1868 - Считается, что в этом году француз Эрне Мишо создал скромность современного мотоцикла.

1871 - Французский изобретатель Луи Перра разработал паровую машину для велосипеда.

1874.- Россия построила колесный трактор. В качестве прототипа был использован английский автомобиль «Эвелин Портер».

1875. - В Париже состоялась демонстрация первого парового автомобиля Amadeya Bdlyti.

1884 - Американец Луи Копленд построил мотоцикл, на котором над передним колесом была установлена паровая машина. Этот проект может разогнаться до 18 км/ч

1901. - В России пассажирский ремень встроен в Московский Велосипед "Дукс".

1902.- Леон Черполла на одной из своих паровых машин установил мировой рекорд скорости - 120 км/ч

Через год он установил еще один рекорд - 144 км/ч

1905 - американец Ф. Мариотт на паровой машине превысил скорость 200 км

1.2 Пар. двигатель

Двигатель, запускаемый паровой энергией. Пары, получаемые при нагревании воды, используются для движения. В некоторых двигателях сила пара заставляет поршни двигаться внутри цилиндров.Это создает возвратное движение. Комбинированный механизм обычно преобразует его во вращательное движение. В локомотивах (локомотивах) используют поршневые двигатели. Они также используют паровые турбины в качестве двигателей, которые непосредственно вращают движение, вращая ряд лопастей с колесами. Паровые турбины приводятся в действие генераторами электростанций и корабельными гребными винтами. В любой паровой машине происходит преобразование теплоты, производимой при нагреве воды в паровом котле (бойлере), в энергию движения. Тепло может быть получено от сжигания топлива в печи или от ядерного реактора.Первым в истории паровых двигателей был тип насоса, с помощью которого вода качала валы. Он был изобретен в 1689 году Томасом Сайвером. В этой машине была совершенно простая конструкция, конденсированный пар, превращающийся в небольшое количество воды, и за счет этого частичного вакуума, благодаря которому вода высасывалась из ствола мины. В 1712 году Томас Ньюкухен изобрел поршневой насос, приводимый в действие паром. В 6760-х гг. Джеймс Уатт усовершенствовал конструкцию Newcommy и создал гораздо более эффективные паровые двигатели.Вскоре они начали использовать их на заводах для запуска машин. В 1884 году английский инженер Чарльз Пар-Сона (1854-1931) изобрел на практике первую паровую турбину. Его конструкции оказались настолько удачными, что вскоре они стали заменять паровые двигатели для поршневых операций на электростанциях. Самым поразительным достижением в области паровых машин было создание микроскопически полностью закрытой работающей паровой машины. Японские ученые создали его, используя методы, которые используются для производства интегральных схем.Небольшой переходный ток на электрическом нагревательном элементе превращает каплю воды в пар, который приводит в движение поршень. Теперь ученым предстоит открыть области, где это устройство может найти практическое применение.

В представлении большинства людей века смартфонов автомобили на паровой тяге — это нечто архаичное, вызывающее улыбку. Несколько страниц истории автомобилестроения были очень яркими и без них сложно представить современный транспорт вообще. Скептиков против гарантий, как и нефтяных лоббистов разных стран, не пробовали Ограничить разработку автомобиля паром, только на время удалось.Ведь паровая машина похожа на сфинкса. Идея паровой машины (то есть двигателя внешнего сгорания) актуальна и сегодня.

В представлении большинства людей века смартфонов автомобили на паровой тяге — это нечто архаичное, вызывающее улыбку.

В 1865 году был введен запрет на быстроходные самоходные весы в паровом движении. Запрещалось двигаться быстрее 3 км/ч по городу, причем не освобождая несколько клубов, чтобы не пугать лошадей, собранных в обычные экипажи.Наиболее серьезное и поддающееся измерению влияние на паровые грузовики еще в 1933 г. Закон о налоге на тяжелые транспортные средства. И только в 1934 году, когда обязательства были сведены к ввозу нефтепродуктов, он взглянул на горизонт победы бензиновых и дизельных двигателей Над паром.

Так круто и замечательно добиться прогресса, который могла себе позволить только Англия. В США, Франции, Италии энтузиасты-изобретатели в среду буквально похоронили идеи, и паровая машина приобрела новые очертания и черты. Хотя англичане внесли значительный вклад в развитие паровых машин, уставы и предубеждения властей не позволяли им в полной мере участвовать в борьбе с боевыми действиями.Но все в порядке.

Доисторический сертификат

История развития паровой машины неразрывно связана с историей возникновения и совершенствования паровой машины. Когда в I веке н. э. Герон Александрийский предложил идею заставить пару крутить металлический шар, не более чем весело реагируя на эту идею. Были ли другие идеи более волновали изобретения, но первым, кто поставил паровой котел на колеса, был Verbst Monk Ferdinand.В 1672 году. Ведь его «игрушка» тоже считалась забавой. Но следующие сорок лет не прошли даром для истории паровой машины.

