Водяной вечный двигатель: а Перельман против!

Политехническая библиотека представляет рубрику «Выдержанные новости. По страницам старой прессы». Со временем журнальные публикации о науке и технике не утрачивают ценности, напротив, они обретают дополнительное – историческое – измерение.

Подлинно «вечным» можно назвать лишь стремление изобретателей создать «вечный двигатель», несмотря на давно доказанную невозможность добиться этого. Сравнить это занятие можно разве что с постоянными попытками умножать два на два, пытаясь получить в результате пять, снова, и снова, и снова. Бесплодность этой мечты, впрочем, многих романтиков от науки не останавливала: проектами Perpetuum mobile увлекались даже такие знаменитые инженеры, как индусский астроном Бхаскара и гений итальянского Возрождения Леонардо да Винчи.

Один из таких механизмов был разобран в журнале «Природа и люди» сто лет назад – экземпляр старинного издания хранится в фондах Политехнической библиотеки.

В отличие от многих других проектов «вечных двигателей», порой весьма остроумных, этот не сможет сделать даже одного оборота. С цифрами в руках это показал советский популяризатор науки Яков Перельман в нетленном учебнике «Занимательная физика», разобрав работу механизма в числе прочих разнообразных вариантов «вечных двигателей».

Итак, канат, перекинутый указанным образом, будет всегда подвержен тяге в 6 тонн, приложенной к одной его стороне и направленной вверх. Ясно, что сила эта заставит канат безостановочно вращаться, скользя по шкивам, и при каждом обороте совершать работу в 6000 * 20 = 120 000 кг*м.«Каждый, знакомый с законом Архимеда, сообразит, что ящики, находясь в воде, будут стремиться всплыть вверх. Их увлекает вверх сила, равная весу воды, вытесняемой ящиками, т. е. весу одного кубического метра воды, повторенному столько раз, сколько ящиков погружено в воду. Из рисунков видно, что в воде оказывается всегда шесть ящиков. Значит, сила, увлекающая погруженные ящики вверх, равна весу 6 м3 воды, т. е. 6 тоннам. Вниз же их тянет собственный вес ящиков, который, однако, уравновешивается грузом из шести ящиков, свободно свисающих на наружной стороне каната.

Теперь понятно, что если усеять страну такими башнями, то мы сможем получать от них безграничное количество работы, достаточное для покрытия всех нужд народного хозяйства. Башни будут вращать якоря динамомашин и давать электрическую энергию в любом количестве.

Однако если разобраться внимательно в этом проекте, то легко убедиться, что ожидаемого движения каната происходить вовсе не должно.

Чтобы бесконечный канат вращался, ящики должны входить в водяной бассейн башни снизу и покидать его сверху. Но ведь, вступая в бассейн, ящик должен преодолеть давление столба воды в 20 м высотой! Это давление на квадратный метр площади ящика равно ни много, ни мало двадцати тоннам (весу 20 м3 воды). Тяга же вверх составляет всего только 6 тонн, т. е. явно недостаточна, чтобы втащить ящик в бассейн».

Вот такая история.

В Политехнической библиотеке хранится более трех с половиной миллионов экземпляров изданий на русском и иностранных языках – это одно из крупнейших собраний научной и технической литературы. Записывайтесь в библиотеку и приходите за сокровищами!

Водяной вечный двигатель презентация, доклад

• Главная
• Разное
• Дизайн
• Бизнес и предпринимательство
• Аналитика
• Образование
• Развлечения
• Красота и здоровье
• Финансы
• Государство
• Путешествия
• Спорт
• Недвижимость
• Армия
• Графика
• Культурология
• Еда и кулинария
• Лингвистика
• Английский язык
• Астрономия
• Алгебра
• Биология
• География
• Геометрия
• Детские презентации
• Информатика
• История
• Литература
• Маркетинг
• Математика
• Медицина
• Менеджмент
• Музыка
• МХК
• Немецкий язык
• ОБЖ
• Обществознание
• Окружающий мир
• Педагогика
• Русский язык
• Страхование
• Технология
• Физика
• Философия
• Химия
• Шаблоны, картинки для презентаций
• Экология
• Экономика
• Юриспруденция

Презентация на тему Презентация на тему Водяной вечный двигатель, предмет презентации: Разное.  Этот материал содержит 10 слайдов. Красочные слайды и илюстрации помогут Вам заинтересовать свою аудиторию. Для просмотра воспользуйтесь проигрывателем, если материал оказался полезным для Вас — поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте наш сайт презентаций ThePresentation.ru в закладки!

Водяной вечный двигатель

Исследователи: Гусаков Сергей
Дементьев Александр

Цель работы:

Рассмотреть устройство машины и выяснить, в чём его несостоятельность

Высокая башня наполнена водой. Через шкивы, установленные вверху и внизу башни, перекинут канат с 14 полыми кубическими ящиками со стороной 1м.

На 6 ящиков, находящихся в воде, действует сила Архимеда, направленная вверх.

FАрх

Fтяж

Сила тяжести, действующая на ящики в жидкости, уравновешивается такой же силой, действующей на наружные ящики.

Почему машина не работает????

Вступая в бассейн с водой, ящик должен преодолеть давление столба воды высотой 20м, которое оказывается на его сторону площадью 1м2.

Для введения ящика в бассейн необходимо приложить усилие F.

Вывод:
установка двигаться не будет.

60000Н

200000Н

Литература:

Перельман Я.И., Занимательная физика. В двух книгах. 21 –е изд., испр. и доп. — М.: Наука. Главная редакция физико –математической литературы, 1982.
Пёрышкин А.В., Физика. 7кл.: Учеб. для общеобразоват. учеб. заведений. – 4 –е изд., стереотип. М.: Дрофа, 2002.
http://lewsha.boom.ru/projects/projects.htm Вечные двигатели.

Скачать презентацию

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.

Для правообладателей

Плавучесть и вечный двигатель — iRashida

Разоблачение убедительного устройства «свободной энергии»

Недавно я познакомился с вечным двигателем, который на первый взгляд казался работоспособным. Фактически, в конце почти часового обсуждения с учителем физики и некоторыми другими студентами я был убежден, что это сработает. Он полагался на плавучесть, чтобы обеспечить, казалось бы, безграничную свободную кинетическую энергию. Многие аргументы против этого можно было бы легко устранить, увеличив размеры машины или улучшив качество деталей. Увы, при дальнейшем рассмотрении я понял, что в этой машине (как и во всяком вечном двигателе) есть принципиальный недостаток, который не преодолеть.

Я расскажу о конкретной машине позже, но большая часть моего замешательства по поводу того, почему машина не работает, возникла из-за неправильного понимания плавучести. Плавучесть — это вовсе не свободная энергия, в ней нет ничего волшебного. Это вызвано тем простым фактом, что давление воды увеличивается с глубиной. Лучше всего это поясняется на рисунке:

Выталкивающая сила правого «водяного шара» как раз достаточна, чтобы удержать эту массу воды, поэтому понятно, что выталкивающая сила равна весу вытесненной воды. Уравнение плавучести:

где — массовая плотность жидкости, — сила тяжести, а — объем объекта. Помните, что, поскольку давление воды так важно для плавучести, важно не сбрасывать со счетов его, когда смотрите на «вечный двигатель», основанный на плавучести.

Простой «вечный двигатель», работающий за счет плавучести.

Прежде чем мы перейдем к машине, о которой я говорил ранее, давайте посмотрим на эту более простую машину. (Я не знаю, чья это была оригинальная идея, но я видел несколько ее итераций в Интернете).

Аргумент в пользу того, почему эта машина вращается, заключается в том, что на шарики для пинг-понга справа действует выталкивающая сила, заставляющая их подниматься. На шары слева действует только сила тяжести, и поэтому они падают. Это заставляет машину вращаться против часовой стрелки. Глядя только на две стороны конвейерной ленты, этот аргумент довольно убедителен: шары слева должны падать, а шары справа — плавать. Однако, когда вы смотрите на верх и низ машины, аргумент начинает разваливаться. Любой ребенок, который толкал под водой резиновую утку или игрушку для ванны, знает, что для того, чтобы погрузить в воду объект с низкой плотностью, требуется работа. И это именно то, что происходит в левом нижнем углу этой машины. На самом деле, мы даже можем доказать, что количество работы, которую вода совершает над шариком для пинг-понга, чтобы поднять его на поверхность, точно такое же, как количество работы, которое должен совершить шарик для пинг-понга, чтобы подняться с поверхности. воздух в воду. Чистая работа равна нулю. Это означает, что после того, как шарик для пинг-понга попал в воду, не осталось никакой работы, чтобы фактически вращать машину.

Более сложный «вечный двигатель»:
Наконец мы подошли к машине, которая вдохновила меня на написание этой статьи. Он появился в сноске к книге Эрика Роджерса «Физика для пытливых умов », и показать, как он не работает, было оставлено для читателя сложной задачей.

Этот подводный аппарат состоит из конвейерной ленты с прикрепленными чашами, содержащими газ, и поршня без трения над газом. Противоположные чашки имеют трубки, соединяющие их, чтобы газ мог проходить между ними. Когда чаша находится с левой стороны, поршень оттягивается от дна чашки под действием силы тяжести, в результате чего в чашку втягивается больше газа. Когда чаша находится с правой стороны, поршень под действием силы тяжести тянется ко дну чашки, в результате чего газ выталкивается из чашки. Поскольку чашки с левой стороны вытесняют больше воды, на них действует большая выталкивающая сила, чем на чашки с правой стороны. Эта выталкивающая сила создает крутящий момент на конвейерной ленте и заставляет ее вращаться по часовой стрелке.

Снова попробуем доказать, что работа, выполненная над водой, когда стаканчики стоят по бокам машины, равна работе, выполненной над водой сверху и снизу машины, где чашки «перекрестные».

Поскольку у каждой чашки есть противоположная чашка, соединенная газовой трубкой, имеет смысл подумать о работе, выполненной на одной паре чашек. Во-первых, давайте посмотрим на работу, которую совершает вода, чтобы поднять одну левую чашку и опустить соответствующую правую чашку.

Это в точности тот же результат, который мы получили раньше (просто потребовалось немного больше вычислений, потому что в этом сценарии с обеих сторон действуют выталкивающие силы).

Теперь мы должны рассмотреть, что происходит, когда чашки совершают переход слева направо и наоборот. На этой диаграмме показано, как двигаются поршни при пересечении чашки.

Мы видим, что нижний поршень движется наружу против силы давления воды, а верхний поршень движется внутрь под действием силы давления воды. Может показаться логичным, что эти две силы компенсируются и «кроссинговер» не влияет на вращение системы. Если бы это было правдой, у нас действительно был бы вечный двигатель. Чашки ускорялись каждый раз, когда они проходили прямые стороны машины и продолжали движение через верх и низ. Но прежде чем беспокоиться о последствиях нарушения законов термодинамики, помните, что нельзя забывать о разнице давлений в задачах о плавучести. Также помните, что давление увеличивается с глубиной. Это означает, что нижний поршень расширяется в среде с более высоким давлением, чем верхний поршень сжимается. Таким образом, работа не аннулируется. Чтобы перейти с одного борта на другой, поршни должны совершить над водой некоторую работу. Теперь все, что нам нужно сделать, это показать, что работа поршней равна работе воды над чашками.

Таким образом, мы показали, что работа, совершаемая водой при перемещении поршней вверх и вниз, компенсируется работами, необходимыми для перемещения поршней вверх и вниз соответственно. делать, чтобы расширяться и сжиматься при переходе с одной стороны на другую. Независимо от того, сколько чашек вы добавите или насколько обтекаемой формы вы сделаете, машина не будет вращаться вечно.

Автор Рашида ХакимОпубликовано 5 декабря 2016 г. 25 июля 2019 г. Рубрики Физика

Эти 7 машин могут убедить вас, что вечный двигатель возможен

7 апреля 2016 г. 6 апреля 2016 г.

На протяжении тысячелетий люди во всем мире пытались создать вечный двигатель. Если бы это можно было сделать, это, безусловно, принесло бы огромную пользу обществу, и кажется, что некоторые конструкции могут работать. К сожалению, второй закон термодинамики имеет тенденцию исключать эти потенциальные изобретения, но это не мешает людям пытаться!

Колесо Виллара

Вот интересное устройство (показано здесь с несколькими другими конструкциями), которое на первый взгляд может работать. Когда вес достигает вершины своего вращения, он переворачивается, «добавляя» импульс системе. К сожалению, вес также приходится поднимать, и в конце концов все замедляется из-за трения.

Колесо Бхаскары и перегруженная цепь

В этом видео показано колесо, изобретенное в 1150 году, с пробирками, которые выполняют те же функции, что и колесо Виллара, за исключением использования жидкости. Перенесемся вперед примерно на 1:25, чтобы увидеть устройство «перебалансированной цепи», в котором используется ряд шкивов, чтобы сделать одну сторону цепи длиннее другой. Предполагается, что эта разница в весе заставит цепь вращаться непрерывно, хотя я «подозреваю» тот факт, что более длинная сторона тянет под разными углами, на практике нивелирует это преимущество.

Вечный двигатель капиллярного действия

Изображение предоставлено Британской энциклопедией 1911

Как инженер-механик, эта концепция кажется интригующей. Вода внутри соломинки естественным образом «карабкается» по бокам из-за поверхностного натяжения, что, если бы можно было присоединить дренаж, означало бы, что небольшое количество энергии теоретически можно было бы собирать снова и снова. В этом объяснении от Quora утверждается, что в этой ситуации вода в конечном итоге станет холоднее по мере того, как она циркулирует, и что поверхностное натяжение при сливе также может быть проблемой.

Perpetual Beer, или Колба Бойля

В варианте описанного выше устройства с капиллярным действием предполагается, что Колба Бойля обеспечивает непрерывную циркуляцию жидкости. Хорошо это или плохо, похоже, это работает только с пивом, предпочтительно Budweiser. Как объясняется в видео, этот эффект, по-видимому, связан с тем, что образующаяся пена менее плотная, чем пиво, заполняющее стакан.

[через Floda31]

Колесо Пола Ширбарта

Как и многие «вечные» устройства, это колесо работает, но, к сожалению, требует, чтобы человек держал один конец вверх. Возможно, это то, что на самом деле сделал Атлас в греческой мифологии!

Вечные качели-пилы

Это интересное устройство использует два мяча для гольфа для непрерывного изменения центра тяжести конструкции. Возможно, в будущем у нас не будет солнечных ферм, а будут гигантские поля с мячиками для гольфа, которые щелкают, чтобы обеспечить мир энергией! Возможно, нет, но это делает визуальную часть интересной!

Вечная помпа

Агрегаты техники

Двигатель для вертолета Ми-38 испытали забросом птицы и льда

Перспективный турбовальный двигатель ТВ7-117В для многоцелевого вертолета Ми-38 прошел испытания на защищенность от внешнего воздействия. Согласно сообщению петербургской компании «ОДК-Климов», разработавшей двигатель, силовую установку испытали забросом птиц, града и воды. Все проверки двигатель прошел успешно.

Испытания новых двигателей на надежность — один из важнейших этапов в программе разработки любых силовых установок. Во время этого этапа разработчики проверяют, насколько надежно двигатель может работать как в предусмотренных для него условиях, так и в экстремальных.

Во время этого этапа силовые установки обычно испытывают запусками и работой в условиях жары и холода, повышенной влажности, дождя, снега, града, при частичном отказе оборудования, при попадании в двигатель птицы. Такие испытания каждый производитель начинает по разному, но, как правило, в них принимают участие сразу несколько силовых установок. Это позволяет существенно сэкономить время.

Во время проверки силовой установки на попадание льда обычно используется специальная установка-льдогенератор. Ее монтируют перед работающим двигателем, и установка начинает последовательно вырабатывать и выбрасывать снег и град различной величины. Испытания считаются пройденными если двигатель лишь незначительное падение мощности.

Во время испытаний забросом птиц в двигатель с помощью специального устройства выстреливают птичьи тушки разных размеров. Такая проверка необходима, поскольку самолеты и вертолеты нередко сталкиваются с птицами, и разработчики должны быть уверены, что такие столкновения относительно безопасны для летательных аппаратов.

Испытания ТВ7-117В проводились на стенде Центрального института авиационного моторостроения имени Баранова в конце января текущего года. Силовая установка прошла проверки попаданием крупного льда под углом 27 градусов к оси со скоростью 83 метра в секунду. Обстрел двигателя производился градом с диаметром 25 и 50 миллиметров (масса градин 8 и 59 граммов соответственно).

В двигатель в область защитного экрана также выстрелили птичьей тушкой массой 1,85 килограмма на скорости 83 метра в секунду. Защитное устройство получило видимые сильные деформации экрана и защитной сетки, однако уберегло двигатель от повреждений. Испытания признаны успешными. Теперь ТВ7-117В предстоит проверка попаданием мелкого града. Это будет последний по программе испытаний силовой установки.

ТВ7-117В разработан на базе самолетного турбовинтового двигателя ТВ7-117С, предназначенных для установки на военно-транспортные самолеты Ил-112В и пассажирские Ил-114. Силовая установка способна развивать мощность 2,8 тысячи лошадиных сил во взлетном режиме. Двигатель оснащен электронной системой автоматического управления и контроля с полной ответственностью.

В декабре прошлого года — январе текущего средний многоцелевой вертолет Ми-38 с установленными на него двигателями ТВ7-117В успешно прошел испытания сильными морозами. Проверки проводились в аэропорту Мирный в Якутии. В частности, разработчики проверили запуск двигателей Ми-38 при температуре воздуха минус 40 градусов Цельсия без предварительного прогрева.

В общей сложности почти за месяц испытаний вертолет выполнил 49 полетов. Разработчики проверили работоспособность узлов и агрегатов машины, а также функционирование бортовых систем, включая и после «вымораживания» Ми-38. По итогам проверок планируется доработать внешнюю маслосистему двигателей, а также систему кондиционирования воздуха в кабине пилотов.

Василий Сычёв

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.

Как работают вертолетные двигатели? Ваш полный путеводитель — учитель-пилот

Нет сомнений, что вертолеты — это невероятный образец инженерной мысли, но без двигателей они были бы бесполезны. Наличие легкого, мощного, экономичного и надежного двигателя имеет первостепенное значение для его успешной работы на вертолете.

Вертолетные двигатели могут быть как поршневыми, так и газотурбинными турбовальными. Воздух всасывается, сжимается, смешивается с топливом, воспламеняется, затем быстрое расширение газа используется для вращения приводного вала, который подается на главную трансмиссию. Двигатели работают на бензине (Avgas) или керосине (Jet A1).

Размер вертолета определяет тип двигателя и количество используемых двигателей. У каждого типа двигателей есть свои плюсы и минусы, но оба типа тщательно спроектированы и тщательно протестированы, чтобы гарантировать, что они соответствуют самым высоким стандартам качества. Если бы они этого не сделали, я бы ни за что не привязал свою задницу к одному из них!

Давайте взглянем на эти различные типы силовых установок для вертолетов…

Типы вертолетных двигателей

Как было кратко упомянуто, существует два типа вертолетных двигателей:

1. Поршневой или поршневой двигатель
2. Газотурбинный турбовальный двигатель

В этой статье будет рассмотрен каждый тип двигателя, принцип его работы, компоненты, обеспечивающие его работу, и то, как он приводит в движение вертолет.