Конструкция самоподразделения экипажа Исаака Ньютона (1680 г.), пожарного аппарата механика Томаса Севери (1698 г.) и атмосферной установки Томаса Ньюкомина (1712 г.) показали огромные возможности использования пара для утверждения механических Работа. Первоначально паровые машины откачивали воду из шахт и поднимали грузы, но к середине 18 века на предприятиях Англии насчитывалось уже несколько сотен таких паровых установок.

Что такое паровая машина? Как колеса могут двигаться? Принцип сопряжения прост. Вода нагревается до пара в закрытом баке. Пары выбрасываются через пробирки в закрытый цилиндр и сжимают поршень. Через промежуточный соединительный стержень это поступательное движение передается на вал маховика.

Принципиальная схема Работа парового котла на практике имела существенные недостатки.

Первая часть нескольких булав взорвалась и остывший поршень под собственным весом упал на следующий стержень.Эта принципиальная схема работы парового котла на практике имела существенные недостатки. Отсутствие системы регулирования давления пара часто приводило к взрыву котла. Для приведения котла в рабочее состояние потребовалось много времени и топлива. Постоянные дозаправки и гигантские размеры паровой установки только увеличивали список их недостатков.

Новый автомобиль 1765 г. Предложен Джеймсом Уаттом. Он направлял отжатый через поршень пар в дополнительную конденсационную камеру и обеспечивал необходимость постоянного подлива воды в котел. Наконец, в 1784 году он разрешил задачу, как разделить движение пара таким образом, чтобы он толкал поршень в обоих направлениях.Благодаря созданной им катушке паровая машина могла работать без перерыва между часами. Этот принцип работы тепловой машины двойного действия и лежит в основе большинства паровых технологий.

Многие умные люди работали над созданием паровых двигателей. Ведь это простой и дешевый способ получить энергию практически из ничего.

Маленькое путешествие в историю автомобилей на паровом стержне

Однако, если ни один из Грандиозных не имел успеха в районе британцев, то первым, кто поставил паровую машину на колеса, был француз Николя Жозеф Киуно.

Первый паровой автомобиль Kyuno

Его автомобиль появился на дорогах в 1765 году. В нем зафиксирована скорость движения троллейбуса - 9,5 км/ч. В нем изобретатель предусмотрел четыре сиденья для пассажиров, которые могли подкатывать ветерком со средней скоростью 3,5 км/ч. Этого успеха оказалось недостаточно для изобретатель.

Необходимость останавливаться для дозаправки водой и разжигания нового пожара через каждый километр дороги была не существенным минусом, а лишь уровнем техники того времени.

Решено изобрести тягач для оружия. Так появилась трехколесная повозка с массивным котлом. Необходимость останавливаться для дозаправки водой и разжигания нового пожара на каждом километре дороги была не существенным минусом, а лишь уровнем техники того времени.

Следующая модель образца CUno 1770 весит примерно полторы тонны. Новая Telega может перевозить около двух тонн груза со скоростью 7 км/ч.

Маэстро Кьюно больше интересовала идея создания паровой машины высокого давления.Его даже не смутил тот факт, что котел может взорваться. Это Кьюно изобрел, подкладывая щуп под котел и перенося с собой «огонь». Кроме того, его «тележку» по праву можно назвать первым грузовиком. Отставка патрона и ряд оборотов не позволили разработать модель полноценной заряжающей машины.

Оливер Эванс узнает себя и свою амфибию

Идея создания паровых машин была универсальной по своим масштабам. В странах Северной Америки изобретатель Оливер Эванс создал около пятидесяти паровых установок на базе машины Уатта.Пытаясь уменьшить размеры установки Джеймса Уатта, они сконструировали паровые машины для мукомольных заводов. Однако всемирную известность Оливер Эванс приобрел благодаря самолету из паровой машины. В 1789 году его первая машина в США успешно прошла наземные и водные испытания.

На свою амфибию, которую можно назвать прообразом вездеходов, Эванс настроил автомобиль с десятью атмосферами!
Девятиметровый автомобильный катер проекта
весил около 15 тонн.Паровая машина вела задние колеса и гребной винт. Кстати, Оливер Эванс тоже был сторонником создания паровой машины высокого давления. На свою амфибию, которую можно назвать прообразом вездеходов, Эванс установил автомобиль с десятью атмосферами!

Если бы запасы 18-го века были в руках с технологиями 21-го века, представляете, сколько бы их вышло!? А какая техника!

20 века и 204 км/ч на паровой машине Stanley

Да! Восемнадцатый век дал мощный толчок развитию паровых транспортных средств.Многочисленные и разнообразные конструкции самоходных паровых машин стали разбавлять деликатный транспорт по дорогам Европы и Америки. В начале 20 века автомобили на паровых тягах получили широкое распространение и стали обычным символом своего времени. Нравится фото.

XVIII век дал мощный толчок развитию парового транспорта

Это была его фотокомпания, которую продали братья Стэнли, когда в 1897 году решили всерьез заняться производством паровых автомобилей в США.Они создали хорошо продаваемых ферралов. Но этого оказалось недостаточно для реализации их амбициозных планов. В конце концов, это были всего лишь несколько одинаковых автомобилей. Так было до тех пор, пока не сконструировали "ракету".

Это была его фотокомпания, которую братья Стэнли продали, когда в 1897 году решили серьезно заняться производством паровых автомобилей в США.

Очевидно, автомобили Стэнли имели славу надежных автомобилей. Паровая установка находилась сзади, а котел обогревался бензиновой или керосиновой горелкой.Двухцилиндровый маховик с двойным вращением на заднюю ось посредством цепной передачи. Случаев возгорания котла возле Стенли Сампен не было. Но им нужна была сенсация.

Конечно, автомобили Стэнли имели славу надежных автомобилей.

Они произвели аврорские "ракеты" по всему миру. 205,4 км/ч в 1906 году! Так еще никто не ездил! Автомобиль от ДВС побил этот рекорд лишь спустя 5 лет. Паровая фанера Стэнли «Ракета» определила форму гоночных автомобилей на много лет вперед.Но после 1917 года сплавы стали тяжелее, чтобы выдержать конкуренцию с дешевым Ford T, и ушли в отставку.

Уникальный ферромобиль от братьев Васла

В начале 1930-х годов этому знаменитому семейству удалось обеспечить достойную устойчивость к бензиновым двигателям. Они не собирали автомобили для рекордов. Братья очень любили свою пару. Иначе чем еще объяснить изобретенный ими сотовый обогреватель и кнопку зажигания? Их модели не были похожи на маленькие локомотивы.

Эбнер и Джон Бразерс совершили революцию в паровом транспорте.

Эбнер и Джон Бразерс произвели революцию в паровых перевозках. Пудета, его машина не требовала прогрева 10-20 минут. Кнопка зажигания нагревалась керосином из карбюратора в камеру сгорания. Туда он попал после зажигания, там свеча на замену. Вода нагревалась за секунды, а через полторы минуты пара создавала необходимое давление и можно было идти.

Высвободившиеся пары отправились в нагреватель для конденсации и подготовки к следующим циклам. Поэтому на равнине протяженностью 2000 км в системе было всего девяносто литров воды и несколько литров керосина.Никто не мог предложить такую производительность! Возможно, посетив автосалон в Детройте в 1917 году, Стэнли познакомился с моделью братьев Велл и начал реверсировать ее производство.
Модель
E стала самым роскошным автомобилем второй половины 20-х и последней версией ферриобила. Кожаный салон, полированные элементы из дерева и кости слона удовлетворили в автомобиле состоятельных владельцев. В таком автосалоне можно было использовать пробег на скорости до 160 км/ч.. Всего 25 секунд отделяли момент зажигания от момента запуска.Еще 10 секунд понадобилось автомобилю массой 1,2 т, чтобы разогнаться до 120 км/ч!

Все эти высокоскоростные характеристики реализованы в четырехцилиндровом двигателе. Два поршня выталкивались паром высокого давления при 140 атм, а два других направляли охлажденный пар на низкое давление в конденсатор охладителя ячейки. Но в первой половине тридцатых эти красавицы Vella Brothers выпускать перестали.

Паровозы

Однако не следует забывать, что паровая тяга быстро возрастает и на грузовом транспорте.Именно в городах паровые машины вызывали аллергию у снобов. Но грузы приходится доставлять в любую погоду, а не только по городу. А междугородние автобусы и военная техника? Маленьких пассажиров не бывает.

Грузовой транспорт имеет одно существенное преимущество перед пассажирским - его габариты.

Грузовой транспорт имеет одно существенное преимущество перед пассажирским - его габариты. Они позволяют размещать мощные силовые установки в любом месте вашего автомобиля.Кроме того, это только повысит грузоподъемность и проходимость. А как выглядит грузовик - на это не всегда обращают внимание.

Среди Steam. грузовики я хочу присвоить нам английский Сантинель и Советы. Конечно, было и много других, например, Фоден, Фаулер, Йоркшир. Но это были словаки и оказалось, что они самые живучие и выпускались они к концу 1950-х годов. Они могут работать на твердом топливе – угле, дровах, торфе. «Овгородильность» этих грузовиков на пару освободила их от цены нефтепродуктов, а также позволила использовать их в труднодоступных местах.

Стаби Сантинель с английским акцентом

Эти два грузовика отличаются не только страной-производителем. Различными были и правила расположения парогенераторов. Для Сантинелеса характерны пик и нижнее расположение паровых машин относительно котла. В верхней системе парогенератор подает горячий пар непосредственно в моторный отсек, связанный с мостами системы карданных валов. При нижнем расположении паровой машины, т. е. на шасси котла, она нагревала воду и подавала пар в машину по трубам, что гарантировало потерю температуры.

Для Сантинелеса характерно пиковое и нижнее расположение паровых машин по отношению к котлу.

Наличие цепной передачи от маховика паровой машины к кардану было характерно для обоих типов. Это позволило дизайнерам стандартизировать выпуск santinele в зависимости от клиента. Для жарких стран, таких как Индия, выпускали паровые машины с нижним, раздельным расположением котла и двигателя. Для стран с холодными зимами - с верхним комбинированным типом.

Для жарких стран, таких как Индия, выпускаются паровые тележки с нижним, раздельным расположением котла и двигателя.