Поршневые вертолетные двигатели:

Cabri от Guimbal — популярный тренировочный вертолет с поршневым двигателем. 1135 кг). До развития газотурбинных технологий поршневые двигатели использовались в более крупных вертолетах, таких как ранняя модель Westland Whirlwind HAR.5 19-го века.50-е годы.

Современные вертолетные поршневые двигатели обычно имеют 4 или 6 цилиндров, горизонтально-оппозитные конструкции, работающие на авиационном бензине, более известном как Avgas. Они невероятно надежны, но тяжелы по сравнению с мощностью, которую они создают. По этой причине они ограничены вертолетами меньшего размера.

Как работают поршневые вертолетные двигатели?

Поршневой двигатель вертолета очень похож на двигатель вашего автомобиля. Воздух всасывается в двигатель через карбюратор или воздухозаборник для моделей с впрыском топлива. Этот тип двигателя представляет собой 4-тактный двигатель, который имеет 4 ступени работы.

После запуска двигателя:

1. Впускная ступень — Когда каждый поршень в соответствующем цилиндре опускается коленчатым валом, клапан (впускной клапан) в верхней части цилиндра открывается, и воздух всасывается в цилиндр вместе с распыляемым топливом — оба измеряются для обеспечения оптимального соотношения топлива и воздуха.
2. Ступень сжатия – Как только поршень достигает дна цилиндра, он начинает подниматься вверх по цилиндру. В этот момент впускной клапан закрывается и герметизирует цилиндр. Это приводит к тому, что топливно-воздушная смесь становится все более сжатой по мере подъема поршня.
3. Силовой агрегат — Как только поршень достигает верхней точки своего хода, срабатывает свеча зажигания и воспламеняет взрывоопасную топливно-воздушную смесь. Это заставляет газ быстро расширяться и резко увеличивать его давление, заставляя поршень возвращаться в цилиндр.
4. Ступень выпуска — Поршень достигает дна, и инерция, и другие цилиндры работают, заставляют коленчатый вал продолжать вращаться, и поршень начинает подниматься вверх по цилиндру. В этот момент открывается другой клапан (выпускной клапан), позволяющий отработанному газу выйти из цилиндра. Когда поршень достигает верхней точки своего хода, выпускной клапан закрывается, и цилиндр готов к следующему циклу.

Анимация Автор Zephyris

Анимация, которую вы видите, это всего лишь один из 4 или 6 цилиндров, составляющих типичный вертолетный двигатель. Другое отличие состоит в том, что цилиндры расположены горизонтально, а коленчатый вал проходит через середину блока цилиндров. Это позволяет двигателю быть компактным и легко охлаждаемым, поскольку конструктору вертолета легче поместить верхние части цилиндров в воздушный поток.

Деталь двигателя Robinson R22 – Источник: Hengist

На этом изображении вы можете видеть две правые крышки цилиндров (квадраты бронзового цвета) этого двигателя Lycoming O-360 мощностью 180 л.с., мощность которого снижена до 145 л.с. Чтобы создать достаточный поток охлаждающего воздуха, Фрэнк Робинсон (первоначальный конструктор этого вертолета) создал этот кожух вентилятора, который втягивает воздух из большого круглого воздухозаборника, проходит через вентилятор с короткозамкнутым ротором с приводом от двигателя, а затем дует через цилиндры в Держите их в прохладе, особенно когда вертолет зависает и нет потока воздуха от прямого полета.

Коленчатый вал от четырех поршней затем соединяется с системой привода вертолета.

Как поршневой двигатель вертолета приводит в движение трансмиссию?

После запуска двигателя его карданный вал сразу начинает вращаться. Основная проблема здесь заключается в том, что заставить систему несущего винта вращаться сразу после запуска двигателя было бы слишком большим сопротивлением двигателю, и он не запустился бы.

Итак, чтобы двигатель мог легко запуститься, главный привод вертолета отключается от двигателя до тех пор, пока пилот не активирует систему включения привода.

Основным способом соединения поршневого вертолета с системой привода вертолета является ременная передача.

Шкив с желобками соединен с двигателем, а второй шкив с желобками соединен с первичным карданным валом коробки передач. Когда вертолет стартует, клиновые ремни ослаблены, что позволяет шкиву двигателя вращаться, не приводя в движение клиновые ремни.

Трансмиссия и сцепление Robinson R22 — Источник: ATSB

После запуска двигателя пилот активирует систему «Drive-Engagement» с помощью переключателя на приборной панели. На поршневых вертолетах есть несколько различных систем натяжения ремня, но все они выполняют одну и ту же работу.

Затем система начнет натягивать клиновые ремни, либо активируя двигатель и редуктор для отталкивания двух шкивов друг от друга, тем самым натягивая клиновые ремни, либо с помощью электрического линейного привода, который перемещает натяжной шкив и натягивает клиновые ремни.

Натяжение промежуточного шкива на вертолете Schweizer 269

После активации система остается заблокированной, чтобы поддерживать правильное натяжение ремней. Некоторые системы, например, на вертолетах Robinson, контролируют натяжение ремня и автоматически регулируют шкивы в полете для поддержания надлежащего натяжения.

После того, как пилот приземлится в конце полета, он отключит систему натяжения с помощью переключателя, и двигатель снимет натяжение с клиновых ремней, что позволит выключить двигатель, пока основной ротор все еще раскручивается.

Компоненты поршневого вертолетного двигателя

Многие поршневые двигатели, используемые в современных вертолетах, очень похожи по конструкции. Они бывают либо карбюраторными, либо топливными, в зависимости от модели вертолета.

Вот основные компоненты типичного поршневого двигателя вертолета:

Блок двигателя

Состоит из 4 или 6 цилиндров, в зависимости от модели, установленных под углом 180° друг к другу, известных как «горизонтально противоположные».

На изображении, которое вы видите, изображен поршневой авиационный двигатель Lycoming O-360. Этот установлен на самолете Piper PA-28, но он такой же, как и на вертолетах серии Robinson R22 Beta II. Это изображение дает отличный вид на его расположение.

Авиационный двигатель Lycoming серии O-360

Коленчатый вал проходит через середину блока цилиндров, так же как и распределительные валы, приводящие в действие впускные и выпускные клапаны. Вместо места соединения винта с валом в вертолетах соединяется клиновидный шкив. Две трубки, идущие к каждому цилиндру, представляют собой толкатели, которые открывают и закрывают впускные и выпускные клапаны, а ребра, которые вы видите на концах цилиндров, предназначены для предоставления каждому цилиндру максимальной площади поверхности для охлаждения.

Стартер

Делает именно то, на что похоже. Когда пилот поворачивает ключ зажигания в положение «Пуск» или нажимает кнопку «Пуск», двигатель стартера выдвигает зубчатую шестерню и начинает ее вращение с очень высоким крутящим моментом.

На изображении выше вы можете видеть зубья, окружающие край большого маховика. Именно с этими зубцами сцепляется стартер, и они проворачивают двигатель. Стартер скрыт от глаз в дальней правой части двигателя.

После запуска двигателя пилот отпускает кнопку или ключ, и стартер отводит свою шестерню от маховика и прекращает вращение. Стартер больше не требуется до конца полета.

Генератор

Генератор приводится в движение небольшим клиновым ремнем от основного коленчатого вала. Генератор можно увидеть слева внизу от пропеллера на фотографии выше. Работа генератора переменного тока заключается в выработке электроэнергии постоянного тока, как только коленчатый вал двигателя начинает вращаться.

Электроэнергия, которую он вырабатывает, используется для питания всех фонарей самолета, радиоприемников, GPS, приборов и любых электрических систем, таких как система включения привода, также называемая «муфтой».

Вторая задача генератора — заряжать аккумулятор. После каждого запуска двигателя напряжение аккумуляторной батареи снижается. Чтобы аккумулятор не разряжался со временем и чтобы вертолет можно было каждый раз запускать, генератор заряжает аккумулятор во время полета.

Магнето

Магнето — это электрическое устройство с приводом от двигателя, используемое для подачи энергии на свечи зажигания, чтобы заставить их искриться. На двигателе вертолета два магнето, и каждое работает независимо от другого.

В каждом цилиндре две свечи зажигания. Одно магнето подает энергию на одну свечу зажигания в каждом цилиндре, а второе магнето подает энергию на другую свечу зажигания в цилиндрах. Думайте об этом как о наборе верхних свечей зажигания и наборе нижних свечей зажигания. Одно магнето питает верхние заглушки, другое — нижние заглушки.

Lycoming 6 Cylinder Aircraft Engine – Оригинальный источник: Triple-Green

Наличие двух независимых систем обеспечивает резервирование. Если одна из них выйдет из строя, другая система сможет поддерживать работу двигателя, хотя и не так эффективно, но достаточно, чтобы вернуть вертолет домой с немного сниженной мощностью.

Преимущество магнето в том, что пока двигатель вращается, они производят энергию искры. Они не требуют какого-либо другого внешнего воздействия, что делает их отличными устройствами, поскольку они будут продолжать работать, даже если в самолете произойдет полный электрический отказ.

Обогрев карбюратора

В безнаддувных вертолетных двигателях используется карбюратор для смешивания топлива и воздуха в правильном соотношении перед тем, как они попадут в цилиндры для сгорания. Когда вертолету требуется больше мощности, дроссельная заслонка карбюратора открывается, и всасывание от такта впуска цилиндров всасывает больше воздуха, таким образом, эффект Вентури на топливопроводе также втягивает больше топлива.

Больше воздуха и топлива = больше взрыва = больше мощности

Когда воздух проходит через карбюратор, он естественным образом охлаждается в рамках процесса Вентури и может охлаждаться на целых 20°C. Проблема с самолетами в том, что когда они набирают высоту, температура окружающего воздуха становится ниже. Как только самолет начинает поглощать холод, в карбюраторе может начать образовываться влажный воздушный лед. Оставленный строиться, лед начнет закрывать щель, используемую для заглатывания воздуха, лишать двигатель воздуха и выключать его — нехорошо!

Деталь нагрева карбюратора Robinson R22 — Оригинальный источник: Hengist

Чтобы преодолеть это, простой совок собирает горячий воздух вокруг выхлопной трубы двигателя и направляет его к воздухозаборнику карбюратора. Это увеличивает температуру воздуха, поступающего в карбюратор, и может либо предотвратить образование льда, либо помочь растопить лед.

Система обогрева карбюратора контролируется пилотом по датчику температуры. Желтая дуга указывает, когда температура оптимальна для обледенения карбюратора.

Система активируется нажатием рычага в кабине, чтобы направить теплый воздух в карбюратор.

Воздушная система обогрева карбюратора используется перед любым изменением мощности, так как более теплый воздух, поступающий в двигатель, снижает мощность, которую он производит.

За 1 минуту – 30 секунд до снижения мощности, руководство по летной эксплуатации рекомендует активировать систему, чтобы растопить любой лед до того, как дроссельная заслонка начнет закрываться, когда пилот уменьшит мощность. При наличии льда зазор между дроссельной заслонкой и стенкой карбюратора может быть полностью перекрыт при закрытии клапана — это приведет к остановке двигателя.

Простая система, которая хорошо работает при правильном использовании пилотом. Многие пилоты погибли из-за обледенения карбюратора, когда они забыли активировать систему перед снижением мощности, и их двигатель заглох из-за недостатка воздуха.

Система впрыска топлива

Для увеличения мощности двигателя многие вертолетные двигатели оснащаются системой впрыска топлива, а не карбюраторной системой. Одним из основных преимуществ системы впрыска топлива является то, что она помогает устранить любые проблемы с обледенением карбюратора, потому что карбюратора нет!

Впрыск топлива — это именно то, на что это похоже. Это система, которая впрыскивает топливо непосредственно в каждый цилиндр. Топливо дозируется и впрыскивается в нужное время в 4-тактном цикле через топливную форсунку, которая распыляет топливо по мере его подачи.

Система использует топливный насос для повышения давления топлива, поступающего из бака. Затем он проходит через клапан, который также связан с впускным клапаном, поэтому, когда пилоту требуется больше мощности, он открывает как впускной, так и топливный клапаны, чтобы позволить большему количеству воздуха и топлива пройти в двигатель.

Затем топливо направляется в распределительный блок, который направляет его в нужный цилиндр в нужное время. Воздух по-прежнему поступает в каждый цилиндр через впускной клапан. Вместо того, чтобы смешивать воздух и топливо в карбюраторе, смесь теперь смешивается непосредственно в цилиндре.

Поскольку топливо измеряется и дозируется, повышенная производительность и эффективность могут быть достигнуты с помощью электронных систем для контроля и управления подачей топлива в каждый цилиндр.

Газотурбинные вертолетные двигатели

Леонардо AW101 имеет 3 газотурбинных двигателя – Источник: Марк Харкин

Газотурбинный двигатель – это двигатель вертолета. Легкая, компактная конструкция и высокая выходная мощность делают их идеальными для установки на вертолете. Но они недешевы! Даже самые маленькие начинаются с той же цены, что и целый вертолет с поршневым двигателем!

Тип газотурбинного двигателя, используемого в вертолетах, называется «турбовальной» газовой турбиной, и это означает, что он использует мощность двигателя, а затем передает эту мощность на приводной вал, который вертолет затем может использовать для привода системы трансмиссии.

Вертолеты могут иметь 1, 2 или даже 3 газотурбинных двигателя в зависимости от их веса и конструкции. Давайте посмотрим…

Как работают газотурбинные вертолетные двигатели?

В вертолетах используются два типа газотурбинных двигателей.

1. Первая серия — это серия Allison, в которой используется конструкция с обратным воздушным потоком:

Воздух втягивается спереди, направляется в заднюю часть двигателя, затем проходит через середину двигателя, а затем выбрасывается из вершина. Этот тип двигателя очень распространен на вертолетах Bell.

Bell 206 Jet Ranger с двигателем с обратным потоком – Источник: James

2. Второй тип газовой турбины представляет собой прямоточный воздушный поток и используется более широко:

Воздух поступает через впускное отверстие и движется непосредственно через двигатель перед выходом сзади.

Leonardo AW189 имеет двигатели сквозного типа – Источник: Адриан Пингстоун

Оба двигателя используют один и тот же принцип работы, но отличаются физическим расположением их компонентов.

Газотурбинные двигатели работают, втягивая воздух в переднюю часть двигателя с помощью компрессора. Большинство турбовальных вертолетных двигателей имеют двухступенчатый компрессор. Это сжимает воздух, нагревает его и увеличивает его скорость.

Затем сжатый воздух направляется в камеру сгорания, где он смешивается с распыленным топливом для реактивных двигателей и воспламеняется. Как только двигатель работает, огненный шар обеспечивает самоподдержание двигателя, обеспечивая поступление топлива.

Газ быстро расширяется и проталкивается через турбину(и) газогенератора. Они вращаются в потоке воздуха и подключаются к компрессору в передней части двигателя. Это заставляет компрессор вращаться, чтобы подавать больше воздуха, чтобы двигатель работал.

После прохождения через турбину газогенератора газы проходят через силовую турбину/турбины. Силовые турбины не связаны ни с чем в двигателе, кроме коробки передач, которая питает приводной вал, который используется для привода трансмиссии вертолета. Вот где запрягается сила.

После прохождения через силовую турбину(ы) газ выходит из выхлопной трубы вертолета.

Турбовальный двигатель Arriel 1D1 от Airbus AS350 Astar

При постоянном добавлении топлива двигатель питается сам и продолжает работать в бесконечном цикле. Если требуется больше мощности, добавляется больше топлива, что приводит к более сильному взрыву, который быстрее вращает турбину газогенератора, которая быстрее вращает компрессор, втягивая больше воздуха для смешивания с увеличенным количеством топлива.

Больше воздуха и топлива = больше взрыва = больше мощности

Как газотурбинный двигатель вертолета приводит в движение трансмиссию?

В зависимости от конструкции двигателя будет зависеть способ использования мощности двигателя. В некоторых турбовальных двигателях силовая турбина соединена с коробкой передач, которая приводит в движение приводной вал, или некоторые могут выводить приводной вал из передней или задней части центральной линии двигателя, который затем можно вставить в коробку передач, установленную на двигатель.

На приведенной ниже схеме силовая турбина соединяется с редуктором сразу за силовой турбиной. Доступ к приводу (оранжевый) возможен как спереди, так и сзади этого двигателя.

На приведенной ниже схеме силовые турбины направляют карданный вал через центр двигателя, а редуктор расположен в передней части двигателя. Доступ к приводу (оранжевый) возможен только спереди двигателя:

После доступа к приводу двигателя остается только установить приводной вал между двигателем и главной трансмиссией вертолета. Когда используются два двигателя, они устанавливаются рядом, и каждый карданный вал входит в любую сторону главной передачи.

В отличие от вертолетов с поршневым двигателем, вертолеты с газотурбинным двигателем не нуждаются в системе сцепления для отделения двигателя от трансмиссии. Газовые турбины позволяют двигателю запускаться и начинать вращение без вращения системы несущего винта, поскольку силовые турбины известны как свободные турбины.

Несмотря на то, что остальные компоненты двигателя вращаются, силовая турбина (турбины) соединена только напрямую с главной трансмиссией и будет вращаться только тогда, когда поток газа через них станет достаточно мощным, чтобы преодолеть сопротивление трансмиссии. При первом запуске двигателя поток газа через силовую турбину (турбины) имеет небольшой объем, воздух просто проходит через лопатки силовой турбины, не воздействуя на них.

По мере увеличения оборотов двигателя во время запуска увеличивается объем воздуха, проходящего через силовую турбину, и примерно при 25% скорости вращения двигателя поток газа будет достаточно сильным, чтобы начать вращение силовой турбины, которая затем приводит в движение трансмиссию, который, в свою очередь, приводит в движение основной и хвостовой винты.

Компоненты газотурбинного вертолетного двигателя

Хотя газотурбинные двигатели выглядят сложными, их работа довольно проста. Компоненты, из которых состоит газотурбинный двигатель, спроектированы с очень жесткими допусками, чтобы выдерживать огромные скорости и температуры, при которых работают эти машины.

Для этого объяснения мы рассмотрим двигатель Arriel 1D1, который приводит в действие AS350 B2 Astar. Это тот, на котором я сейчас летаю, и у меня есть много фотографий, которые помогут объяснить. Начнем с передней части двигателя и пройдем дальше:

Компрессоры

Большинство газотурбинных вертолетных двигателей состоят из пары компрессоров в самой передней части двигателя. Первый компрессор осевой компрессор. Работа этого компрессора заключается в том, чтобы всасывать воздух и увеличивать его давление и скорость. Он также сглаживает воздушный поток, готовый к его входу во второй компрессор — центробежный компрессор.

Затем центробежный компрессор снова увеличивает давление воздуха и повышает его температуру, прежде чем он попадет в камеру сгорания.

Оба компрессора смонтированы на одном валу и вращаются вместе как единое целое. Их скорость контролируется турбиной газогенератора (подробнее об этом позже).

Выпускной клапан

Выпускной клапан расположен в верхней части двигателя между осевым и центробежным компрессорами.

Компрессоры двигателя рассчитаны на работу с максимальной эффективностью при высоких оборотах. Во время пуска и настройки низкой мощности воздух, проходящий через компрессоры, очень медленный и может вызвать аэродинамическую остановку лопастей ротора компрессора.