В этих грузовиках используется множество проверенных технологий. Золотниковые и распределительные клапаны, двигатели простого и двойного действия, высокого или низкого давления, с редуктором или без него. Однако это не продлило срок службы английских паровозов. Хотя они производились до конца 1950-х годов и даже полагались на военную службу до и во время Второй мировой войны, они все еще были громоздкими и напоминали локомотивы.А поскольку заинтересованных в их кардинальной модернизации не нашлось, судьба их была предрешена.

Хотя они производились до конца 1950-х годов и даже использовались на военной службе до и во время Второй мировой войны, они все еще были громоздкими и напоминали локомотивы.

Кому и мы - нам

Чтобы поднять разрушенную войной экономику Советского Союза, нужно было найти способ расходовать нефтяные ресурсы хотя бы в труднодоступных местах - на севере страны и в Сибири.Советским инженерам была предоставлена возможность непосредственно изучить конструкцию Сантинеля с верхним расположением четырехцилиндрового испарителя и разработать свою «камеру отклика».

В 1930-е годы российские институты и конструкторские бюро повторили попытку создать альтернативный грузовик для лесной промышленности.

В 1930-е годы российские институты и конструкторские бюро повторили попытку создать альтернативный грузовик для лесной промышленности.Но каждый раз останавливался на этапе тестирования. Используя собственный опыт и умение изучать возбудителей, инженерам удалось убедить руководство страны в необходимости такой пары. Кроме того, бензин стоит в 24 раза дороже угля. Стоимость дров в тайге вообще невозможно перечислить.

Группа конструкторов под руководством Ю. Шебалина просто упростила паровую установку в целом. Они объединили четырехцилиндровый двигатель и котел в один блок и разместили его между кузовом и кабиной.Ставили эту установку на шасси Serial Yaea (МАЗ)-200. Работа пара и его конденсация совмещаются в замкнутом цикле. Выдача пиломатериалов САУС из бункера осуществлялась автоматически.

Так родилась, а точнее в лесном бездорожье, Нами-012. Разумеется, принцип подачи твердотопливного бункера и расположение паровой машины Грузовой вагон был заимствован из практики газовых электростанций.

Судьба хозяина леса - Нами-012

Характеристики внутреннего бортового грузовика и лесхоза Нами-012 были таковыми

Грузоподъемность - 6 тонн

Скорость - 45 км/ч

Правильное расстояние без дозаправки - 80 км, если была возможность обновить запас воды, то 150 км

Крутящий момент на малых обводах - 240 кгм, что почти в 5 раз превышало показатели базового ЯАЗ-200

Котел с естественной циркуляцией нагнетался до 25 атмосфер и доводился до температуры пара 420°С

Пополнить запасы воды можно прямо из бака через эжекторы

Вся металлическая кабина не имела капота и была представлена в передней части
.
Скорость регулируется объемом пара в двигателе с помощью рычага подачи/отключения.Благодаря им цилиндры были заполнены на 25/40/75%.

Одна задняя передача и три педали управления.

Серьезными недостатками паровоза были расход 400 кг дров на 100 км пути, необходимость в мороз избавляться от воды в котле.

Серьезными недостатками паровоза были расход 400 кг дров на 100 км пути, а потребность в морозе избавляет от воды в котле. Но главный недостаток, который присутствовал у первого образца, заключался в плохой проходимости в разряженном состоянии.Потом выяснилось, что передний мост перегружен кабиной и паровым агрегатом, по сравнению с задним. С этой задачей он справился с установкой обновленной установки Steamile на полноприводный ЯАА-214. Теперь и мощность леса Нами-018 доведена до 125 лошадиных сил.

Но, не успев распространиться по стране, парогенераторы были выброшены во второй половине 1950-х годов.

Но, не успев распространиться по стране, парогенераторы были выброшены в конце 1950-х годов.прошлый век. Однако вместе с газогенератором. Поскольку стоимость автомобиля меняется, экономический эффект и удобство эксплуатации были трудоемкими по сравнению с бензиновыми и дизельными грузовиками. Кроме того, в то время в Советском Союзе уже была налажена добыча нефти.

Быстрая и доступная современная паровая машина

Не думайте, что идея машины на паровом разломе навсегда забыта. Сейчас наблюдается значительный рост интереса к двигателям, альтернативным ДВС, у населения к бензиновым и дизельным топливам.Мировые запасы нефти не безграничны. Да и стоимость нефтепродуктов продолжает расти. Конструкторы так старались усовершенствовать двигатель, что их идеи почти достигли предела.

Электромобили, водородные автомобили, газогенераторы и железо — снова подходящие темы. Здравствуйте, вы забыли 19 век!

В настоящее время наблюдается значительный рост интереса населения к двигателям, альтернативам ДВС в бензиновом и дизельном топливе.

Британский инженер (опять же Англия!) продемонстрировал новые возможности паровой машины.Он создал осмотр не только для того, чтобы показать важность парового штока автомобиля. Его мобы держат на учете. 274 км/ч – это скорость, с которой разгоняются двенадцать котлов, смонтированных на 7,6-метровой ленте. Всего 40 литров воды, чтобы сжиженный газ буквально довел температуру пара до 400 °С. Только подумайте, что ему понадобилось 103 этажа, чтобы побить рекорд скорости автомобиля на паровом стержне, установленный «ракетой»!