Для предотвращения остановки выпускной клапан удерживается в открытом положении пружиной, чтобы разгрузить компрессор при запуске двигателя, ускорении и режимах малой мощности. Благодаря этому компрессор ощущает меньше ограничений и работает более эффективно. По мере увеличения оборотов двигателя клапан закрывается за счет давления воздуха, создаваемого двигателем. Это полностью автоматическая система, и она работает очень хорошо.

Камера сгорания

После подготовки воздуха компрессорами он поступает в камеру сгорания, где из двух топливных форсунок дозируется распыленное реактивное топливо.

При запуске двигателя топливно-воздушная смесь воспламеняется двумя свечами зажигания. Как только двигатель достигает примерно 45% своих рабочих оборотов в минуту, огненный шар в камере сгорания становится самоподдерживающимся. В этот момент свечи зажигания выключаются до конца полета. При условии, что топливо продолжает поступать в камеру сгорания, огненный шар будет гореть.

При воспламенении топливно-воздушной смеси ее объем быстро увеличивается, и единственный путь для ее выхода — к задней части двигателя.

Блок управления подачей топлива

Блок управления подачей топлива находится в передней нижней части двигателя и приводится в действие дополнительной коробкой передач двигателей. Топливо поступает в блок управления от подпорных насосов, расположенных в топливном баке вертолета. Блок управления подачей топлива сам по себе является сложным сердцем двигателя, но я постараюсь сделать его простым для понимания!

Блок управления подачей топлива работает по двум требованиям:

1. Рычаг управления подачей топлива (верхняя тяга) – используется для запуска и разгона двигателя до полетных оборотов. При достижении оборотов в минуту рычаг остается в этом положении до конца полета.
2. Коллектив — это то, что пилот использует для набора высоты и спуска с вертолета. По мере увеличения шага лопастей лопасти несущего винта создают большее сопротивление. Чтобы основной ротор вращался с оптимальной скоростью вращения 390 об/мин, требуется больше мощности. Общий рычаг соединен с органами управления полетом и блоком управления подачей топлива (нижняя тяга), чтобы запрашивать больше топлива для большей мощности и меньше топлива для меньшей мощности.

По мере дозирования топливо подается под давлением к двум топливным форсункам, установленным по бокам камеры сгорания.

Газогенератор

Турбина или турбины газогенератора, в зависимости от модели двигателя, устанавливаются непосредственно после камеры сгорания. Когда быстро расширяющийся газ пытается выйти из двигателя, он проходит через лопатки этой турбины.

Когда воздух проходит через турбину, он вращает ее. Работа газогенератора заключается в подаче в двигатель необходимого количества воздуха, чтобы соответствовать количеству топлива, запрошенному и подаваемому блоком управления подачей топлива.

Турбина(ы) газогенератора также установлена ​​на том же валу, что и два компрессора, так что по мере того, как добавляется больше топлива и увеличивается удар, больше воздуха проходит через газогенератор, вращая его быстрее, таким образом, компрессоры быстрее всосать больше воздуха. Это то, что делает двигатель самоподдерживающимся и представляет собой постоянный цикл, а не 4-ступенчатый цикл поршневого двигателя.

Силовая турбина

Здесь мощность двигателя используется для привода главной трансмиссии вертолета.

Силовая турбина не связана с компонентами двигателя перед ней. Это так называемая «свободная турбина». Так же, как принцип работы газогенератора, он использует поток воздуха, пробивающийся через него, чтобы вращать его. Некоторые газотурбинные двигатели могут иметь только одну силовую турбину, в то время как двигатели других конструкций могут иметь несколько турбин.

При низких оборотах двигателя расхода газа недостаточно для вращения силовой турбины. Это позволяет двигателю свободно запускаться без включения главной передачи, соединенной с двигателем. Когда поток воздуха достигает примерно 25% от его рабочих оборотов в минуту, потока воздуха через силовую турбину достаточно, чтобы преодолеть трение и сопротивление лопастей трансмиссии и несущего винта, и он начинает вращаться.

Когда силовая турбина начинает вращаться, она соединяется с валом, который входит в редуктор. Затем газ выходит из двигателя и выбрасывается в атмосферу.

Редуктор

Основная задача редуктора заключена в его названии. Число оборотов силовой турбины составляет около 46 000 об / мин, и его необходимо значительно снизить, чтобы создать 732 л.с., передаваемых на главную трансмиссию.

Поскольку редуктор изменяет частоту вращения выходного вала двигателя, он соединяется с главным выходным валом двигателя при более приличных оборотах 6000!

Главный выходной вал этого двигателя проходит под остальной частью двигателя, где он также проходит через дополнительный редуктор, установленный между двумя компрессорами. Как только он покидает переднюю часть вспомогательного редуктора, он соединяется с главной трансмиссией через гибкий карданный вал, установленный внутри «тормозной трубки», что позволяет двигателю и трансмиссии двигаться и вибрировать как единое целое.

Вспомогательный редуктор

Вспомогательный редуктор приводится от вала между двумя компрессорами. Его работа заключается в том, чтобы запускать все вспомогательное оборудование, необходимое для поддержания работы двигателя. Масляный насос, блок управления подачей топлива и стартер/генератор — это лишь некоторые из типичных устройств, устанавливаемых и приводимых в действие дополнительной коробкой передач.

Если вы предпочитаете более наглядное представление о том, как работает этот двигатель, посмотрите видео, которое я создал для вас:

Закончить

Независимо от размера, стоимости и сложности вертолетного двигателя, его назначение для обеспечения надежного питания, чтобы вертолет оставался работоспособным и безопасным.

Вертолетные двигатели с поршневым двигателем отлично подходят для небольших вертолетов, а поскольку они дешевле при покупке и эксплуатации, они идеально подходят для учебных вертолетов или частных владельцев.

Как только вертолеты становятся больше, мощность, необходимая для их управления, резко возрастает. Это когда в дело вступает высокая удельная мощность газотурбинного двигателя, но по цене.

Полетев на обоих типах двигателей, я могу сказать вам, что, когда двигатель обеспечивает большую дополнительную мощность, то то, что вы можете делать, а также высоты и скорости, которых вы можете достичь на вертолете, действительно делают полеты невероятными.

Поршень или турбина, выбор действительно зависит от вертолета, в который он входит.

Дополнительная литература

Если эта статья показалась вам интересной и вы хотели бы продолжить чтение, я настоятельно рекомендую следующие статьи из моего блога:

• Отказы вертолетных двигателей – правильное объяснение пилота!
• Есть ли у вертолетов автопилоты? Зависит от того, есть ли у вас $$$!
• Из чего сделана лопасть вертолета? Раньше это было дерево!
• Как поворачивают вертолеты? Легко, но сложно!

7 Различные типы вертолетных двигателей

Вертолеты используют горизонтально вращающиеся винты для создания подъемной силы и тяги, что позволяет им летать вертикально и зависать. Для вращения роторов требуется мощность, которая исходит от двигателя. Хотя турбовальные двигатели являются наиболее распространенным типом двигателя, легкие вертолеты могут иметь поршневой двигатель.

Содержание

• 1. Поршневые двигатели
• 2. Турбинные двигатели
• 3. Рядные двигатели
• 4. Роторные двигатели
• 5. Двигатели с оппозитными поршнями0018
• 6. Радиальные двигатели
• 7. Электрические двигатели

Самые ранние конструкции вертолетов основывались на резиновых лентах или шпинделях для выработки энергии. Прорыв произошел с появлением двигателя внутреннего сгорания, который обеспечивал достаточную мощность, чтобы поднимать вертолеты в воздух.

Первые вертолеты с двигателями были изготовлены по индивидуальному заказу или роторными двигателями. Автомобильные двигатели и радиальные двигатели также появились на ранних вертолетах. Однако эти конструкции не были практичными, поскольку двигатели все еще не обеспечивали достаточной подъемной силы для продолжительного полета.

Вертолеты также полагались на отдельные двигатели для несущего винта и рулевого винта, вплоть до создания Игорем Сикорским VS-300 в 1939 году. Сикорский использовал один четырехцилиндровый двигатель мощностью 75 л.с. для питания обеих несущих систем.

Использование четырехцилиндровых поршневых двигателей стало стандартом для вертолетов вплоть до выпуска турбовального двигателя в конце 1950-х гг. Новые двигатели были легче, надежнее и могли обеспечивать устойчивую высокую мощность.

В последующие десятилетия вертолетные двигатели были доработаны и улучшены для достижения максимальной производительности. Большие вертолеты теперь используют два или три турбовальных двигателя, средние вертолеты могут использовать один турбовальный двигатель, а легкие вертолеты общего назначения, как правило, по-прежнему работают на поршневых двигателях.

Итак, давайте рассмотрим все типы двигателей, использовавшихся в вертолетах на протяжении многих лет.

1. Поршневые двигатели

Авиационный двигатель Nickshu Franklin O-335/6AC. Двигатель первого вертолета Sikorsky VS-300.

Поршневой двигатель содержит ряд поршней, которые перемещаются вверх и вниз, вращая коленчатый вал. Наиболее распространенной конфигурацией поршневого двигателя является четырехтактный двигатель, который включает четыре такта для выработки мощности. Четыре цикла включают впуск, сжатие, сгорание и выпуск.

Поршневые двигатели в основном используются в небольших вертолетах, так как вес двигателя делает его менее эффективным для более тяжелых вертолетов. Поршневые двигатели обычно классифицируются в зависимости от расположения цилиндров, например, рядные, радиальные, оппозитные и роторные. Двигатель также может иметь воздушное или жидкостное охлаждение.

Большинство людей считают Sikorsky VS-300 первым в мире вертолетом. В нем использовался поршневой двигатель с противоположной конфигурацией цилиндров. Однако Focke-Wulf Fw 51 впервые поднялся в воздух тремя годами ранее и имел радиальный двигатель.

2. Турбинные двигатели

В 1951 году компания Kaman Aircraft выпустила первый вертолет с турбовальным двигателем. Турбовальный двигатель — это тип газотурбинного двигателя, предназначенный для выработки мощности на валу. Сжатый воздух смешивается с топливом в камере сгорания. Затем топливно-воздушная смесь воспламеняется и расширяется, приводя в движение колеса турбины и вращая роторную систему.

Турбинные двигатели произвели революцию в авиационной промышленности в 1940-х и 1950-х годах. По сравнению с поршневыми двигателями газотурбинные двигатели могли производить большую мощность, что было самым большим ограничением первых вертолетов с поршневыми двигателями. Сегодня на большинстве вертолетов используются турбовальные двигатели, за исключением легких вертолетов общего назначения.

В турбовальных двигателях используются те же принципы, что и в поршневых двигателях. Двигатель имеет воздухозаборник, компрессор и камеру сгорания. Однако вместо поршней мощность передается на турбину. Турбина приводит в действие трансмиссию, которая передает вращение от вала к роторным системам.

3. Рядные двигатели

Hunini Bell 47G с рядным двигателем Lycoming

Первые поршневые двигатели, использовавшиеся в вертолетах и ​​других самолетах, имели рядную конфигурацию. Цилиндры располагались в ряд (в ряд).

Рядная конструкция делала двигатели более узкими, но ограничивала поток воздуха для охлаждения двигателя, часто требуя жидкостного охлаждения. Добавление жидкостного охлаждения сделало рядные двигатели тяжелее, что снизило их эффективность.

Рядные поршневые двигатели обычно использовались в автомобилях и выпускаются в различных конфигурациях, включая V-образную, Н-образную и W-образную форму. На заре авиации инженеры начали устанавливать рядные автомобильные двигатели на вертолеты.

4. Роторные двигатели

Санджай Ачарья Ванкель RC2 60 Роторный двигатель

Роторно-поршневые двигатели были представлены во время Первой мировой войны. Вместо того, чтобы располагать цилиндры в ряд, как в рядном двигателе, цилиндры располагались вокруг центрального коленчатого вала. Роторные двигатели работали более плавно и обеспечивали улучшенное охлаждение по сравнению с более ранними двигателями.

Как роторные, так и радиальные двигатели имеют радиальную конструкцию. Однако роторные двигатели имеют неподвижный коленчатый вал и вращающийся блок цилиндров, тогда как радиальные двигатели имеют вращающийся коленчатый вал и неподвижные блоки цилиндров.

Роторные двигатели изначально разрабатывались для самолетов, но появились в некоторых из первых прототипов вертолетов. Двигатели располагались вертикально для вращения несущей системы.

5. Двигатели с оппозитными поршнями

MichaelFrey Simpsons Сбалансированный двухтактный двигатель

Горизонтально оппозитные двигатели имеют два ряда цилиндров на противоположных сторонах коленчатого вала. Цилиндры часто располагают в горизонтальном положении. Это обеспечивает лучшее воздушное охлаждение и более низкий центр масс.

Горизонтально-оппозитные двигатели также называются плоскими двигателями, оппозитными двигателями или блочными двигателями, поскольку конструкция обеспечивает более низкий профиль по сравнению с другими двигателями.

Sikorsky VS-300 использовал горизонтально-оппозитный двигатель, как и многие ранние вертолеты 1940-х годов.

6. Радиальные двигатели

airventure.de Двигатель Sikorsky S-58

Радиально-поршневые двигатели имеют один или несколько рядов цилиндров, отходящих от центрального коленчатого вала. По сравнению с ранними рядными и роторными двигателями радиальный двигатель был меньше и эффективнее, с большим отношением мощности к весу. Однако чаще всего они появлялись на грузовых самолетах и ​​штурмовиках.

Из-за эффективности радиальных двигателей они использовались во многих самолетах, пока их не заменили газотурбинными двигателями. Bristol 171 Sycamore и Sikorsky S-55 — пара редких вертолетов с радиальным двигателем.

Bristol 171 был произведен в Великобритании в 1947 году. Он был оснащен девятицилиндровым радиальным двигателем, который обычно использовался на самолетах с неподвижным крылом. S-55 был транспортным вертолетом, использовавшимся вооруженными силами США в 1950-х годах.

7. Электрические двигатели

Электрические двигатели обычно не используются для вертолетов.

Рогозин объявил о прекращении поставок ракетных двигателей России в США — РБК

Россия заморозила поставки в США ракетных двигателей РД-180 и РД-181, рассказал глава «Роскосмоса» Дмитрий Рогозин. Также Россия отказалась от совместных космических экспериментов с Германией

Фото: Илья Питалев / РИА Новости

Россия прекращает поставки в США ракетных двигателей. Об этом сообщил глава «Роскосмоса» Дмитрий Рогозин в эфире телеканала «Россия 24». Эфир доступен на странице телеканала «ВКонтакте».

«Нами сегодня принято решение о прекращении поставок в США ракетных двигателей производства НПО «Энергомаш», — сказал Рогозин. По его словам, поставки двигателей «шли достаточно активно» с середины 1990-х годов. Россия поставляла Вашингтону двигатели РД-180 и РД-181, которые используются США для ракет «Атлас-5» и для первой ступени ракеты «Антарес» соответственно.

По словам Рогозина, по контрактам с США 2022–2024 годах Россия планировала дополнительно поставить США 12 двигателей РД-181, также велись переговоры о поставках РД 181М с улучшенными характеристиками.

«Но мы считаем, что не можем в сложившихся обстоятельствах снабжать США нашими лучшими в мире двигателями. Пусть летают на чем-то еще, на своих метлах, но по крайней мере эти поставки мы замораживаем», — добавил глава госкорпорации.

Всего, по словам Рогозина, за время сотрудничества с США Россия поставила американским партнерам 122 двигателя РД-180, использовано для запусков — 98. От технического обслуживания оставшихся 24 двигателей Россия также отказалась. Также США получено 26 двигателей РД-181. Из них 22 были использованы для запусков. «Осталось у них четыре, это на две ракеты», — уточнил глава «Роскосмоса».

Кроме того, «Роскосмос» прекратил сотрудничество с Германским центром авиации и космонавтики (DLR). По словам Рогозина, DLR отключил один из двух телескопов космической обсерватории «Спектр-РГ», которая находится на расстоянии 1,5 млн км от Земли, в точке Лагранжа. Эта обсерватория выполняла гражданскую миссию по построению карты всего неба в рентгеновском спектре, говорится на сайте «Роскосмоса».

В качестве реакции на это «Роскосмос» не будет сотрудничать с Германией в реализации ряда научных экспериментов на Международной космической станции, российская программа по ним будет выполнена в полном объеме без участия германской стороны.

В ответ на санкции, которые ввел Евросоюз, российская космическая корпорация приостановила сотрудничество с европейскими партнерами и прекратила пуски с космодрома Куру во Французской Гвиане. Также Рогозин говорил, что если США из-за санкций прекратят сотрудничество, которое касается обслуживания МКС, то станция может упасть на территорию США, Европы, Индии или Китая.

2 марта аффилированные с Anonymous хакеры сообщили, что «Роскосмос» из-за их действий потерял контроль над российскими спутниками, однако Рогозин эту информацию опроверг. «Информация от этих мошенников и мелких жуликов недостоверна. Все наши центры управления космической деятельностью работают как обычно», — написал Рогозин. По его словам, каналы управления космической отраслью, орбитальной группировкой и российским сегментом МКС защищены от кибератак, которые ведут на них с иностранных серверов.

Также Рогозин сообщил, что «Роскосмос» отменит запланированную на 4 марта отправку ракеты со спутниками связи британской компании OneWeb, если российской стороне в ближайшие два дня не будут предоставлены гарантии, что они не будут использоваться в военных целях. Такой гарантией он назвал выход британского правительства из состава акционеров компании. Средства по контракту за проведение пуска «Роскосмос» возвращать в случае его отмены не будет.

Российский или украинский двигатель РД 181 вывел на орбиту ракету

18 октября 2016, 13:51

2 мин

…

17 октября 2016 г с космодрома на острове Уоллопс в Атлантическом океане стартовала ракета-носитель Antares-230 TM с транспортным грузовым кораблем Cygnus.

17 октября 2016 г с космодрома на острове Уоллопс (Wallops) в Атлантическом океане стартовала ракета-носитель Antares-230 TM с транспортным грузовым кораблем Cygnus.

Об этом 18 октября 2016 г поведала Orbital ATK.

Это уже 6^й транспортный запуск Orbital ATK на МКС для НАСА.

Основная конструкция 1^й ступени ракеты — носителя — это двигатели RD-181.

В июне 2016 г химкинский НПО Энергомаш им Глушко поставил 3 двигателя RD-181 для Antares.

Между тем, В. Гройсман утверждает, что Antares-230 TM с транспортным грузовым кораблем Cygnus — это детище КБ Южное и днепропетровского Южмаша (того самого, который производил ракету Сатана).

Тогда это большой успех Украины после аварии в 2014 г.

Импортозамещение проходит не только в России

В 2015 г Пентагон объявлял импортозамещающий тендер на создание нового двигателя, который будет использоваться вместо РД-180.

И похоже, РД 181 отлично заменит российские двигатели.

В 2015 г глава Государственного космического агентства (ГКА) Украины Л. Сабодаш дерзко заявлял, что по итогам поездки украинской делегации в г Вашингтон было достигнуто соглашение о поставках украинских двигателей и ракетоносителей от КБ Южное и Южмаш для Boeing, что впрочем не было подтверждено американцами.

Ракету Antares американцы предполагают сделать основной ракетой-носителем среднего класса, вместо снятой с эксплуатации американской ракеты Delta.

А это значит, что еще лет 10 США будут использовать двигатели РД-181.

Только теперь не ясно чьи: российские или украинские.