В современном парогенераторе можно использовать угольную муку или другое недорогое топливо, например мазут, сжиженный газ.Именно поэтому паровые машины всегда были и будут популярны.

Но чтобы наступило экологически чистое будущее, необходимо еще раз преодолеть сопротивление нефтяных лоббистов.

Ровно 212 лет назад, 24 декабря 1801 года, в маленьком английском городке Камборн Ричард Тревик Механик продемонстрировал публике паровые собачьи повозки. Сегодня событию можно смело присвоить разряд, пусть именующий, но неактуальный, тем более, что паровая машина была известна и раньше, и даже применялась в транспортных средствах (хотя называть их транспортными средствами было бы очень долго), но именно так интересно: Сейчас дело в том, что технический прогресс привел к ситуации, разительно напоминающей эпоху великой паровой и бензиновой «битвы» начала девятнадцатого века.Только иметь дело с аккумуляторами, водородом и биотопливом. Хотите знать, чем все закончится и победит? Я не предлагаю. Ницца: Технологии не имеют ничего общего с...

1. Увлечение паровыми машинами закончилось, и появились двигатели внутреннего сгорания. Ради дела повторю: в 1801 году по улицам Кемборна пронеслась четырехколесная бригада, способная к относительному комфорту и перевозившая восемь пассажиров. Автомобиль приводился в движение одноцилиндровым паровым двигателем и работал на угле.Созданием паровых транспортных средств занимались с энтузиазмом, и уже в 1820-х годах пассажирские пары омнибусов перевозили пассажиров со скоростью до 30 км/ч, а средний пробег и промежуточный пробег достигали 2,5-3 тысяч. км.

Теперь сравним эту информацию с другими. В том же 1801 году француз Филипп Леброн получил патент на конструкцию поршневого двигателя внутреннего сгорания, работающего на легком газе. Случилось так, что через три года LEBOON умер, и развитие предложенных технических решений пришлось вести по-другому.Только в 1860 году бельгийский инженер Жан Этьен Ленуар собрал газовый двигатель вместе с зажиганием от электрической искры и довел конструкцию до степени пригодности для установки в транспортном средстве.

Таким образом, автомобильный паровой двигатель и двигатель внутреннего сгорания почти равны. КПД паровой машины проекта i в годы составлял около 10%. КПД двигателя Lenoar составлял всего 4%. Только через 22 года, в 1882 году, Август Отто усовершенствовал его настолько, что производительность теперь достигла бензинового двигателя... целых 15%.

2. Паровой толчок — лишь краткий момент в истории прогресса. Начиная с 1801 года история парового транспорта активно продолжалась без малого 159 лет. В 1960 году (!) в США еще строились автобусы и грузовики с паровыми двигателями. Паровые машины в то время были усовершенствованы очень значительно. В 1900 году 50% автопарка было «на пару» в США. Уже в те годы была конкуренция между паром, бензином и вниманием! - Электрический экипаж. После рыночного успеха «Модели-Т» Форда и, кажется, что паровой двигатель изменился, к 20-м годам пришел новый взлет популярности парового автомобиля.ХХ век: стоимость топлива для них (мазут, керосин) была намного ниже стоимости бензина.

Стэнли производил около 1000 паровых машин в год до 1927 года. В Англии паровые машины успешно конкурировали с бензиновыми до 1933 года и проигрывали только из-за введения властями тяжелого фрахтового налога и снижения тарифов на ввоз жидкой нефти продукты из Соединенных Штатов Америки.

3. Паровая машина неэффективна и расточительна. Да, когда это было. «Классическая» паровая машина, производившая пар в атмосферу, имеет КПД не более 8%. Однако паровая машина с конденсатором и профилированной частью потока имеет КПД до 25-30%. Паровая турбина обеспечивает 30-42%. Газопаровые турбины используются «связанными» газовыми и паровыми турбинами и имеют КПД до 55-65%. Последнее обстоятельство послужило для инженеров BMW поощрением к тому, чтобы начать изучение вариантов использования этой схемы в автомобилях. Кстати, экономичность современных бензиновых двигателей.составляет 34%.

Стоимость изготовления паровой машины во все времена была ниже, чем у карбюраторных и дизельных двигателей той же мощности. Расход топлива в новых паровых машинах замкнутого цикла, работающих на перегретом (сухом) паре и оснащенных современными системами смазки, высококачественными подшипниками и электронными системами. Регулирование рабочего цикла составляет всего 40% от первого.

4. Паровая машина запускается медленно. И это было однажды... Даже Серийные Серийные Автомобили "разбавляли парами" от 10 до 20 минут. Усовершенствование конструкции котла и введение каскадного режима нагрева позволило сократить время простоя до 40-60 секунд.