Грузовик, названный А. Пойндекстером в честь астронавта, доставит на Международную космическую станцию (МКС) груз весом в 2,3 тонны, в тч продовольствие, воду, расходные материалы и научную аппаратуру, оборудование для вывода в космическое пространство миниатюрных спутников, предназначенных для наблюдения за погодой на Земле.

Этого хватит для экипажа 6 чел, которые будут на МКС в конце этой недели.

После 9 мин полета связь с кораблем была установлена, солнечные батареи раскрылись, Cygnus был успешно выведен на орбиту, где он будет находиться до 23 октября 2016 г, а затем пристыкуется к МКС.

Старт неоднократно переносился, но, в итоге , оказался успешным.

Сначала он был запланирован на середину июля, затем — на конец августа, на 2^ю половину сентября, на 14 и 16 октября 2016 г.

Последний перенос старта стал следствием нештатной работы соединительного кабеля наземной аппаратуры поддержки на космодроме во время предстартовой проверки.

Кабель был заменен, и ракета стартовала.

На МКС А. Пойндекстер будет около 1 мес, после чего отстыкуется и с грузом отходов около 1700 кг сгорит в плотных слоях атмосферы.

До 2018 г по контракту CRS-1 с NASA, Orbital ATK будет поставлять 30 тонн грузов на космическую станцию.

С 2019 г по контракту CRS — 2, заключенному с NASA, Orbital ATK выполнит не менее 6 миссий на МКС.

Cygnus состоит из общего сервисного модуля и грузового модуля.

Сервисный модуль был построен и испытан на заводе Orbital ATK в г Даллес, штат Вирджиния.

Cygnus также использует солнечные батареи UltraFlexTM от Orbital ATK.

Композитный корпус изготовлен на заводе в г Goleta и г Сан-Диего, в штате Калифорния, топливные баки — на заводе Commerce, Калифорния.

Castor 30XL твердотопливный ракетный двигатель 2^й ступени был изготовлен на заводе компании Orbital ATK в Магна, штат Юта.

Источник : Neftegaz.RU

#antares
#cygnus
#владимир гройсман
#двигатель
#космодром
#мкс
#пентагон
#ракета
#ракета носитель
#россия
#сатана
#сша
#украина
#уоллопс
#энергомаш
#южмаш

Российский космический подрядчик поставил ракетные двигатели РД-181 в США — Наука и космос

Украинские войска обстреляли населенный пункт в ЛНР комплексами «Град»

Выпущено 20 ракет

Подробнее

Банк России повысил ключевую ставку на 10,5 п. п. 20%

Внешние условия для российской экономики резко изменились, отметил регулятор

Подробнее

Турция раскрывает перспективы прохода российских военных кораблей через Босфор и Дарданеллы

Министр иностранных дел Турции Мевлют Чавушоглу подчеркнул, что Турция и по сей день неукоснительно соблюдает Конвенцию Монтрё

Подробнее

Россия берет под свой контроль Запорожскую АЭС, сообщает Минобороны

Рабочие станции продолжают обслуживать объекты

Подробнее

Обзор прессы: Путин начинает операцию по денацификации Украины и ее экономические последствия

Главные новости российской прессы, пятница, 25 февраля

Подробнее

Украина предложила Гомель в качестве площадки для переговоров с Россией, заявил Кремль

Россия не будет приостанавливать военную операцию на Украине во время переговоров с украинской стороной, заявил пресс-секретарь Кремля Дмитрий Песков

Подробнее

Зеленский поспешно бежал из Киева, Россия Спикер Госдумы утверждает

«Сбежал во Львов со своим окружением, где ему и его помощникам было предоставлено жилье», сказал спикер

Подробнее

Европейский Союз закрывает воздушное пространство для России — документ

Однако компетентные органы могут разрешить воздушному судну совершить посадку, взлет или пролет в гуманитарных целях или в любых других целях, соответствующих целям настоящего регламента

Подробнее

Западные страны согласились отключить российские банки от SWIFT

Великобритания, Германия, Италия, Канада, США, Франция и Европейская комиссия договорились о введении новых «жестких финансовых санкций» в отношении России

Подробнее

Российские войска нанесли высокоточный ракетный удар по военной инфраструктуре Украины

Вооруженные силы России уничтожили более 800 объектов украинской военной инфраструктуры

Подробнее

Российских военных встретили с флагами в Мелитополе Украины

В Минобороны успокоили что российские войска не наносят удары по украинским городам, а ограничиваются хирургическими ударами и выводом из строя украинской военной инфраструктуры

Подробнее

Премьер-министр Израиля предложил Путину посредничество в Украине — Кремль

Телефонный разговор состоялся по инициативе Израиля

Подробнее

Украинский кризис спровоцировал игнорирование Западом преступлений неонацистов — постпред ООН

Василий Небензя подчеркнул, что страны Запада, участвовавшие в воскресном заседании Совбеза ООН, «не сказали ни слова сочувствия жителям Донбасса»

Подробнее

Россия способна принять меры по смягчению ущерба от санкций — Кремль

Дмитрий Песков подчеркнул, что у России «есть все возможности и потенциал для этого»

Подробнее

Южные Курилы оккупированы Россией, утверждает официальный представитель МИД Японии

Японские власти в последние годы воздерживались от термина «оккупация», вместо этого предпочитая говорить, что «эти острова находятся под суверенитетом Японии»

Подробнее

Россия, Украина должны разработать дорожную карту и прийти к общей позиции — официальный представитель России

По словам помощника Президента РФ Владимира Мединского, российская делегация выехала в Гомельскую область для проведения переговоров с украинской стороной

Подробнее

Русский дипломат призывает страны G7 оценить глобальный ущерб, который они нанесли за последние 25 лет

Эти страны нанесли ущерб «на нескольких континентах», подчеркнула Мария Захарова

Подробнее

ФСБ предотвращает теракт в Калужской области России

Спланировано по заказу террористической организации Исламское государство

Подробнее

Зеленский принимает предложение Путина, готов к мирным переговорам

По словам его пресс-секретаря Сергея Никофорова, консультации ведутся идет о месте и времени переговоров

Подробнее

Мэр Киева заявил, что украинская столица окружена

Виталий Кличко признал, что столичные власти не полностью контролировали добровольческие батальоны территориальной обороны, которые были обеспечены вооружением

Подробнее

Российская делегация прибыла в Беларусь для переговоров с украинцами

Российская делегация готова начать переговоры с Украиной в Гомеле, заявил пресс-секретарь Кремля Дмитрий Песков

Подробнее

Лидеров киевского режима ждет неотвратимое наказание — Оборона России Министерство

Гражданскому населению ничего не угрожает, заявили в Минобороны

Подробнее

Российская авиация завоевала господство в воздухе над всей Украиной — Минобороны

Официальный представитель Минобороны России генерал-майор Игорь Конашенков подчеркнул, что «С начала операции Вооруженные Силы России нанесли удар по 1114 объектам военной инфраструктуры Украины

Подробнее

Путин приказывает «особый режим несения службы» в силах сдерживания России

Русский Президент подчеркнул, что западные страны также предпринимают недружественные действия против России в экономической сфере

Подробнее

Обзор прессы: Почему Путин привел ядерные силы в состояние повышенной боевой готовности, а освобождение Донбасса продолжается

Главные новости российской прессы за понедельник, 28 февраля

Подробнее

Франция увеличит военную помощь Украине, ужесточит антироссийские санкции

Президент Франции Эммануэль Макрон полон решимости принять «меры по замораживанию финансовых активов» Российские общественные деятели на национальном уровне

Подробнее

Украинские катера атакуют корабли, эвакуирующие украинских военнослужащих, сдавшихся на острове Змеиный

Официальный представитель Минобороны России Игорь Конашенков добавил, что катера могли наводиться американскими беспилотниками

Подробнее

Запад прикрывал преступления киевского режима, приведшие к украинской трагедии, говорит Лавров

«В течение всего этого периода население ДНР и ЛНР подвергалось издевательствам, многолетним обстрелам со стороны киевского режима которые открыто взяли курс на русофобию и геноцид», — отметил высокопоставленный российский дипломат

Подробнее

Российско-украинские переговоры начнутся в понедельник утром — источник

Причина — материально-техническое обеспечение украинской делегации, сказал источник

Подробнее

Лавров сообщил Чавушоглу, что Москва готова к урегулированию украинского кризиса — МИД

Министр иностранных дел России проинформировал высокопоставленного турецкого дипломата об операции России на Донбассе операция

Конашенков также сообщил, что несколько российских солдат взяты в плен

Подробнее

Контакты Россия-ЕС официально не прерваны — дипломат

В пятницу Комитет министров Совета Европы принял решение лишить Россию права представительства в Комитете министров и в ПАСЕ

Подробнее

Лукашенко говорит, что Путин обещает расценить нападение на Беларусь как нападение на Россию

Белорусский лидер отметил, что НАТО быстро наращивает силы на границе с Беларусью в Польше и в странах Балтии

Подробнее

85% сербов всегда будут поддерживать Россию, что бы ни случилось — Президент Вучич

Сербия всегда поддерживала целостность Украины, заявил президент Сербии

Подробнее

Украинский гарнизон на Змеином острове сдается Вооруженным силам России — Минобороны

82 украинских военнослужащих сложили оружие и добровольно сдались Вооруженным силам России

Подробнее

Украинские военные за сутки обстреляли 9 населенных пунктов — миссия ЛНР

В результате обстрелов разрушен жилой дом в городе Первомайск, миссия добавила

Подробнее

Жилой дом в Киеве поражен ракетой ПВО — источник в Минобороны России

По словам источника, после потери взлетно-посадочной полосы в Гостомеле украинские военные передислоцировали три пусковые установки «Бук-М1» для усиления обороны аэропорта Жуляны

Подробнее

Начало переговоров Москва-Киев в 12:00 мск — полпред

По словам главы российской делегации Владимира Мединского, украинская делегация опоздала из-за сложной логистики

Подробнее

Иметь ядерное оружие в Украине было бы «золотой мечтой» США — дипломат

Мария Захарова напомнила, что Италия и многие другие страны обладают ядерным оружием США, но не имеют к нему доступа

Подробнее

Пекин заявил, что Россия не нуждается в военной поддержке Китая в операции на Украине

Китайский дипломат отметил, что позиция Пекина в этом вопросе отличается от взглядов американского руководства

Подробнее

Основные боестолкновения российской армии на Украине идут с неонацистами — Путин

Президент РФ подчеркнул, что украинские националисты играют роль блокпостов армии

Подробнее Россия — офис президента

«Ключевой вопрос переговоров — немедленное прекращение огня и вывод войск с территории Украины», — говорится в заявлении

Подробнее

Россия может национализировать имущество граждан США, ЕС в ответ на санкции — Медведев

Он отметил, что России угрожают арестами активов российских граждан и компаний за рубежом — «просто так, без всяких санкций», «коврово», «назло»

Подробнее

Байден говорит Альтернативой санкциям против России была бы Третья мировая война

«Россия заплатит серьезную цену за эту краткосрочную и долгосрочную, особенно долгосрочную», — подчеркнул лидер США

Подробнее

Сдавшиеся украинские войска подтверждают планы Киева массированных наступление в Донбассе — ДНР

Российская спецоперация была очень своевременной, отметил заместитель начальника Народной милиции ДНР Эдуард Басурин

Читать дальше

У России еще есть друзья в мире, — сказала российский дипломат

Мария Захарова в интервью газете «Вечер» с Владимир Соловьев программа на канале Россия-1

Подробнее

Западная санкционная политика ведет к «третьей мировой войне» — Лукашенко

Он подчеркнул, что белорусские высокотехнологичные предприятия могут помочь России получить заменители западных и азиатских микросхем

Подробнее

Россия готова показать, что значит настоящая декоммунизация для Украины — Путин

Нынешняя Украина полностью создана коммунистической Россией, сказал Путин

Подробнее

Президент Лукашенко исключает ядерное оружие в Беларуси

По сообщению БЕЛТА, Лукашенко назвал подобные домыслы «фейками»

Подробнее

ООН не смогла создать условия для приезда российской делегации в Женеву событие — дипломат

Это ответ Генерального секретаря ООН, сказала Мария Захарова

Читать дальше

Orbital Sciences выбирает РД-181 в качестве замены двигателя AJ-26 в Вирджинии.

Фото: Марк Ушак / SpaceFlight Insider

Скотт Джонсон

18 декабря 2014 г.

Orbital Sciences Corporation ( Orbital ) имеет подтвердил , что заменит двигатели своей ракеты Antares, AJ-26, на двигатели РД-181, поставляемые российским НПО Энергомаш. В то время как другие поставщики пусковых услуг в США отказываются от ракетных двигателей российского производства, Orbital приняла решение перейти с одного двигателя российского производства на другой.

Orbital ранее указывала , что AJ-26 будет заменен, но еще не раскрыла личность нового двигателя.

Aviation Week first сообщил 16 декабря, что Orbital выбрала РД-181. Позже в тот же день в Твиттере Orbital подтвердил информацию, представленную в статье Aviation Week, и заявил, что: «Двигатель РД-181 соответствует графику и техническим требованиям. Никакие другие варианты не подходят. . . . [] РД-181 — это [единственный] двигательный вариант , который позволяет нам выполнить обязательства по перевозке грузов перед НАСА по контракту #CRS к концу 2016 года».

В настоящее время Antares не планируется запускать до 2016 года. Фото предоставлено НАСА

Согласно Aviation Week , РД-181 является «потомком РД-171, который используется для украинского запуска «Зенит». транспортное средство [и] . . . . будет производиться на том же заводе в Химках, где производятся РД-180, используемые на Atlas V United Launch Alliance [(ULA)]. -1 ракета-носитель».

Orbital ожидает, что «[f]первые поставки недавно построенных двигателей #RD-181 состоятся в середине 2015 года, чтобы быть готовыми к [] следующему полету #Antares в начале 2016 года». До этого момента компания Orbital приобрела как минимум одну ракету ULA Atlas V для запуска своего космического корабля Cygnus на Международную космическую станцию ​​(МКС), чтобы выполнить требования в рамках своего контракта на коммерческие услуги по пополнению запасов на сумму 1,9 миллиарда долларов с НАСА.

Как и прежде сообщил , что ракета Orbital Antares недавно потерпела катастрофическую неудачу при запуске — взорвалась и упала на свою стартовую площадку на базе NASA Wallops Flight Facility в Вирджинии.

Два двигателя AJ-26 приводили в действие первую ступень ракеты Antares, и, несмотря на то, что расследование неудачного запуска все еще расследуется, Orbital заявила, что вероятной причиной катастрофы был турбонасос, расположенный в одном из двух двигателей.

У AJ-26 далеко не идеальная история. В дополнение к недавнему неудачному запуску двигатель потерпел как минимум два относительно недавних испытания.

В июне 2011 года AJ-26 загорелся, а вышел из строя на испытательном стенде в Космическом центре Стеннис НАСА (SSC) в Миссисипи из-за утечки топлива в результате «коррозионного растрескивания 40- летний металл».

Кроме того, 22 мая этого года еще один AJ-26 не прошел на том же испытательном стенде SSC примерно через 30 секунд после запланированного 54-секундного испытания.

Добро пожаловать в программу Spaceflight Insider! Не забудьте подписаться на нас в Facebook:   Spaceflight Insider   as well as on Twitter at:   @SpaceflightIns

Tagged: Antares Commercial Resupply Services Cygnus Orbital Sciences Центр полётов Wallops

Скотт Джонсон

Скотт получил степень бакалавра в области государственного управления и юриспруденцию в Сэмфордском университете в Бирмингеме, штат Алабама. В настоящее время он занимается юридической практикой в ​​Хоумвуде, пригороде Бирмингема. Скотт впервые вспоминает о посещении Центра космических полетов им. Маршалла в 19 лет.78, чтобы поближе познакомиться с первым орбитальным аппаратом «Энтерпрайз», который был доставлен в Хантсвилл для динамических испытаний. Совсем недавно, в 2006 году, он участвовал в работе Космического и ракетного центра США (USSRC) по восстановлению давно заброшенного тренажера Skylab 1-G.

Создание двигателя Ferrari V8 | официальный сайт Ferrari АВИЛОН

Главная

Новости

Создание двигателя Ferrari V8

Двигатель является, без сомнения, сердцем автомобиля. Новый двигатель Ferrari V8 — это вершина инженерного искусства. Данный силовой агрегат по праву дважды в 2016 и 2017 годах получил престижную международную премию “Двигатель года” и победил в категории “Самый производительный двигатель”.

Три ключевых линии производства отвечают за создание мотора V8: литейный, машинный и сборочный цеха.

Процесс начинается с плавления алюминиевых слитков. Получаемое сырье используется для блока цилиндров, картера, головки цилиндров и втулок клапанов. Несмотря на то что запах расплавленного металла распространяется повсюду, литейный цех Ferrari не является современным храмом Гефеста. Это яркое место, где важную роль играют роботы и высокотехнологичные машины, под чьим неусыпным контролем происходит литье в формы расплавленного при температуре около 750 градусов Цельсия алюминия. После охлаждения машина освобождает застывшие образцы.

Но это — только начало: далее процесс перемещается в машинный цех, где при соединении блока цилиндров и картера литейные формы начинают свой путь в качестве двигателя.

Пока это происходит, производятся коленчатые валы — самая важная часть любого двигателя. Создание из заготовки готовой детали представляет собой сложный процесс, занимающий около 25-ти рабочих дней. После термической обработки, растачивания и шлифования начинается процесс азотирования, при котором робот помещает детали в ванну с жидким азотом (минус 196 градусов Цельсия). Это место, где искусство и технологии идут рука об руку, а люди работают бок о бок с ласково названными роботами Ромео и Джульеттой.

Но для некоторых процессов, таких как удаление заусенцев и сглаживание грубых краев, участие человека незаменимо. Сотрудниками, выполняющими эти задачи, являются выпускники Ferrari Scuola dei Mestieri, проходящими преддипломную практику. Их талант и мастерство неоднократно проявлялись при решении сложных технических задач. В ходе разработки мотора V8, когда одни консультанты заявляли, что единственным способом преодоления определенных сложностей является снижение производительности двигателя, специалисты Ferrari, работая круглосуточно, семь дней в неделю, смогли добиться необходимого результата, не жертвуя ни одной лошадиной силой.

На сборочной линии все конструктивные элементы силового агрегата последовательно устанавливаются, перемещаясь по конвейеру между различными сборочными станциями. На завершающей стадии монтируются две турбины, и двигатель отправляется на стенд.

По завершении первого цикла тестирования устанавливается трансмиссия и проводятся итоговые проверки. Двигатель отправляется в кузовной цех, где “душа” Ferrari обретает свое физическое тело. И в этот момент начинается совершенно новая история.

Возврат к списку

Подписаться на новости

Стоимость и наличие запчастей

Укажите данные для обратной связи

НАШ МЕНЕДЖЕР С УДОВОЛЬСТВИЕМ ОТВЕТИТ НА ВАШИ ВОПРОСЫ

Укажите данные для обратной связи

Оставить заявку на трейд-ин

Укажите данные для обратной связи

Настоящим Я, в соответствии с требованиями Федерального закона от 27. 07.2006 г. №152-ФЗ «О персональных данных» даю свое согласие лично, своей волей и в своем интересе на обработку (сбор, систематизацию, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), использование, распространение, передачу (включая трансграничную передачу), обезличивание, блокирование и уничтожение) моих персональных данных, в т.ч. с использованием средств автоматизации.