5. Паровая машина слишком медленная. Это неправда. Рекорд скорости 1906 года — 205,44 км/ч — принадлежит паровой машине. В эти годы автомобили были с бензиновыми двигателями. Он не умел водить так быстро. В 1985 году он проехал на паровой машине со скоростью 234,33 км/ч.В 2009 году группа британских инженеров построила 360-литровый паровой «автомобиль».З., который смог двигаться со средней скоростью в гонке - 241,7 км/ч.

6. Паровоз не дымит восток. Рассматривая старинные рисунки, на которых изображены первые паровые бригады, испускающие из труб густые клубы дыма и огня (что, таким образом, свидетельствует о несовершенстве первых «паровых» печей), понимаешь, откуда взялась упрямая ассоциация паровой машины и копоти .

Внешний вид Машины, конечно, зависит от уровня конструктора.Вряд ли кто-то скажет, что паровые машины Abner Dobla (США) некрасивы. Наоборот, они элегантны даже вне идей. И ехали тихо, плавно и быстро - до 130 км/ч.

Интересно современные опросы в области автомобильных двигателей на водородном топливе. Наварено много «боковых ответвлений»: водород как топливо для классических паровых поршневых двигателей, и особенно для паротурбинных паровых двигателей, обеспечивает абсолютную экологичность. От такого двигателя идет "дым"... пар.

7. Паровая машина Caprisen. Это неправда. По сути конструктивно просто двигатель внутреннего сгорания, что само по себе означает большую надежность и неприхотливость. Ресурс паровых машин составляет многие десятки тысяч часов непрерывной работы, что не характерно для других типов двигателей. Однако этим дело не ограничивается. Благодаря принципам работы паровая машина не теряет КПД при снижении атмосферного давления. По этой причине паровозы очень хорошо подходят для использования в Хайленде на крутых горных трассах.

Интересно отметить еще одно полезное свойство Паровой двигатель, которым, кстати, похож на электродвигатель постоянного тока. Уменьшение скорости вращения вала (например, при увеличении нагрузки) вызывает увеличение крутящего момента. Благодаря этому свойству автомобили с паровыми двигателями принципиально не нуждаются в коробке передач — они сами по себе являются очень сложными и порой капризными механизмами.

Интерес к пару, как к доступному источнику энергии, появился с первыми научными знаниями у древних.Приручить эту энергию люди пытались на протяжении трех тысяч лет. Каковы основные шаги на этом пути? Чьи размышления и проекты научили человечество извлекать из этого максимальную пользу?

Предпосылки появления паровых машин

Должна быть потребность в механизмах, способных облегчить трудоемкие процессы. Для этой цели использовались ветряные мельницы XVIII века, ветряные мельницы и водяные колеса. Возможность использования энергии ветра находится в прямой зависимости от погоды. А для использования водяных колес фабрику приходилось строить на берегу рек, что не всегда удобно и подходит.И эффективность тех и других была очень мала. Мне понадобился директор новый паровоз, Легко управляемый и лишен этих недостатков.

История изобретения и усовершенствования паровых машин

Создание паровой машины - результат долгого отскока, успеха и крушения надежд многих ученых.

Начало дороги

Первые одиночные проекты были только интересными. Например, Архимед. Инженерная паровая пушка, Герон Александрия. Я использовал энергию пара, чтобы открывать двери древних храмов. И комментарии о практическом использовании энергии пара для активации других механизмов исследователей Леонардо да Винчи.

Рассмотрим самые важные проекты по теме.

В XVI веке арабский инженер Таг аль-Дин разработал примитивную конструкцию паровой турбины. Однако практического применения он не получил из-за сильного рассеивания парового потока, осаждавшегося на лопатках турбинного колеса.

Перенесемся в средневековую Францию.Физик и талантливое изобретение Дениса Панеля после многих неудачных проектов останавливается на следующей конструкции: вертикальный цилиндр заполнялся водой, над которым устанавливался поршень.

Нагрели цилиндр, вскипятили и испарили воду. Расширяющиеся пары поднимаются поршнем. Он был зафиксирован в верхней точке подъема и предполагал охлаждение цилиндра и конденсацию пара. После конденсации пара в цилиндре образовался вакуум. Поршень, освобожденный от крепления атмосферным давлением, устремился в вакуум.Это опускание поршня он собирался использовать в качестве рабочего движения.

Таким образом, полезный ход поршня был обусловлен образованием вакуума за счет конденсации пара и внешнего (атмосферного) пара.

Так как паровая машина - ПАП Как и большинство последующих конструкций, имя паратомосферных машин было названо.

У этой конструкции был очень существенный недостаток - отсутствовала повторяемость цикла. Денису приходит в голову идея получать пар не в цилиндре, а отдельно в паровом котле.

В историю создания паровых машин Денис Паппен вошел как изобретатель очень важной детали - парового котла.

А так как пары стали поступать вне цилиндра, то и сам двигатель перешел на выпуск ДВС. Но из-за отсутствия распределительного механизма, обеспечивающего бесперебойную работу, эти конструкции практически не нашли практического применения.

Новая веха в развитии паровых машин

Около 50 лет используется для перекачивания воды в угольных шахтах Паровой насос Tomas NewComine. Он во многом повторял предыдущие конструкции, но содержал очень важные новшества - трубу для сбора сконденсированного пара и предохранительный клапан для выпуска ненужного пара.