Согласие предоставляется в отношении следующих персональных данных: Фамилия, имя, отчество, Год, месяц, дата рождения; Пол; Контактные телефоны; Контактный адрес; Контактный email; адрес; Сведения о профессиональной деятельности; Модель приобретенного; обслуживаемого автомобиля; Название дилерского центра, где приобретен / обслуживался / ремонтировался а/м; Дата выдачи автомобиля при покупке / из сервиса; Государственный номерной знак автомобиля; VIN –номер автомобиля; Пробег автомобиля; Перечень работ, проведенных с автомобилем; Перечень замененных деталей.

Согласие предоставляется в целях определения потребностей в производственной мощности, мониторинга исполнения сервисными центрами гарантийной политики; ведения истории обращения в сервисные центры; проведения маркетинговых исследований в области продаж, сервиса и послепродажного обслуживания; для рекламных, исследовательских, информационных, а также иных целей.

Предоставляя свои персональные данные, я даю согласие на направление мне рекламной информации и участие в маркетинговых опросах.

Согласие предоставляется:

• АО «Авилон АГ», адрес: 109316, г. Москва, Волгоградский пр., д.43, корп.3

Я выражаю согласие на передачу моих персональных данных:

• АО «АкитА», адрес: 109316, г. Москва, просп. Волгоградский, д. 43, корп. 3

Согласие действует 75 лет и может быть отозвано в любой момент на основании письменного заявления.

Мотор Ferrari V8 3.9 удержал титул «Всемирный двигатель года» — ДРАЙВ

Леонид Попов,
24 мая 2019. Фото: ukimediaevents.com и фирм-производителей

Мотор-победитель используется в нескольких моделях, а здесь он показан в недрах купе 488 Pista, где развивает 720 л. с. и 770 Н•м.

В четвёртый раз подряд жюри конкурса International Engine of the Year присудило победу в абсолютном зачёте битурбовосьмёрке Ferrari 3.9. По баллам (425) она ощутимо обошла занявшую второе место 400-сильную установку электрокара Jaguar I-Pace (328) и бронзового призёра — битурбовосьмёрку 4.0 Mercedes-AMG (280 очков), встречающуюся более чем на десятке моделей.

В номинации «До 150 л.с.» победила литровая турботройка Форда (приводящая несколько моделей, от Фиесты до Mondeo, в разных версиях настроек). Она ранее не раз побеждала в разделе «До одного литра» (но не в прошлом году).

В разделении моторов по номинациям произошла заметная перемена. Если раньше категории отличались по рабочему объёму, то теперь — по мощности. Так, можно сопоставлять и гибриды, и электрокары, и роторно-поршневые ДВС, у которых объём учитывается своеобразно, и теоретически газотурбинные установки, у которых рабочего объёма просто нет.

В номинации «От 150 до 250 л. с.» победила турбочетвёрка Audi 2.0 TFSI, которая в разных модификациях прописана более чем в двух десятках моделей концерна Volkswagen.

Наддувная оппозитная «четвёрка» 2.5 от пары Porsche 718 Boxster S/Cayman S (350 сил) завоевала первое место в категории «От 250 до 350 сил».

Электрический привод «ай-пейса» помимо второго места в «абсолюте» признан лучшим в категории «От 350 до 450 сил».

В номинации «От 450 до 550 л.с.» победила битурбовосьмёрка 4.0 AMG, являющаяся третьим призёром в общем зачёте.

Перед нами снова битурбовосьмёрка Ferrari 3.9, только в модификации, устанавливаемой на модели GTC4lusso T (610 сил) и Portofino (600 л.с.). Она признана лучшей в разделе «От 550 до 650 л.с.».

Бензоэлектрическая система модели BMW i8 (374 л.с.) победила в категории «Лучший гибридный привод».

Последняя из номинаций по мощности называется «Свыше 650 л.с.». Её выиграл тот же мотор Ferrari V8 3.9 (в старшей модификации как на 488 GTB, 488 Spider и 488 Pista), что и забрал основной приз. И он же увёз домой стеклянную пластину (так оформлены награды конкурса) с надписью «Best Performance Engine». В разделе «Лучший новый двигатель» воцарились электромоторы Ягуара I-Pace, и они же выиграли первый приз в категории «Лучший электрический привод». Так что I-Pace в нынешнем состязании заработал сразу три первых места. Они будут достойно смотреться на фоне завоёванных кроссовером в 2019-м званий «Автомобиль года в Европе» и «Всемирный автомобиль года».

Комментарии 

Поделиться

Лайкнуть

Твитнуть

Отправить

© 2005–2022 ООО «Драйв», свидетельство о регистрации СМИ №ФС77-69924   16+

Полная версия сайта

лучших когда-либо созданных двигателей Ferrari | Special Lists

Нельзя отрицать, что силуэт, разработанный Pininfarina, — это то, что часто определяет автомобиль Ferrari. Такая предрасположенность, в конечном счете, хороша для продажи тех плакатов, которые в конечном итоге были расклеены на стенах наших спален — тех самых, которые напоминали младшим версиям нас самих, чтобы они продолжали мечтать о том, чтобы однажды иметь такой. По мере того, как мы взрослели и лучше понимали, что делает эти автомобили такими особенными, мы начали понимать, что на самом деле именно двигатели превратили эти автомобили в легенды, которыми они стали.

Хотя автомобили Ferrari, несомненно, сами по себе являются произведениями искусства, они прежде всего автомобили. Им по-прежнему нужно трогать нас самым буквальным образом — так же сильно (если не больше), как и эмоционально, — чтобы они действительно стали шедеврами. Именно силовые установки наполняют душу и сущность этих легендарных Ferrari.

Лучшие двигатели Ferrari, когда-либо созданные.

Ferrari Colombo V12

Первоначально разработанный Джоаккино Коломбо, этот двигатель восходит к самой первой модели под маркой Ferrari, разработанной Ferrari Enzo — 1947 Ferrari 125 S — где он дебютировал с 1,5-литровым двигателем V12. Основная конструкция двигателя будет сохраняться более 4 десятилетий, увеличиваясь в размерах, имея различные уровни принудительной индукции и попутно становясь конфигурацией с двумя верхними распредвалами и EFI. Многие связывают долговечность двигателя с его репутацией пуленепробиваемого.

Успешный как в дорожных, так и в гоночных версиях, список автомобилей Ferrari, которые украсил этот двигатель, не имеет недостатка в автомобильных значках; Ferrari 250 Testa Rossa, Ferrari 250 GTO и Ferrari 365 GTB/4, и это лишь некоторые из них.

Colombo V12 Модели:

• Ferrari 125 S
• Феррари 125 Ф1
• Феррари 250S
• Феррари 250 Теста Росса
• Феррари 250 GT SWB
• Феррари 250 ГТО
• Феррари 250 GT серии II
• Феррари 275
• Феррари 275 ГТБ/4
• Феррари 330
• Феррари 365
• Феррари 365 ГТБ/4
• Феррари 400i
• Феррари 512i
• Феррари 512 ББ
• Феррари 512 ББи
• Феррари Тестаросса
• Феррари 512 ТР

Ferrari F140

Если бы F140 был установлен только на Ferrari Enzo (2002-2005 гг.) — первой модели «Гарцующего коня», в которой он был представлен, — он был бы не менее значительным и легендарным, чем сегодня. 65-градусный двигатель V12 дебютировал на Enzo как 6,0-литровый безнаддувный агрегат V12, который выдавал ошеломляющие 651 л.с. при 7800 об/мин и 458 фунт-фут крутящего момента при 5500 об/мин. На протяжении многих лет 6,3-литровые версии F140 приводили в движение такие гибриды, как LaFerrari и F12berlinetta.

С тех пор он достиг своего нынешнего пика в виде 6,5-литровой силовой установки, получившей название F140 GA, которая производит 819 л.с. при 9250 об/мин и 510 фунт-фут крутящего момента при 7000 об/мин в модели 812 Competizione; это делает его самым мощным безнаддувным двигателем для серийных автомобилей, когда-либо производимым по сей день. Вероятно, это может быть одно из последних поколений двигателей Ferrari V12 — без наддува, с турбонаддувом или даже с гибридным двигателем — так что цените его, пока он еще существует!

F140 Модели:

• Феррари Энцо
• Феррари 599 ГТБ Фиорано
• Феррари 599 ГТО
• Феррари ФФ
• Феррари Ф12берлинетта
• Феррари ЛаФеррари
• Феррари F12tdf
• Феррари GTC4Lusso
• Феррари 812 Сверхбыстрый
• Феррари Монца SP1 / SP2
• Ferrari 812 Competizione

Ferrari F106

Двигатель Ferrari F106 V8 появился еще в 1973 году, когда он впервые был использован в Dino 308 GT4. С самого начала он выдавал впечатляющие 250 л.с.L безнаддувный двигатель с плоским кривошипом и двумя верхними распредвалами.

Долговечность и возможности блока F106 были настолько велики, что его продолжали использовать — со значительными обновлениями и изменениями, включая электронный впрыск топлива и многоклапанные головки — более 30 лет. Известные модели, оснащенные этим двигателем, включают F355, 360 Modena и, возможно, самую известную Ferrari из всех; Ferrari F40, который создал версию F106 с двойным турбонаддувом мощностью 471 л.с.

Модели F106:

• Дино 308 GT4
• Феррари 308 GT4
• Феррари 308 ГТБ
• Феррари 308 ГТС
• Феррари Мондиал 8
• Феррари 308 ГТБи
• Феррари 308 GTSi
• Феррари 308 ГТБ КВ
• Феррари 208 ГТС QV
• Лянча Тема
• Лянча ЛК2
• Дино 208 GT4
• Феррари 208 GT4
• Феррари 208 ГТБ
• Феррари 208 ГТС
• Феррари 208 ГТБ Турбо
• Феррари 208 ГТС Турбо
• Феррари ГТБ Турбо
• Феррари ГТС Турбо
• Феррари 288 ГТО
• Феррари 328 ГТБ
• Феррари 328 ГТС
• Феррари 3. 2 Мондиаль
• Феррари Ф40
• Феррари Ф40 ЛМ
• Феррари 348 тб
• Феррари 348 тс
• Феррари Мондиал Т
• Феррари 348 ГТБ
• Феррари 348 ГТС
• Феррари 348 ГТК
• Феррари 348 Паук
• Феррари F355 ГТБ
• Феррари Ф355 ГТС
• Феррари Ф355 Паук
• Феррари 360 Модена
• Феррари 360 Паук
• Феррари Вызов Страдале

Ferrari F136

F136 пришел на смену легендарному F106, впервые появившись как 4,3-литровый безнаддувный двигатель в 2004 году на Ferrari F430 мощностью 483 л.с. Как и F106, F136 найдет широкое применение во всей линейке Ferrari; однако он также использовался на ряде моделей Maserati в соответствии с отношениями между двумя марками.

В частности, версия F136 мощностью 454 л.с. и объемом 4,7 л, устанавливаемая на Maserati GranTurismo, считается одной из лучших по характеристикам двигателя и выхлопной системы среди двигателей V8. F136 достиг своего апогея в Ferrari 458 Italia Speciale, где он выдавал внушительные 597 л.с. от своего 4,5-литрового безнаддувного силового агрегата.

Возможно, самым значительным (и прискорбным) фактом о F136 является то, что это последний безнаддувный двигатель V8, который когда-либо производил Ferrari. Он был заменен двигателем F154 V8 с двойным турбонаддувом в 2015 году, где он дебютировал на Ferrari 488 GTB.

F136 Модели:

• Ferrari F430
• Феррари Ф430 Паук
• Феррари Ф430 Скудерия
• Феррари Скудерия Паук 16M
• Феррари Калифорния
• Феррари Калифорния 30
• Феррари 458 Италия
• Феррари 458 Паук
• Феррари 458 Спешиале
• Феррари 458 Спешиале А
• Alfa Romeo 8C Competizione
• Альфа Ромео 8C Паук
• Мазерати купе
• Мазерати Спайдер
• Мазерати ГранСпорт
• Мазерати Гранспорт Спайдер
• Maserati Quattroporte DuoSelect
• Мазерати Кватропорте Автоматика
• Мазерати Кватропорте
• Мазерати ГранТурисмо
• Мазерати Кватропорте S
• Maserati Quattroporte Sport GT S
• Мазерати ГранТурисмо S
• Maserati GranTurismo S Автоматическая
• Мазерати ГранКабрио
• Мазерати ГранТурисмо МС Страдале
• Мазерати ГранТурисмо Спорт
• Maserati GranTurismo MC Авто
• Мазерати ГранКабрио Спорт
• Мазерати ГранКабрио MC

Ferrari F163

Как новичок в этом списке, понятно, что о новом двигателе Ferrari F163 известно или доказано гораздо меньше. На самом деле, модель, в которой он дебютирует, — среднемоторная Ferrari 296 GTB — не будет запущена в производство еще как минимум несколько месяцев (на момент написания этой статьи). Но со всем, что мы знаем на данный момент, есть все признаки того, что объявление F163 одним из величайших ни в коем случае не является спекулятивным. Он обещает быть чем-то особенным, и тому есть множество причин.

Во-первых, F163 — это 2,9-литровый гибрид V6 с двойным турбонаддувом. Таким образом, хотя это может указывать на то, что новая силовая установка является разовой сделкой Ferrari, на самом деле она имеет некоторое отношение к F154 V8, а также к варианту Alfa Romeo, известному как 690T, который также является 2,9-литровым двухцилиндровым двигателем. турбированный V6. Будучи гибридизированным с использованием электродвигателей, можно также рассматривать 296 GTB как младшего брата SF90 Stradale. Несмотря на свои отличия, F163 в конечном итоге должен казаться знакомым и удобным в линейке Ferrari — и это только к лучшему.

Дружелюбно именуемый внутри компании «маленьким V12» , этот новый силовой агрегат использует 120-градусный V-образный угол, который, по словам Ferrari, был «лучшим компромиссом между мощностью, весом и компоновкой».  Это не только позволило инженерам установить турбины как можно ближе к выпускным отверстиям, тем самым улучшив приемистость, но и понизило центр тяжести. Нам придется подождать и посмотреть, может ли гибридный двигатель V6 быть столь же симфонически одаренным, как и другие двигатели, которые мы перечислили, но Ferrari пообещала «удовлетворительный звук». Ожидайте, что F163 будет обслуживать множество моделей Ferrari в будущем; Во-первых, я не удивлюсь, увидев какую-то версию этого двигателя в будущей модели внедорожника Purosangue от Ferrari.

F163 Модели:

• Ferrari 296 GTB
• Феррари Пуросанге (?)

Потрясающие суперкары

Последние новости о суперкарах, слухи, обзоры и многое другое доставляются вам каждую неделю. Только крутые суперкары. Никакого дерьма, обещаем.

Ferrari подтверждает, что двигатель Leclerc Baku F1 «не подлежит ремонту»

Послушайте эту статью

Леклерк, завоевавший свой шестой поул в сезоне, бросился на пит-стоп под виртуальной машиной безопасности, вызванной его товарищем по команде Карлосом Сайнсом, сошедшим с дистанции из-за проблем с гидравликой, и оторвался на 13 секунд.

Но его шансы на победу, когда его двигатель взорвался, отдали победу действующему чемпиону Максу Ферстаппену, поскольку Ferrari потеряла потенциальную победу в третьей гонке подряд.

Силовая установка, использовавшаяся в Баку, представляла собой отремонтированный двигатель внутреннего сгорания, который был признан пригодным для использования, несмотря на то, что он был частью конфигурации, вышедшей из строя, когда Леклерк руководил Испанией.

Этот выход на пенсию, который уничтожил турбонаддув и MGU-H, позволил Leclerc бежать в Азербайджане со смесью старых и новых компонентов на трассе с самыми высокими требованиями к дроссельной заслонке в календаре.

Феррари намекнул, что эти перевезенные детали могли стать причиной аварии в Баку.

Монегаск, который не выигрывал со времен Австралии, теперь будет использовать полностью новую трансмиссию для Гран-при Канады в эти выходные после того, как бакинская система была признана «не подлежащей ремонту».

Заявление Ferrari гласило: «[Расследование] подтвердило, что бакинский ПУ Чарльза не подлежит ремонту.

«Одной из возможных причин сбоя является то, что он произошел в результате проблемы с PU в Испании.

«Сейчас мы работаем над контрмерами по усилению пакета, и ситуация находится под контролем».

Списание бакинского силового агрегата ставит Леклерка на грань как минимум 10-местного штрафа на стартовой решетке, поскольку он пытается сократить отставание в 34 очка от лидера чемпионата Ферстаппена.

Ferrari, отставшая от Red Bull на 80 очков, представила обновленную спецификацию трансмиссии для Гран-при Майами с целью повышения надежности.

Современный паровой двигатель для автомобиля. Имеет ли будущее паровой автомобиль

24 декабря 1801 года
механик-конструктор Ричард Тревитик
продемонстрировал первый паровой автомобиль. В честь этой даты мы решили рассказать о самых знаковых машинах с тепловым двигателем внешнего сгорания.

Паровой автомобиль Тревитика

Восьмиместный автомобиль Тревитика имел огромные задние колеса, между которыми располагался паровой двигатель. Уголь для нагревания котла подбрасывал кочегар. Инженер использовал машину для заработка, перевозя многочисленных желающих. У Тревитика также было несколько проектов паровозов, однако, не получив необходимого финансирования, он вскоре разорился и уехал из Англии.

Омнибус Enterprise

Праотцом всех автобусов стал омнибус Enterprise Уолтера Хэнкока 1833-го года — огромная машина, развивавшая скорость до 32 км/ч. «Топливного бака», вмещавшего одну тонну воды, хватало на 32 километра пути. Автомобиль Хэнкока все же вытеснял гужевой транспорт вплоть до 40-х годов.

La Marquise

Один из первых легковых автомобилей класса «люкс» был построен в 1884 году. Четырехместная паровая машина La Marquise развивала скорость до 59 км/ч. Кстати, автомобиль работает и по сей день. В 2011 году он был продан на аукционе неизвестному лицу за 4 миллиона 260 тысяч долларов.

Паромобиль «Дукс»

В первом десятилетии XX-го века в Царской России крайне популярны были паровые автомобили компании «Дукс». Машины, мощностью около 3 л.с., были почти бесшумны и крайне просты в управлении.

Stanley Rocket

В 1906 году Stanley Rocket установил рекорд скорости — 203 км/ч. Тогда за рулем находился гонщик Фред Марриотт. Почти через год, Фред попытался побить этот рекорд на усовершенствованном Stanley Rocket, однако попытка завершилась неудачей — автомобиль разрушился на неровностях трассы.

Sentinel Standard

Шотландские паровые грузовики Sentinel Standard выпускались с 1906 года. Массивные машины оснащались паровыми двигателями от катеров, мощностью около 24 л. с.. Максимальная скорость составляла 12 км/ч. Некоторые сохранившиеся экземпляры сейчас используются в качестве туристических автобусов.

Doble Detroit

Братья Добл впервые представили паровые автомобили в практичном и элегантном кузове. Их модель Detroit имела ключ зажигания и новый, более мощный и практичный двигатель. К примеру, машина «разогревалась» всего за полторы минуты, в то время как более старым паровым автомобилям для этого требовалось не менее получаса. Несмотря на большой ажиотаж, вызванный машиной на автосалоне в 1917 году, из нескольких тысяч заказанных машин, было построено не более 80 (а по некоторым данным — всего 11).

Doble Model E

На Нью-Йоркском автошоу 1924 года братья Добл представили Model E — один из самых мощных и надежных серийных паровых автомобилей. Его максимальная скорость составляла 160 км/ч, а до «сотни» он разгонялся всего за 10 секунд — такими показателями не могут похвастаться даже многие современные «легковушки». Однако новые технологии и материалы заметно увеличили стоимость машины. Doble E могли позволить себе только состоятельные люди. Всего было выпущено 50 экземпляров.

НАМИ-012

В 1949 году в Советском Союзе был разработан паровой грузовик НАМИ-012 на базе ЯАЗ-200. По задумке инженеров, паровые двигатели должны были обладать хорошей тягой и практичностью, однако проект был закрыт, а все созданные прототипы — утилизированы.

Казалось бы, век паровых автомобилей уже давно прошел, однако некоторые энтузиасты до сих пор питают к ним особые чувства. В 2009 году был построен скоростной болид Inspiration, который, спустя век, побил рекорд машины Stanley. Паромобиль, оснащенный двенадцатью бойлерами, показал среднюю скорость в 225,06 км/ч по результатам двух заездов.

В те годы, когда автомобиль только зарождался двигатель внутреннего сгорания лежал лишь на одном из направленний конструкторской мысли. С автомобилем, где использовались двигатели такого рода, успешно конкурировали паровые и электрические. Паровой автомобиль француза Луи Сорполле даже установил в 1902 году рекорд скорости. И в последующие годы — безраздельного господства бензиновых двигателем находились oтдельные энтузиасты пара, которые никак не могли примириться с тем, что этот вид энергии вытеснен с шоссейных дорог. Американцы братья Стенлей строили паровые автомобили с 1897 до 1927 года. Их машины были вполне совершенны, но несколько громоздки. Другая родственная пара, тоже американская — братья Добл, — продержалась несколько дольше. Неравную борьбу они закончили в 1932 году, создав несколько десятков паровых автомобилей. Одна из таких машин эксплуатируется до сих пор, не подвергаясь почти никаким изменениям. Установлен лишь новый котел и форсунка, работающая на дизельном топливе. Давление пара достигает 91,4 атм. при температуре 400° С. Максимальная скорость автомобиля весьма высока — около 200 км/ч. Но самое замечательное — возможность при трогании с места развить огромный крутящий момент. Этим свойством паровой машины двигатели внутреннего сгорания не обладают, и потому и своё время так трудно было внедрить дизель на локомотивы. Автомобиль братьев Добл прямо с места переезжал через положенный под колеса брусок размером 30 на 30 см. Ёще одно любопытное свойство: задним ходом он взбирается на холм быстрее, чем обычные машины передним. Отработанный пар используется лишь для вращения вентилятора и генератора, заряжающего аккумуляторную батарею. Но эта машина так и осталась бы курьезом, претендентом на место в музее истории техники, если бы взоры конструкторов в наши дни не обратились вновь к старым идеям — электромобилю и пару — под влиянием опасности, которую представляет загрязнение атмосферы.

Что с этой точки зрения привлекает в паровом автомобиле? Исключительно важное свойство — очень малое выделение с продуктами сгорания вредных веществ. Происходит это потому, что топливо сгорает не вспышками, как в бензиновом двигателе, а непрерывно, процесс горения идет стабильно, время сгорания гораздо больше.

Открытия в этом как будто бы вовсе нет — различие между паровым двигателем и двигателем внутреннего сгорания лежит в самом принципе их работы. Почему же паровые автомобили не выдержали конкуренции с бензиновыми? Потому что у двигателей их есть ряд серьезных недостатков.

Первое — известный факт: шоферов-любителей сколько угодно, машинистов же любителей пока нет ни одного. В этой области человеческой деятельности заняты исключительно профессионалы. Самое главное заключается в том, что шофер-любитель, садясь за руль, рискует только жизнью своей и тех, кто ему добровольно доверился; машинист же — тысячами других. Но важно еще и другое: для обслуживания парового двигателя требуется более высокая квалификация, нежели для обслуживания бензинового. Ошибка приводит к серьезным поломкам и даже взрыву котла.

Второе. Кто не видал паровоза, мчащегося в белом облаке по рельсам? Облако — это пар, выпускаемый в атмосферу. Паровоз — могучая машина, на ней хватит места и для большого котла с водой. А на автомобиле не хватает. И это одна из причин отказа от паровых двигателей.

Третье же и самое главное — это низкий к. п. д. паровой машины. Недаром в индустриально развитых странах
все паровозы на магистралях стараются заменить теперь тепло- и электровозами, недаром неэкономичность паровоза вошла даже в поговорку. 8% — ну что это за к. п. д.

Для повышения его нужно увеличить температуру и давление пара. Чтобы к. п. д. парового двигателя мощностью от 150л. с. и выше равнялся 30% должно поддерживаться рабочее давление в 210 кг/см2, для чего требуется температура в 370°. Технически это осуществимо, но вообще-то крайне опасно, потому что даже небольшая утечка пара в двигателе или котле может привести в катастрофе. А от высокого давления до взрыва — дистанция совсем небольшая.

Это — главные трудности. Есть и более мелкие (хотя надо оговориться, что в технике мелочей не бывает). Сложно смазывать цилиндры, ибо масло образует эмульсию с горячей водой, попадает в трубы котла, где откладывается на стенках. Это ухудшает теплопроводность и вызывает сильный местный перегрев. Другая «мелочь» — затрудненный по сравнению с обычным пуск парового двигателя.

И тем не менее конструкторы взялись за очень старое и абсолютно новое для них дело. Две удивительные по своему устройству машины вышли на улицы американских городов. Внешне они не отличались от обычных машин, одна даже обтекаемостью форм напоминала спортивную. Это были паровые автомобили. Оба они трогались с места менее чем через 30 сек. после включения двигателя и развивали скорость до 160 км/ч, работали на любом горючем, в том числе и керосине, и на 800 километров пробега расходовали 10 галлонов воды.

В 1966 году фирма «Форд» испытала четырехтактный высокооборотный паровой двигатель для автомобиля рабочим объемом 600 см3. Испытания показали, что в выхлопных газах содержится всего лишь 20 частиц углеводорода
на 1 млн. (предписаниями сенатской комиссии по борьбе с загрязнениями воздуха допускается 27 частиц), окиси углерода содержалось 0,05 % общей массы выхлопных газов, что в 30 раз меньше допустимого количества.

Экспериментальный паровой автомобиль, сделанный фирмой «Дженерал моторс», под индексом Е-101 демонстрировался на выставке автомобилей с необычными двигателями. Внешне он не отличался от той машины, на базе которой был создан — «понтиак», — но двигатель вместе с котлом, конденсатором и прочими агрегатами паровой системы весил на 204 кг больше. Водитель садился на свое место, поворачивал ключ и ждал 30-45 сек, пока не загорится лампочка. Это означало, что давление пара достигло нужной величины и можно ехать. Столь короткий промежуток времени можно расчленить на такие этапы.

Котел заполнился — включается топливный насос, топливо поступает в камеру сгорания, смешивается с воздухом.

Воспламенение.

Температура и давление пара достигли нужного уровня, пар идет в цилиндры. Двигатель работает на холостом ходу.

Водитель нажимает на педаль; количество пара, идущего в двигатель, увеличивается, машина трогается с места. Топливо любое — дизельное, керосин, бензин.

Все эти опыты дали возможность Роберту Айресу из Вашингтонского центра перспективных разработокок заявить, что недостатки парового автомобиля преодолены. Высокая себестоимость при серийном производстве безусловно понизится. Котел, состоящий из труб, исключает опасность взрыва, так как в любой момент в работе участвует лишь небольшое количество воды. Если трубы расположить теснее, размеры двигателя уменьшатся. Антифриз избавит от опасности замерзания. Паровой двигатель не нуждается в коробке передач, трансмиссии, стартере, карбюраторе, глушителе, системах охлаждения, газораспределения и зажигания. В этом его огромное преимущество. Режим работы машины можно регулировать, подавая большее или меньшее количество пара в цилиндры. Если вместо воды использовать фреон, который замерзает при очень низких температурах да еще и обладает смазочным свойством, то преимущества возрастут еще более. Паровые двигатели соперничают с обычными по приемистости, расходу горючего, показателю мощности на единицу веса.

Пока о широком использовании паровых автомобилей речи нет. До промышленного образца не доведена ни одна машина, а перестраивать автомобильную индустрию никто не собирается. Но самодеятельные конструкторы никакого отношения к промышленной технологии не имеют. И они один за другим создают оригинальные образцы автомобилей с паровыми двигателями.

Два изобретателя, Петерсон и Смит, переделали подвесной лодочный мотор. Они подавали пар в цилиндры через отверстия для свечей. Двигатель весом 12 кг развил мощность в 220 л. с. при 5600 об/мин. Их примеру последовали инженер-механик Петер Баррет и его сын Филипп. Использовав старое шасси, они построили паровой автомобиль. Смит поделился с ними опытом. Отец и сын использовали четырехцилиндровый подвесной мотор, совместив его с паровой турбиной конструкции Смита.

Пар производился в специально сконструированном котле, который содержит около 400 футов медных и стальных трубок, соединенных в спиралевидные связки, проходящие друг над другом. Так увеличивается циркуляция. Вода накачивается в котел из бака. Горючее смешивается с воздухом в камере сгорания, и раскаленные языки пламени вступают в соприкосновение с трубами. Через 10-15 сек. вода превращается в сжатый пар температурой примерно 350°С и давлением 44 кг/см. Он выбрасывается из противоположного конца парогенератора и направляется во впускной канал двигателя.

Пар поступает в цилиндр через вращающиеся лопасти, вдоль которых проходят каналы постоянного сечения.
Наружная муфта коленчатого вала жестко связана с цепной передачей на ведущие колеса.

Наконец перегретый пар выполнил свою полезную работу, и он должен теперь превратиться в воду, чтобы быть готовым начать цикл снова. Это делает конденсатор, внешне похожий на обычный радиатор автомобильного типа. Он и размещен спереди — для лучшего охлаждения встречными потоками воздуха.

Наибольшие трудности инженеров заключаются в том, что часто, чтобы добиться хотя бы относительной простоты
конструкции, приходится уменьшать И без того невысокий к. п. д. автомобиля. Двум самодеятельным конструкторам очень помогли советы Смита и Петерсона. Именно в результате совместной работы удалось внести в конструкцию много ценных новинок. Начать хотя бы с воздуха для горения. Перед непосредственным поступлением В горелку его подогревают, проводя между раскаленными стенками котла. Это обеспечивает более полное сгорание топлива, сокращает время выпуска, а также делает более высокой
температуру сгорания смеси и, стало быть, к. п. д.

Для зажигания горючей смеси в обычном паровом котле используется простая свечка. Петер Баррет сконструировал более эффективную систему — электронного зажигания. В качестве горючей смеси использован спирт-ректификат, поскольку он дешев и имеет высокое октановое число. Конечно, керосин, дизельное топливо и другие жидкие сорта тоже будут работать.

Но самое интересное здесь — конденсатор. Конденсация больших количеств пара считается главным затруднением современных паросиловых установок. Смит сконструировал радиатор с таким расчетом, чтобы использовалась водяная пыль. Конструкция работает отлично, система конденсирует влагу на 99%. Вода почти не расходуется — кроме того небольшого количества, которое все же просачивается через уплотнения.

Другая интересная новинка — система смазки. Цилиндры паровой машины обычно смазываются с помощью сложного и громоздкого устройства, распыляющего тяжелую масляную пыль в паре. Масло оседает на стенках цилиндров и затем выбрасывается с отработанным паром. Позже масло необходимо отделить от водяного конденсата и возвратить в систему смазки.

Барреты использовали химический эмульсигатор, который вбирает оба элемента — воду и масло и затем разделяет их, устраняя, таким образом, необходимость в громоздком инжекторе или механическом сепараторе. Испытания показывают, что при работе химического эмульсигатора не образуется осадков ни в паровом котле, ни в конденсаторе.

Интересен также механизм типа сцепления, который напрямую соединяет двигатель с ведущим валом и карданной передачей. Машина не имеет коробки перемены передач, скорость контролируется изменением впуска пара в цилиндры. Использование системы «впуск-выпуск» позволяет без затруднений поставить двигатель в нейтральное положение. Пар может направляться в двигатель, нагревать его и в то же самое время приводить паровой котел в положение готовности к активной работе, сохраняя в нем постоянное близкое к рабочему давление. Паровой двигатель развивает мощность 30- 50 л. с, а галлона топлива хватает на передвижение машины на расстояние 15-20 миль, что вполне сравнимо с расходом топлива у автомобилей с двигателем внутреннего сгорания. Контрольная система довольно сложна, но полностью автоматизирована; приходится следить только за рулевым механизмом и выбирать требуемую скорость. При испытаниях автомобиль достиг скорости около 50 миль в час, но это предел, поскольку шасси машины не соответствовало мощности двигателя.

Таков результат. Все это — пока эксперименты. Но как знать, не явимся ли мы свидетелями нового господства пара на дорогах — теперь уже не железных, а шоссейных.

Р. ЯРОВ, инженер

Моделист-конструктор 1971 год.

Основным преимуществом паровых машин является то, что они могут использовать практически любые источники тепла для преобразования его в механическую работу. Это отличает их от двигателей внутреннего сгорания, каждый тип которых требует использования определённого вида топлива. Наиболее заметно это преимущество при использовании ядерной энергии, поскольку ядерный реактор
не в состоянии генерировать механическую энергию, а производит только тепло, которое используется для выработки пара, приводящего в движение паровые машины (обычно паровые турбины). Кроме того, есть и другие источники тепла, которые не могут быть использованы в двигателях внутреннего сгорания, например, солнечная энергия. Интересным направлением является использование энергии разности температур Мирового Океана на разных глубинах

Подобными свойствами также обладают другие типы двигателей внешнего сгорания, такие как двигатель Стирлинга
, которые могут обеспечить весьма высокую эффективность, но имеют существенно большие вес и размеры, чем современные типы паровых двигателей.

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

В Швейцарии (Brienz Rothhorn) и в Австрии (Schafberg Bahn) новые паровозы, использующие сухой пар, доказали свою эффективность. Этот тип паровоза был разработан на основе моделей Swiss Locomotive and Machine Works (SLM) 1930
-х годов, со множеством современных усовершенствований, таких, как использование роликовых подшипников, современная теплоизоляция, сжигание в качестве топлива лёгких нефтяных фракций, улучшенные паропроводы, и т. д. В результате такие паровозы имеют на 60 % меньшее потребление топлива и значительно меньшие требования к обслуживанию. Экономические качества таких паровозов сравнимы с современными дизельными и электрическими локомотивами.

Кроме того, паровые локомотивы значительно легче, чем дизельные и электрические, что особенно актуально для горных железных дорог. Особенностью паровых двигателей является то, что они не нуждаются в трансмиссии, передавая усилие непосредственно на колёса. При этом паровая машина паровоза продолжает развивать тяговое усилие даже в случае остановки колёс (упор в стену), чем отличается от всех других видов двигателей, используемых на транспорте.

Коэффициент полезного действия

Паровой двигатель, выпускающий пар в атмосферу, будет иметь практический КПД (включая котёл) от 1 до 8 %, однако двигатель с конденсатором и расширением проточной части может улучшить КПД до 25 % и даже более. Тепловая электростанция
с пароперегревателем
и регенеративным водоподогревом может достичь КПД 30 — 42 %. Парогазовые установки
с комбинированным циклом, в которых энергия топлива вначале используется для привода газовой турбины, а затем для паровой турбины, могут достигать коэффициента полезного действия 50 — 60 %. На ТЭЦ
эффективность повышается за счёт использования частично отработавшего пара для отопления и производственных нужд. При этом используется до 90 % энергии топлива и только 10 % рассеивается бесполезно в атмосфере.

Такие различия в эффективности происходят из-за особенностей термодинамического цикла
паровых машин. Например, наибольшая отопительная нагрузка приходится на зимний период, поэтому КПД ТЭЦ зимой повышается.

Одна из причин снижения КПД в том, что средняя температура пара в конденсаторе несколько выше, чем температура окружающей среды (образуется т. н. температурный напор
). Средний температурный напор может быть уменьшен за счёт применения многоходовых конденсаторов. Повышает КПД также применение экономайзеров, регенеративных воздухоподогревателей и других средств оптимизации парового цикла.

У паровых машин очень важным свойством является то, что изотермическое расширение и сжатие происходят при постоянном давлении. Поэтому теплообменник может иметь любой размер, а перепад температур между рабочим телом и охладителем или нагревателем составляют чуть ли не 1 градус. В результате тепловые потери могут быть сведены к минимуму. Для сравнения, перепады температур между нагревателем или охладителем и рабочим телом в стирлингах может достигать 100 °C

Кроме поршневых паровых машин, в 19-м веке активно использовались роторные паровые машины. В России, во второй половине 19-го века они назывались «коловратные машины» (то есть «вращающие колесо» от слова «коло» — «колесо»). Их было несколько типов, но наиболее успешной и эффективной была «коловратная машина» петербургского инженера-механика Н. Н. Тверского. Паровой двигатель Н. Н. Тверского
. Машина представляла собой цилиндрический корпус, в котором вращался ротор-крыльчатка, а запирали камеры расширения особые запорные барабанчики. «Коловратная машина» Н. Н. Тверского не имела ни одной детали, которая бы совершала возвратно-поступательные движения и была идеально уравновешена. Двигатель Тверского создавался и эксплуатировался преимущественно на энтузиазме его автора, однако он использовался во многих экземплярах на малых судах, на фабриках и для привода динамо-машин. Один из двигателей даже установили на императорской яхте «Штандарт», а в качестве расширительной машины — с приводом от баллона со сжатым газом аммиаком, этот двигатель приводил в движение в подводном положении одну из первых экспериментальных подводных лодок — «подводную миноноску», которая испытывалась Н. Н. Тверским в 80-х годах 19-го столетия в водах Финского залива. Однако со временем, когда паровые машины были вытеснены двигателями внутреннего сгорания и электромоторами, «коловратная машина» Н. Н. Тверского была практически забыта. Однако эти «коловратные машины» можно считать прообразами сегодняшних роторных двигателей внутреннего сгорания

п

Станцыонарные Паровые машины могут быть разделены на два типа по режиму использования:

Машины с переменным режимом, к которым относятся машины металлопрокатных станов
, паровые лебёдки и подобные устройства, которые должны часто останавливаться и менять направление вращения.

• Силовые машины, которые редко останавливаются и не должны менять направление вращения. Они включают энергетические двигатели на электростанциях
  , а также промышленные двигатели, использовавшиеся на заводах, фабриках и на кабельных железных дорогах
  до широкого распространения электрической тяги. Двигатели малой мощности используются на судовых моделях и в специальных устройствах.

Паровая лебёдка в сущности является стационарным двигателем, но установлена на опорной раме, чтобы её можно было перемещать. Она может быть закреплена тросом за якорь
и передвинута собственной тягой на новое место.