Его существенным недостатком было то, что цилиндр должен был восстановиться перед впрыском пара, а затем охладить его, прежде чем он сконденсируется. Но потребность в таких двигателях была настолько высока, что, несмотря на их очевидную расточительность, последние экземпляры этих машин поставлялись вплоть до 1930 года.

В 1765 году. Английский механик Джеймс Уатт, Пробудив усовершенствование машины Ньюкомайн, отделил конденсатор от парового цилиндра.

Появилась возможность постоянно нагревать цилиндр. Производительность машины сразу возросла. В последующие годы Watt значительно усовершенствует свою модель, оснащая ее то одним, то другим устройством подачи пара.

Эту машину можно было использовать не только как насос, но и запускать различные машины.Уатт получил патент на свое изобретение — паровую машину непрерывного действия. Начинается серийное производство этих машин.

В начале 19 века в Англии работало более 320 паровых машин. Они начали покупать другие европейские страны. Это способствовало значительному росту промышленного производства во многих отраслях как самой Англии, так и соседних стран.

Двадцатью годами раньше Вайтта, в России, механик Алтай Иван Иванович Ползунов работал над проектом паровой машины.

Заводское руководство предложило построить чиллер, который запустит вентилятор плавильной печи.

Построенный ими автомобиль был двухцилиндровым и обеспечивал непрерывную работу подключенного к нему устройства.

Успешно разрабатывал более полутора месяцев, котел дал течь. Сам Солзунов в это время не жил. Исправьте номер автомобиля. И было забыто прекрасное творение русского индивидуального изобретателя.

Из-за отсталости России в то время Мир узнал об изобретении И.И. Ползунов с большой задержкой....

Для запуска паровой машины необходимо, чтобы пар, вырабатываемый паровым котлом, расширяясь, давил на поршни или на лопатки турбины. А затем их движение было перенесено на другие механические части.

Использование паровых двигателей на транспорте

Несмотря на то, что КПД паровых машин того времени не превышал 5%, к концу 18 века их стали активно использовать в сельском хозяйстве и на транспорте:

автомобиль с паровым двигателем появляется во Франции;

в США начинает водить пароход между городами Филадельфия и Берлингтон;

в Англии продемонстрировал железнодорожный локомотив на паровой штанге;

Русский крестьянин с патентом на гусеницу Саратовской губернии мощностью 20 л.с.;
Было неоднократно предпринято 90 411 попыток построить паровую машину с паровой машиной, но, к сожалению, малая мощность этих агрегатов при большом весе самолета сделала эти попытки безуспешными.

В конце 19 века паровые машины, играя свою роль в техническом прогрессе общества, уступали космическим и электрическим двигателям.

Паровые приборы в 21 веке

С появлением новых источников энергии в 20 и 21 веках вновь появляется потребность в использовании энергии пара. Паровые турбины становятся неотъемлемой частью АЭС. Пары, приводящие к действию, получаются за счет ядерного топлива.

Эти турбины и конденсационные тепловые электростанции широко используются.

В некоторых странах проводятся эксперименты по получению пара за счет солнечной энергии.

Паровые и поршневые двигатели не забыты. В горных районах до сих пор используют локомотивы в качестве локомотивов.

Эти надежные рабочие и надежнее и дешевле.Линии электропередач не нужны, а топливо – дрова и дешевые сорта угля всегда под рукой.

Современные технологии позволяют привлечь в атмосферу до 95% выбросов и повысить эффективность до 21%, чтобы люди решили не расставаться с ними и работать над паровозами следующего поколения.

Если этот пост вовремя, Буда рада тебя видеть
.
На паровозе по улице? И почему бы нет?

Выкапывать снег и чистить замерзшие окна, несомненно, не доставляет удовольствия. Однако это ничто по сравнению с тем, сколько усилий стоило завести машину в начале прошлого века...

Хотя первый автомобиль с двигателем внутреннего сгорания, спроектированный Карлом Бенцем, был построен в 1885 году, в течение многих лет не было уверенности в правильности выбранной немцем концепции.Даже в двадцатые годы прошлого века многие производители использовали паровые двигатели для приведения в движение своих автомобилей. А история парового двигателя тогда была очень длинной. Первый автомобиль, способный к самостоятельному движению, был построен в 1769 году и приводился в движение паром. Машина была построена для нужд армии, это был паровой артиллерийский тягач конструкции Николя Кюньо, который мог тянуть вес в 4 тонны со скоростью до 4 км/ч.

Сегодня это может показаться забавным, но — по отношению к автомобилям с двигателями внутреннего сгорания — «дорожные паровозы» отличались замечательной простотой конструкции и эксплуатации.Водителям не нужно было заботиться о правильной топливной смеси, искрогасителях, автоматических выключателях или свечах. Более того, все, что можно было сжечь, можно было использовать в качестве топлива для паровых транспортных средств. Так появились угольные грузовики или легковые автомобили, в которых источником тепла для парового котла были, например, керосиновые горелки.

На дорогах также можно было встретить автомобили на т.н. holzgas, т. е. древесный газ, представляющий собой своеобразный гибрид паровоза и автомобиля с двигателем внутреннего сгорания.В 1930-х годах в Варшаве было даже несколько автобусов с таким приводом. Поскольку теплотворная способность этого топлива в несколько раз ниже, чем у природного газа, хранить его в сжатом состоянии не представлялось возможным. По этой причине автомобили, работающие на древесном газе, были оснащены собственными генераторами (печами), которые регулярно производили гольцгаз.

Для запуска автомобиля в генератор, напоминающий большой котел, засыпали щепу и - под действием пиролиза (процесс термического разложения веществ в результате воздействия на него высокой температуры) - получали газ.Это - через топливопроводы - затем направлялось непосредственно в карбюратор в качестве топлива для двигателя внутреннего сгорания. Звучит сложно, но это просто. Это можно сравнить с подкладыванием кусочков дерева на раскаленный уголь. При сжигании древесины образуется древесный газ, который подается в карбюратор.

видео

УАЗ 452 на древесном газу

Большинство транспортных средств с таким приводом использовались во время Второй мировой войны.Такой привод массово применялся на грузовиках различных армий, а драгоценный бензин и дизельное топливо резервировались для нужд строевых частей.

В конце концов, дорожные паровозы, как и автомобили, работающие на древесном газе, канули в лету из-за ограниченного функционала. Перед запуском двигателя необходимо было разжечь огонь в генераторе. Прежде чем гонять такое изобретение, тоже пришлось немало повозиться...

Дело в том, что такое топливо стоило очень дешево.В начале 1940-х Мерседес выпускал, например, модель 170VG, оснащенную 1,7-литровым двигателем мощностью 22 л.с., которому для проезда 100 км требовалось всего 15 кг дров.

Каково было заводить и водить паровой автомобиль? Посмотреть на себя!
видео

Паровой вагон Sentinel DG8
.
Может ли паровой двигатель работать?

Интенсивное технологическое развитие сделало когда-то широко использовавшиеся паровые двигатели популярным и надежным источником энергии для многих машин, в том числе сельскохозяйственных. Что сделало их сегодня пережитком прошлого?

Пар - чистый источник движения?

У пара много применений. В течение многих десятилетий он использовался в качестве источника энергии во многих промышленных машинах, особенно в паровозах.Хорошо известная как в прошлом, так и сегодня паровая машина славилась огромным весом, надежностью и простой конструкцией.

Казалось бы, пар обладает чудодейственным действием и не производит выхлопных газов, в отличие от более современных бензиновых или дизельных двигателей. С этим нужно согласиться, но не совсем. Сам по себе водяной пар является полностью естественным, но процесс его производства, т.е. нагревания воды в котле, с экологической точки зрения намного хуже.

В паровых двигателях уголь использовался главным образом для нагрева воды, что приводило к образованию огромного количества черного дыма.В наши дни это было вполне нормально, и так же, как и сегодня, паровозы вызывали большое восхищение и восторг. К счастью, сегодня больше внимания уделяется проэкологической деятельности. В результате старые и загрязняющие окружающую среду паровые двигатели были заменены современными дизельными двигателями.

Были ли у паровых машин преимущества?

Несмотря на огромное загрязнение и большой вес, паровые машины имели свои большие преимущества. Во-первых, их конструкция была очень простой.В результате они редко выходили из строя, а если и выходили, то их ремонт был несложным. Низкая частота отказов также является результатом способа получения энергии. Здесь вы должны перейти к следующему преимуществу, т.е. многотопливная мощность. Паровые двигатели могли работать на любом твердом топливе, таком как уголь (где была важна теплотворная способность угля) или древесина. Единственное, что имело значение, это достижение высокой температуры, чтобы нагреть воду в котле.

К сожалению, несмотря на столь ценные преимущества, у паровых двигателей было гораздо больше недостатков.Некоторые из них уже заменены. К ним нужно добавить в числе прочих сложная работа машины. Неграмотное распределение пара по всей системе могло даже привести к взрыву котла. Другой проблемой является низкий КПД паровой машины, обычно достигавший нескольких процентов.

Для получения дополнительной информации о том, как работают различные типы двигателей и машин, посетите веб-сайт Joblife.pl.

Можно ли вернуть паровозы?

В своем классическом виде паровые двигатели сегодня не существуют по ряду причин.Самая большая из них — это, как несложно догадаться, защита окружающей среды. С другой стороны, более экологичные решения, такие как горелки для сжиженного нефтяного газа, могут использоваться для нагрева воды, но это также упускает суть с технической и экономической точек зрения. Другой вопрос, что в настоящее время отказываются от тяжелых конструкций (особенно легковых автомобилей), а паровые машины, как известно, не легкие. Эти и другие аспекты фактически лишают паровые двигатели возможности вернуться к общему использованию.
.
Смотрите также

Karcher как пользоваться

Машина акула

Клиренс соната

Какой эпоксидный грунт для авто лучше

Замена подсветки приборной панели

Разрешен ли вам разворот в этом месте остановка

Криштиану роналду машины

Веб камера данилов

Авто gmc

Выезд с кольца кругового движения по новым правилам

Знаки со стрелками