В большинстве возвратно-поступательных паровых машин пар изменяет направление движения в каждом такте рабочего цикла, поступая в цилиндр и выходя из него через один и тот же коллектор. Полный цикл двигателя занимает один полный оборот кривошипа и состоит из четырёх фаз — впуска, расширения (рабочая фаза), выпуска и сжатия. Эти фазы контролируются клапанами в «паровой коробке», смежной с цилиндром. Клапаны управляют потоком пара, последовательно соединяя коллекторы каждой стороны рабочего цилиндра с впускным и выпускным коллектором паровой машины. Клапаны приводятся в движение клапанным механизмом какого-либо типа. Простейший клапанный механизм даёт фиксированную продолжительность рабочих фаз и обычно не имеет возможности изменять направление вращения вала машины. Большинство клапанных механизмов более совершенны, имеют механизм реверса, а также позволяют регулировать мощность и крутящий момент машины путём изменения «отсечки пара», то есть изменяя соотношение фаз впуска и расширения. Так как обычно один и тот же скользящий клапан управляет и входным и выходным потоком пара, изменение этих фаз также симметрично влияет на соотношения фаз выпуска и сжатия. И здесь существует проблема, поскольку соотношение этих фаз в идеале не должно меняться: если фаза выпуска станет слишком короткой, то большая часть отработанного пара не успеет покинуть цилиндр, и создаст существенное противодавление на фазе сжатия. В 1840-х и 1850-х годах было совершено множество попыток обойти это ограничение, в основном путём создания схем с дополнительным клапаном отсечки, установленном на основном распределительном клапане, но такие механизмы не показывали удовлетворительной работы, к тому же получались слишком дорогими и сложными. С тех пор обычным компромиссным решением стало удлинение скользящих поверхностей золотниковых клапанов с тем, чтобы впускное окно было перекрыто дольше, чем выпускное. Позже были разработаны схемы с отдельными впускными и выпускными клапанами, которые могли обеспечить практически идеальный цикл работы, но эти схемы редко применялись на практике, особенно на транспорте, из-за своей сложности и возникающих эксплуатационных проблем

Множественное расширение

Логичным развитием схемы компаунда стало добавление в неё дополнительных стадий расширения, что увеличивало эффективность работы. Результатом стала схема множественного расширения, известная как машины тройного или даже четырёхкратного расширения. Такие паровые машины использовали серии цилиндров двойного действия, объём которых увеличивался с каждой стадией. Иногда вместо увеличения объёма цилиндров низкого давления использовалось увеличение их количества, так же, как и на некоторых компаундных машинах.

Изображение справа показывает работу паровой машины с тройным расширением. Пар проходит через машину слева направо. Блок клапанов каждого цилиндра расположен слева от соответствующего цилиндра.

Появление этого типа паровых машин стало особенно актуальным для флота, поскольку требования к размеру и весу для судовых машин были не очень жёсткими, а главное, такая схема позволяла легко использовать конденсатор, возвращающий отработанный пар в виде пресной воды обратно в котёл (использовать солёную морскую воду для питания котлов было невозможно). Наземные паровые машины обычно не испытывали проблем с питанием водой и потому могли выбрасывать отработанный пар в атмосферу. Поэтому такая схема для них была менее актуальной, особенно с учётом её сложности, размера и веса. Доминирование паровых машин множественного расширения закончилось только с появлением и широким распространением паровых турбин. Однако в современных паровых т

Прямоточные паровые машины

Прямоточные паровые машины возникли в результате попытки преодолеть один недостаток, свойственный паровым машинам с традиционным парораспределением. Дело в том, что пар в обычной паровой машине постоянно меняет направление своего движения, поскольку и для впуска и для выпуска пара применяется одно и то же окно с каждой стороны цилиндра. Когда отработанный пар покидает цилиндр, он охлаждает его стенки и парораспределительные каналы. Свежий пар, соответственно, тратит определённую часть энергии на их нагревание, что приводит к падению эффективности. Прямоточные паровые машины имеют дополнительное окно, которое открывается поршнем в конце каждой фазы, и через которое пар покидает цилиндр. Это повышает эффективность машины, поскольку пар движется в одном направлении, и температурный градиент стенок цилиндра остаётся более или менее постоянным. Прямоточные машины одиночного расширения показывают примерно такую же эффективность, как компаундные машины с обычным парораспределением. Кроме того, они могут работать на более высоких оборотах, и потому до появления паровых турбин часто применялись для привода электрогенераторов, требующих высокой скорости вращения.

Прямоточные паровые машины бывают как одиночного, так и двойного действия.

ПАРОВОЙ РОТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ и ПАРОВОЙ АКСИАЛЬНО- ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ

Паровой роторный двигатель (паровая машина роторного типа) является уникальной силовой машиной, развитие производства которой до настоящего времени не получило должного развития.

С одной стороны- разнообразные конструкции роторных двигателей существовали ещё в последней трети 19-го века и даже неплохо работали, в том числе и для привода динамо-машин с целью выработки электрической энергии и электроснабжения всяких объектов. Но качество и точность изготовления таких паровых двигателей (паровых машин) было весьма примитивным, поэтому они имели малый КПД и невысокую мощность. С тех пор малые паровые машины ушли в прошлое, но вместе с действительно малоэффективными и бесперспективными поршневыми паровыми машинами в прошлое ушли и имеющие хорошую перспективу паровые роторные двигатели.

Главная причина- на уровне технологий конца 19-го века сделать действительно качественный, мощный и долговечный роторный двигатель не представлялось возможным.
Поэтому из всего многообразия паровых двигателей и паровых машин до нашего времени благополучно и активно дожили лишь паровые турбины огромной мощности (от 20 мВт и выше), на которых сегодня осуществляется около 75% выработки электроэнергии в нашей стране. Еще паровые турбины большой мощности дают энергию от атомных реакторов в боевых подводных лодках-ракетоносцах и на больших арктических ледоколах. Но это все огромные машины. Паровые турбины резко теряют всю свою эффективность при уменьшении их размеров.

….
Именно поэтому силовых паровых машин и паровых двигателей мощности ниже 2000 — 1500 кВт (2 — 1,5 мВт), которые бы эффективно работали на паре, получаемом от сжигания дешевого твердого топлива и различных бесплатных горючих отходов, сейчас в мире нет.
Вот в этой –то пустой сегодня области техники (и абсолютно голой, но очень нуждающейся в товарном предложении коммерческой нише), в этой рыночной нише силовых машин небольшой мощности, могут и должны занять своё очень достойное место паровые роторные двигатели. И потребность в них только в нашей стране — на десятки и десятки тысяч… Особенно такие малые и средние по мощности силовые машины для автономное электрогенерации и независимого электроснабжения нуждаются малые и средние предприятия в отдаленных от больших городов и крупных электростанций местностях: — на малых лесопилках, отдаленных приисках, на полевых станах и лесных делянках, и пр. и др.
…..

..

Давайте рассмотрим показатели, из-за которых паровые роторные двигатели оказываются лучше, чем их ближайшие сородичи — паровые машины в образе поршневых паровых двигателей и паровых турбин.
…
— 1)

Роторные двигатели являются силовыми машинами объемного расширения – как поршневые двигатели. Т.е. они обладают небольшим потреблением пара на единицу мощности, потому что пар подается в их рабочие полости время от времени, и строго дозированными порциями, а не постоянным обильным потоком, как в паровых турбинах. Именно поэтому паровые роторные двигатели гораздо экономичнее паровых турбин на единицу выдаваемой мощности.
— 2)

Роторные паровые двигатели имеют плечо приложения действующих газовых сил (плечо крутящего момента) значительно (в разы) больше, чем поршневые паровые двигатели. Поэтому развиваемая ими мощность гораздо выше, чем у паровых поршневых машин.
— 3)

Паровые роторные двигатели имеют гораздо большее рабочий ход, чем поршневые паровые двигатели, т.е. имеют возможность переводить большую часть внутренней энергии пара в полезную работу.
— 4)
Паровые роторные двигатели могут эффективно работать на насыщенном (влажном) паре, без затруднений допускать конденсацию значительной части пара с переходом её в воду прямо в рабочих секциях парового роторного двигателя. Это так же повышает КПД работы паросиловой установки с использованием парового роторного двигателя.
— 5

) Паровые роторные двигатели работают на оборотах в 2-3 тыс. оборотов в минуту, что является оптимальной частотой вращения для выработки электричества, в отличие от слишком тихоходных поршневых двигателей (200-600 оборотов в минуту) традиционных паровых машин паровозного типа, или от слишком быстроходных турбин (10-20 тыс. оборотов в минуту).

При этом технологически паровые роторные двигатели относительно просты в изготовлении, что делает затраты на их изготовление относительно невысокими. В отличие от крайне дорогостоящих в производстве паровых турбин.

ИТАК, КРАТКИЙ ИТОГ ЭТОЙ СТАТЬИ
— паровой роторный двигатель является весьма эффективной паровой силовой машиной для преобразования давления пара от тепла сгорающего твердого топлива и горючих отходов в механическую мощность и в электрическую энергию.

Автором настоящего сайта, уже получены более 5 патентов на изобретения по разным аспектам конструкций паровых роторных двигателей. А так же произведено некоторое количество небольших роторных двигателей мощностью от 3 до 7 кВт. Сейчас идет проектирование паровых роторных двигателей мощностью от 100 до 200 кВт.
Но у роторных двигателей есть «родовой недостаток» — сложная система уплотнений, которые для маленьких по размерам двигателей оказываются слишком сложными, миниатюрными и дорогими в изготовлении.

При этом автором сайта ведется разработка паровых аксиально поршневых двигателей с оппозитным — встречным движением поршней. Данная компоновка является наиболее энерго — производительной по мощности вариацией из всех возможных схем применения поршневой системы.
Данные двигатели в малых размерах получаются несколько дешевле и проще роторных моторов и уплотнения в них использхуються самые традиционные и самые простые.

Внизу размещено видео использования маленького аксиально-поршневого оппозитного двигателя с встречным движением поршней.

В настоящее время идет изготовление такого аксиально-поршневого оппозитного двигателя на 30 кВт. Ресурс двигателя ожидается в несколько сотен тысячах моточасов ибо обороты парового двигателя в 3-4 раза ниже оборотов двигателя внутреннего сгорания, в пара трения «поршень- цилиндр» — подвергнута ионно -плазменному азотированию в вакуумной среде и твердость поверхностей трения составляет 62-64 ед по HRC. Подробно о процессе упрочения поверхности методом азотирования смотри .

Вот анимация принципа работы похожего по компоновке такого аксиально- поршневого оппозитного двигателя с встречным движением поршней

Первый паровой автомобиль Кюньо

Франция. Гонки паровых автомобилей

Англия. После тысячемильного пробега

США. Паровые грузовики на улицах Денвера

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

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

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

Карьерный паровой грузовик за работой

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

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

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

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

Автомобиль на спирте

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

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

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

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

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

Автомобиль для миллионеров

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

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

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

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

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

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

Ездить на всем, что горит

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

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

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

Наследник самогонного аппарата

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

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

Куда они делись

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

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

Современный паровой двигатель на автомобиле. Паровички: быстрые, бесшумные и простые: Паровые автомобили

В те годы, когда автомобиль только зарождался двигатель внутреннего сгорания лежал лишь на одном из направленний конструкторской мысли. С автомобилем, где использовались двигатели такого рода, успешно конкурировали паровые и электрические. Паровой автомобиль француза Луи Сорполле даже установил в 1902 году рекорд скорости. И в последующие годы — безраздельного господства бензиновых двигателем находились oтдельные энтузиасты пара, которые никак не могли примириться с тем, что этот вид энергии вытеснен с шоссейных дорог. Американцы братья Стенлей строили паровые автомобили с 1897 до 1927 года. Их машины были вполне совершенны, но несколько громоздки. Другая родственная пара, тоже американская — братья Добл, — продержалась несколько дольше. Неравную борьбу они закончили в 1932 году, создав несколько десятков паровых автомобилей. Одна из таких машин эксплуатируется до сих пор, не подвергаясь почти никаким изменениям. Установлен лишь новый котел и форсунка, работающая на дизельном топливе. Давление пара достигает 91,4 атм. при температуре 400° С. Максимальная скорость автомобиля весьма высока — около 200 км/ч. Но самое замечательное — возможность при трогании с места развить огромный крутящий момент. Этим свойством паровой машины двигатели внутреннего сгорания не обладают, и потому и своё время так трудно было внедрить дизель на локомотивы. Автомобиль братьев Добл прямо с места переезжал через положенный под колеса брусок размером 30 на 30 см. Ёще одно любопытное свойство: задним ходом он взбирается на холм быстрее, чем обычные машины передним. Отработанный пар используется лишь для вращения вентилятора и генератора, заряжающего аккумуляторную батарею. Но эта машина так и осталась бы курьезом, претендентом на место в музее истории техники, если бы взоры конструкторов в наши дни не обратились вновь к старым идеям — электромобилю и пару — под влиянием опасности, которую представляет загрязнение атмосферы.

Что с этой точки зрения привлекает в паровом автомобиле? Исключительно важное свойство — очень малое выделение с продуктами сгорания вредных веществ. Происходит это потому, что топливо сгорает не вспышками, как в бензиновом двигателе, а непрерывно, процесс горения идет стабильно, время сгорания гораздо больше.

Открытия в этом как будто бы вовсе нет — различие между паровым двигателем и двигателем внутреннего сгорания лежит в самом принципе их работы. Почему же паровые автомобили не выдержали конкуренции с бензиновыми? Потому что у двигателей их есть ряд серьезных недостатков.

Первое — известный факт: шоферов-любителей сколько угодно, машинистов же любителей пока нет ни одного. В этой области человеческой деятельности заняты исключительно профессионалы. Самое главное заключается в том, что шофер-любитель, садясь за руль, рискует только жизнью своей и тех, кто ему добровольно доверился; машинист же — тысячами других. Но важно еще и другое: для обслуживания парового двигателя требуется более высокая квалификация, нежели для обслуживания бензинового. Ошибка приводит к серьезным поломкам и даже взрыву котла.

Второе. Кто не видал паровоза, мчащегося в белом облаке по рельсам? Облако — это пар, выпускаемый в атмосферу. Паровоз — могучая машина, на ней хватит места и для большого котла с водой. А на автомобиле не хватает. И это одна из причин отказа от паровых двигателей.

Третье же и самое главное — это низкий к. п. д. паровой машины. Недаром в индустриально развитых странах
все паровозы на магистралях стараются заменить теперь тепло- и электровозами, недаром неэкономичность паровоза вошла даже в поговорку. 8% — ну что это за к. п. д.

Для повышения его нужно увеличить температуру и давление пара. Чтобы к. п. д. парового двигателя мощностью от 150л. с. и выше равнялся 30% должно поддерживаться рабочее давление в 210 кг/см2, для чего требуется температура в 370°. Технически это осуществимо, но вообще-то крайне опасно, потому что даже небольшая утечка пара в двигателе или котле может привести в катастрофе. А от высокого давления до взрыва — дистанция совсем небольшая.

Это — главные трудности. Есть и более мелкие (хотя надо оговориться, что в технике мелочей не бывает). Сложно смазывать цилиндры, ибо масло образует эмульсию с горячей водой, попадает в трубы котла, где откладывается на стенках. Это ухудшает теплопроводность и вызывает сильный местный перегрев. Другая «мелочь» — затрудненный по сравнению с обычным пуск парового двигателя.

И тем не менее конструкторы взялись за очень старое и абсолютно новое для них дело. Две удивительные по своему устройству машины вышли на улицы американских городов. Внешне они не отличались от обычных машин, одна даже обтекаемостью форм напоминала спортивную. Это были паровые автомобили. Оба они трогались с места менее чем через 30 сек. после включения двигателя и развивали скорость до 160 км/ч, работали на любом горючем, в том числе и керосине, и на 800 километров пробега расходовали 10 галлонов воды.

В 1966 году фирма «Форд» испытала четырехтактный высокооборотный паровой двигатель для автомобиля рабочим объемом 600 см3. Испытания показали, что в выхлопных газах содержится всего лишь 20 частиц углеводорода
на 1 млн. (предписаниями сенатской комиссии по борьбе с загрязнениями воздуха допускается 27 частиц), окиси углерода содержалось 0,05 % общей массы выхлопных газов, что в 30 раз меньше допустимого количества.

Экспериментальный паровой автомобиль, сделанный фирмой «Дженерал моторс», под индексом Е-101 демонстрировался на выставке автомобилей с необычными двигателями. Внешне он не отличался от той машины, на базе которой был создан — «понтиак», — но двигатель вместе с котлом, конденсатором и прочими агрегатами паровой системы весил на 204 кг больше. Водитель садился на свое место, поворачивал ключ и ждал 30-45 сек, пока не загорится лампочка. Это означало, что давление пара достигло нужной величины и можно ехать. Столь короткий промежуток времени можно расчленить на такие этапы.

Котел заполнился — включается топливный насос, топливо поступает в камеру сгорания, смешивается с воздухом.

Воспламенение.

Температура и давление пара достигли нужного уровня, пар идет в цилиндры. Двигатель работает на холостом ходу.

Водитель нажимает на педаль; количество пара, идущего в двигатель, увеличивается, машина трогается с места. Топливо любое — дизельное, керосин, бензин.

Все эти опыты дали возможность Роберту Айресу из Вашингтонского центра перспективных разработокок заявить, что недостатки парового автомобиля преодолены. Высокая себестоимость при серийном производстве безусловно понизится. Котел, состоящий из труб, исключает опасность взрыва, так как в любой момент в работе участвует лишь небольшое количество воды. Если трубы расположить теснее, размеры двигателя уменьшатся. Антифриз избавит от опасности замерзания. Паровой двигатель не нуждается в коробке передач, трансмиссии, стартере, карбюраторе, глушителе, системах охлаждения, газораспределения и зажигания. В этом его огромное преимущество. Режим работы машины можно регулировать, подавая большее или меньшее количество пара в цилиндры. Если вместо воды использовать фреон, который замерзает при очень низких температурах да еще и обладает смазочным свойством, то преимущества возрастут еще более. Паровые двигатели соперничают с обычными по приемистости, расходу горючего, показателю мощности на единицу веса.

Пока о широком использовании паровых автомобилей речи нет. До промышленного образца не доведена ни одна машина, а перестраивать автомобильную индустрию никто не собирается. Но самодеятельные конструкторы никакого отношения к промышленной технологии не имеют. И они один за другим создают оригинальные образцы автомобилей с паровыми двигателями.

Два изобретателя, Петерсон и Смит, переделали подвесной лодочный мотор. Они подавали пар в цилиндры через отверстия для свечей. Двигатель весом 12 кг развил мощность в 220 л. с. при 5600 об/мин. Их примеру последовали инженер-механик Петер Баррет и его сын Филипп. Использовав старое шасси, они построили паровой автомобиль. Смит поделился с ними опытом. Отец и сын использовали четырехцилиндровый подвесной мотор, совместив его с паровой турбиной конструкции Смита.

Пар производился в специально сконструированном котле, который содержит около 400 футов медных и стальных трубок, соединенных в спиралевидные связки, проходящие друг над другом. Так увеличивается циркуляция. Вода накачивается в котел из бака. Горючее смешивается с воздухом в камере сгорания, и раскаленные языки пламени вступают в соприкосновение с трубами. Через 10-15 сек. вода превращается в сжатый пар температурой примерно 350°С и давлением 44 кг/см. Он выбрасывается из противоположного конца парогенератора и направляется во впускной канал двигателя.

Пар поступает в цилиндр через вращающиеся лопасти, вдоль которых проходят каналы постоянного сечения.
Наружная муфта коленчатого вала жестко связана с цепной передачей на ведущие колеса.

Наконец перегретый пар выполнил свою полезную работу, и он должен теперь превратиться в воду, чтобы быть готовым начать цикл снова. Это делает конденсатор, внешне похожий на обычный радиатор автомобильного типа. Он и размещен спереди — для лучшего охлаждения встречными потоками воздуха.

Наибольшие трудности инженеров заключаются в том, что часто, чтобы добиться хотя бы относительной простоты
конструкции, приходится уменьшать И без того невысокий к. п. д. автомобиля. Двум самодеятельным конструкторам очень помогли советы Смита и Петерсона. Именно в результате совместной работы удалось внести в конструкцию много ценных новинок. Начать хотя бы с воздуха для горения. Перед непосредственным поступлением В горелку его подогревают, проводя между раскаленными стенками котла. Это обеспечивает более полное сгорание топлива, сокращает время выпуска, а также делает более высокой
температуру сгорания смеси и, стало быть, к. п. д.

Для зажигания горючей смеси в обычном паровом котле используется простая свечка. Петер Баррет сконструировал более эффективную систему — электронного зажигания. В качестве горючей смеси использован спирт-ректификат, поскольку он дешев и имеет высокое октановое число. Конечно, керосин, дизельное топливо и другие жидкие сорта тоже будут работать.

Но самое интересное здесь — конденсатор. Конденсация больших количеств пара считается главным затруднением современных паросиловых установок. Смит сконструировал радиатор с таким расчетом, чтобы использовалась водяная пыль. Конструкция работает отлично, система конденсирует влагу на 99%. Вода почти не расходуется — кроме того небольшого количества, которое все же просачивается через уплотнения.

Другая интересная новинка — система смазки. Цилиндры паровой машины обычно смазываются с помощью сложного и громоздкого устройства, распыляющего тяжелую масляную пыль в паре. Масло оседает на стенках цилиндров и затем выбрасывается с отработанным паром. Позже масло необходимо отделить от водяного конденсата и возвратить в систему смазки.

Барреты использовали химический эмульсигатор, который вбирает оба элемента — воду и масло и затем разделяет их, устраняя, таким образом, необходимость в громоздком инжекторе или механическом сепараторе. Испытания показывают, что при работе химического эмульсигатора не образуется осадков ни в паровом котле, ни в конденсаторе.

Интересен также механизм типа сцепления, который напрямую соединяет двигатель с ведущим валом и карданной передачей. Машина не имеет коробки перемены передач, скорость контролируется изменением впуска пара в цилиндры. Использование системы «впуск-выпуск» позволяет без затруднений поставить двигатель в нейтральное положение. Пар может направляться в двигатель, нагревать его и в то же самое время приводить паровой котел в положение готовности к активной работе, сохраняя в нем постоянное близкое к рабочему давление. Паровой двигатель развивает мощность 30- 50 л. с, а галлона топлива хватает на передвижение машины на расстояние 15-20 миль, что вполне сравнимо с расходом топлива у автомобилей с двигателем внутреннего сгорания. Контрольная система довольно сложна, но полностью автоматизирована; приходится следить только за рулевым механизмом и выбирать требуемую скорость. При испытаниях автомобиль достиг скорости около 50 миль в час, но это предел, поскольку шасси машины не соответствовало мощности двигателя.

Таков результат. Все это — пока эксперименты. Но как знать, не явимся ли мы свидетелями нового господства пара на дорогах — теперь уже не железных, а шоссейных.

Р. ЯРОВ, инженер

Моделист-конструктор 1971 год.

Впервые инфа об этом движке появилась на сайтах научных новинок мира лет 15 назад. Прикольный внешний вид, но… А что, собственно, революционого? Принцип преобразования движения поршней во вращательное, эквивалентен стандартному плунжерному гидромотору, в котором несколько поршней вызывают проворот диска со скошенным торцом. А примененный для парораспределения вращающийся золотник, тоже широко используется в пневматике, и конструктивно уступает классическому коробчатому золотнику паровых машин. В этом герметичность падает по мере износа, а в коробчатом — нет.
Какие еще плюсы у этой системы остаются? Кусок гибкого троса ограничивает реальную мощность этого привода на уровне десятков ватт, или долей грамма на метр, если по крутящему моменту брать.

А что касается моторчиков — «утилизаторов» остаточного тепла, остающегося в выхлопе, охлаждающей жидкости и прочих «продуктов жизнедеятельности» более мощных тепловых машин, то тут Стирлинг вне конкуренции. С.к. способен работать на температурных перепадах меньше 100 градусов.
Ну и заявка на инновационную компактность — тоже под вопросом. Паровая машинка классической схемы и равного рабочего объема, будет иметь примерно те же габариты, что и гриновская.

Есть очень интересные паровые двигатели, которые можно ставить на автомобили и они имеют высокий КПД. Эти паровые машины развивают весьма высокую мощность двигателя на дешевом топливе: торф, уголь, дрова-пеллеты. Такой паровой двигатель можно установить на автомобиль — и у вас будет свой паровой авто на дровах. А можно получать дешевую электроэнергию.

В последние годы в моделировании выделилось новое направление. Его идеологом стал аниматор И-Вей Хуан, которому очевидно понравилась идея оживлять мультяшных персонажей без помощи компьютерной графики. Вся изюминка заключается в том, что в своих «игрушках» он использует не аккумуляторные батареи, а миниатюрные паровые двигатели, которые делает своими руками. Свое вдохновение И-Вей черпает в направлении научной фантастики носящем название «стимпанк», или «паропанк» . «Стимпанк» это развившаяся начале дявяностых альтернатива «киберпанку», характеризующемуся тотальной компьютеризацией.

В свою очередь в основе стимпанка лежит история викторианской Англии с её огромными громыхающими и ухающими машинами, копотью и мощью. Стимпанковые мотивы появляются в самых разнообразных произведениях современного искусства и в том, что они пришли в моделирование, нет ничего удивительного. Теперь персонажи мультфильмов обретут новую жизнь, пускай и в игрушечном масштабе. Первую «игрушку» И-Вей собрал в 2005м году. С тех пор он собирает своими руками в среднем по одному механизму в месяц. Большая часть этого времени уходит на то, чтобы придать оснащенным громоздкими баками и паровыми котлами моделям изящность. Вот где, как нельзя кстати, пришелся его аниматорский талант.

Лишним подтверждением которого стали сразу несколько призовых мест на фестивале «RoboGames-2006». Каким бы это кощунством не показалось для русской души, работают детища И-Вея на спирту. И хотя это не единственный вариант, именно такое топливо он считает оптимальным для своих роботов. В зависимости от модели время их работы колеблется в диапазоне от пяти минут до получаса.

Впрочем, от аккумуляторов он еще полностью не отказался, правда их энергия расходуется исключительно на организацию системы радиоуправления. Вот только вряд ли его игрушки в скором времени появятся на прилавках магазинов, ведь их содержание подразумевает особые требования к технике безопасности, которые должны быть адекватны механизмам, работающим на спирту и под достаточно высоким давлением.

КПД парового двигателя

Дрова — прошлый век. Интерсно, эта ветка находится в разделе моделизм, а обсуждаются уникальные конструкции для реального использования. Мне кажется паромобиль на этом принципе очень интересен. На даче например ставится уазик-буханка, внутри у нее термоизолированный бак с паром в 250 градусов, на крыше трубки под стеклом, соединенные с этим баком греются солнцем. В течении недели стоит просто на солнце, в выходные приехал и можешь проехать километром 10. Что думаете, насколько сравнимо со вариантом солнечные батареи + аккумулятор?

Основанная в 1890 году в городе Гамбурге как морская инжиниринговая компания, Spilling выстраивала свой бизнес всегда на инновационной базе и, в настоящее время является мировым брэндом по производству и поставке модульных агрегатов, единичной мощностью 100 — 5000 кВт для эффективного использования в децентрализованных системах энергоснабжения. Наиболее уникальным продуктом этой фирмы являются паровые двигатели.

Паровые двигатели Spilling единственные в своем роде агрегаты в мире!

Паровой двигатель сочетает в себе преимущества термодинамических характеристик поршневой паровой машины и с конструктивных особенностей современных дизельных двигателей. Его уникальная конструкция обеспечивает высокую надежность при использовании качестве привода электрического генератора также и при переменной электрической нагрузке и изменении расхода пара.

Преимущество данного источника энергии для компактных локальных энергосистем по сравнению с вариантом с паровой турбиной заключается в простоте эксплуатации и дешевизне парового двигателя. Это делает его идеальным для использования на паровых котельных малой и средней мощности, в том числе:

• Электростанции, производящие электроэнергию из биотоплива, мощность от 2 МВт в пересчете на топливо
• Агрегаты для использования отработаного пара с расходом от 2,5 т/ч
• Установки для сжигания отходов.

Паровой двигатель Spilling является оптимальным в сочетании с паровыми котлами насыщенного пара, а также парогенераторами среднего давления. При этом модульный принцип конструкции поршневого двигателя обеспечивает гибкость при модернизации котельной для широкого диапазона требований заказчика.

Это особенно актуально при реконструкции паровых котельных с целью повышения ее экономичности и производства собственной электроэнергии.

В энергетических установках малой и средней мощности, которые очень часто называют мини-ТЭЦ, SPILLING как двигатель для привода электрогенератора или технологического оборудования по сравнению с паровой турбиной при соизмеримых мощностях и параметрах пара характеризуется следующими положительными качествами:

• широким динамическим диапазоном регулирования мощности;
• практической нечувствительностью к качеству пара;
• возможностью прямого привода электрогенератора или технологического оборудования без промежуточных механических передач;
• высокой эксплуатационной надежностью и потребностью в наличии минимально необходимой технической инфраструктуры для обслуживания;
• системой смазки, исключающей попадание масла в пар.

Паровой двигатель SPILLING поставляется с электрогенератором как готовый к работе блок, включая автоматическую панель системы управления с программной логикой и панелью оператора.

Технические данные паровых двигателей

Команда энтузиастов, именующая себя British Steam Car Challenge, в которую входят гонщики, энтузиасты, и просто любители, уже который год строит автомобиль Вдохновение, чтобы побить рекорд скорости для автомобилей с паровым двигателем. Рекорд скорости для паровых автомобилей держится с 1906 года. Тогда в США гонщик Фред Марриот достиг скорости 205,44 километра в час на паровом автомобиле, построенном братьями Стэнли.

Теперь же, возможно, рекорд будет побит, поскольку автомобиль проходит последнюю программу динамических испытаний, запланированную на конец марта 2009 года, на территории Министерства обороны возле Chichester, Западного Суссекса. Это будет последнее тестирование автомобиля в Великобритании перед транспортировкой его в США, для попытки установления мирового рекорда скорости наземного автомобиля с паровым двигателем.

В свое время перед главным конструктором команды Глайнном Боушером стояла сложная задача, ведь добиться от парового двигателя высокой мощности при малых размерах и весе установки непросто. Планировалось, что паровая установка Боушера будет развивать до 300 лошадиных сил на валу при оборотах турбины 12 тысяч в минуту, и к тому же поместится в узкий и низкий кузов Вдохновения. Длина его, кстати, составляет 5.25 метра; ширина — 1.7 метра; высота — 1.1 метра.

В качестве топлива служит сжиженный пропан. Четыре парогенератора расположены за спиной водителя. В каждом парогенератор по 28 тонких горизонтальных трубок из жаропрочной нержавеющей стали. Именно они занимают основной объём внутри автомобиля, и поставляют паровой машине около 10 килограммов пара в минуту. Давление и температура пара составляют около 40 атмосфер и свыше 380 градусов Цельсия. Каждым парогенератором можно управлять отдельно, что повышает надёжность системы. Пар направляется через четыре сопла на двухступенчатую паровую турбину, которая через понижающую передачу вращает задние колёса машины. Диаметр турбины — 33 сантиметра.

Инженеры рассчитывают, что автомобиль сможет разогнаться до 320 километров в час, но если принять во внимание и низкий коэффициент обтекаемости кузова — всего 0. 2, то скорость может быть и выше.

Главное и очень ценное на сегодня преимущество паровых машин — это низкое содержание диоксида углерода и оксидов азота в выхлопе паровых машин, особенно, если они используют газ, как Inspiration.

Британские энтузиасты надеются, что смогут не только побить рекорд скорости для автомобилей с паровым двигателем, но и привлекут внимание общества к экологической чистоте паровых автомобилей.

Источники: steampunker.ru, diy.infcat.ru, www.chipmaker.ru, www.hansaenergo.ru, techvesti.ru

Город Сузы

Полет в космос — космический лифт

Тевтонские рыцари

Зона молчания

Невидимый Град Китеж

Собор Дуомо в Милане

Роскошный собор Дуомо — одна из основных достопримечательностей Милана. Он отстраивался в течение четырех столетий, в результате чего к его…

Создание собственного дела — Свой интернет-магазин

Самостоятельно создать интернет магазин может абсолютно любой человек мало-мальски умеющий пользоваться компьютером. Однако, необходимо четко понимать, что интернет магазин является…

Утренняя зарядка и ее значение

Еще в далеких восьмидесятых годах, когда по радио каждое утро можно было услышать советскую песню «На зарядку!», многие жители СССР действительно…

Достопримечательности Швеции

Висбю — город с 22000 жителей, хорошо сохранившийся средневековый город, окруженный средневековыми укреплениями, датируемыми временем процветания Ганзейской Лиги. Висбю, «город…

Межзвездный корабль – проект Дедал

В 70-х годах XX века группа учёных и инженеров, действовавших от имени BIS, разработала гигантский межзвездный корабль с термоядерной двигательной установкой. Космический корабль будущего…

Современный мир заставляет многих изобретателей снова возвращаться к идее применения паровой установки в средствах, предназначенных для перемещения. В машинах есть возможность использовать несколько вариантов силовых агрегатов, работающих на пару.

Поршневой мотор

Современные паровые двигатели можно распределить на несколько групп:

Конструктивно установка включает в себя:

• пусковое устройство;
• силовой блок двухцилиндровый;
• парогенератор в специальном контейнере, снабженный змеевиком.

Процесс происходит следующим образом. После включения зажигания начинает поступать питание от аккумуляторной электробатареи трех двигателей. От первого в работу приводится воздуходувка, прокачивающая воздушные массы по радиатору и передающая их по воздушным каналам в смесительное устройство с горелкой.

Одновременно с этим очередной электромотор активирует насос перекачки топлива, подающий конденсатные массы из бачка по змеевидному устройству подогревательного элемента в корпусную часть отделителя воды и подогреватель, находящийся в экономайзере, в паровой генератор.
До начала запуска пару нет возможности пройти к цилиндрам, так как путь ему перекрывают клапан дросселя или золотник, которые приводятся в управление кулисной механикой. Поворачивая ручки в сторону, необходимую для передвижения, и приоткрывая клапан, механик приводит в работу паровой механизм.
Отработанные пары по единому коллектору поступают на распределительный кран, в котором разделяются на пару неодинаковых долей. Меньшая по объему часть попадает в сопло смесительной горелки, перемешивается с воздушной массой, воспламеняется от свечи. Появившееся пламя начинает подогревать контейнер. После этого продукт сгорания переходит в водоотделитель, происходит конденсирование влаги, стекающей в специальный бак для воды. Оставшийся газ уходит наружу.

Вторая часть пара, большая по объему, по крану-распределителю переходит в турбину, приводящую во вращение роторное устройство электрического генератора. Далее пары проходят в сопловую часть конденсатора, потом – в радиатор, в котором охлаждаются, передавая тепловую энергию воздуху, и попадают в водяную емкость.

Правила эксплуатации автомобилей с паровым двигателем

Паровая установка может напрямую соединяться с приводным устройством трансмиссии машины, и с началом ее работы машина приходит в движение. Но с целью повышения кпд специалисты рекомендуют использовать механику сцепления. Это удобно при буксировочных работах и разных проверочных действиях.

В процессе движения механик, учитывая обстановку, может изменить скорость, манипулируя мощностью парового поршня. Это можно выполнить, дросселируя пар клапаном, или изменять подачу пара кулисным устройством. На практике лучше использовать первый вариант, так как действия напоминают работу педалью газа, но более экономичный способ – задействование кулисного механизма.

Для непродолжительных остановок водитель притормаживает и кулисой останавливает работу агрегата. Для длительной стоянки отключается электрическая схема, обесточивающая воздуходувку и топливный насос.

Преимущества машины

Аппарат отличается способностью работать практически без ограничений, возможны перегрузки, имеется большой диапазон регулировки мощностных показателей. Следует добавить, что во время любой остановки паровой двигатель перестает работать, чего нельзя сказать про мотор.

В конструкции нет необходимости устанавливать коробку переключения скоростей, страртерное устройство, фильтр для очистки воздуха, карбюратор, турбонаддув. Кроме этого, система зажигания в упрощенном варианте, свеча только одна.

В завершении можно добавить, что производство таких машин и их эксплуатация будут обходиться дешевле, чем автомобили с двигателем внутреннего сгорания, так как топливо будет недорогим, материалы, применяемые в производстве – самыми дешевыми.

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.

ПАРОВОЙ РОТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ и ПАРОВОЙ АКСИАЛЬНО- ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ

Паровой роторный двигатель (паровая машина роторного типа) является уникальной силовой машиной, развитие производства которой до настоящего времени не получило должного развития.

С одной стороны- разнообразные конструкции роторных двигателей существовали ещё в последней трети 19-го века и даже неплохо работали, в том числе и для привода динамо-машин с целью выработки электрической энергии и электроснабжения всяких объектов. Но качество и точность изготовления таких паровых двигателей (паровых машин) было весьма примитивным, поэтому они имели малый КПД и невысокую мощность. С тех пор малые паровые машины ушли в прошлое, но вместе с действительно малоэффективными и бесперспективными поршневыми паровыми машинами в прошлое ушли и имеющие хорошую перспективу паровые роторные двигатели.

Главная причина- на уровне технологий конца 19-го века сделать действительно качественный, мощный и долговечный роторный двигатель не представлялось возможным.
Поэтому из всего многообразия паровых двигателей и паровых машин до нашего времени благополучно и активно дожили лишь паровые турбины огромной мощности (от 20 мВт и выше), на которых сегодня осуществляется около 75% выработки электроэнергии в нашей стране. Еще паровые турбины большой мощности дают энергию от атомных реакторов в боевых подводных лодках-ракетоносцах и на больших арктических ледоколах. Но это все огромные машины. Паровые турбины резко теряют всю свою эффективность при уменьшении их размеров.

….
Именно поэтому силовых паровых машин и паровых двигателей мощности ниже 2000 — 1500 кВт (2 — 1,5 мВт), которые бы эффективно работали на паре, получаемом от сжигания дешевого твердого топлива и различных бесплатных горючих отходов, сейчас в мире нет.
Вот в этой –то пустой сегодня области техники (и абсолютно голой, но очень нуждающейся в товарном предложении коммерческой нише), в этой рыночной нише силовых машин небольшой мощности, могут и должны занять своё очень достойное место паровые роторные двигатели. И потребность в них только в нашей стране — на десятки и десятки тысяч… Особенно такие малые и средние по мощности силовые машины для автономное электрогенерации и независимого электроснабжения нуждаются малые и средние предприятия в отдаленных от больших городов и крупных электростанций местностях: — на малых лесопилках, отдаленных приисках, на полевых станах и лесных делянках, и пр. и др.
…..

..

Давайте рассмотрим показатели, из-за которых паровые роторные двигатели оказываются лучше, чем их ближайшие сородичи — паровые машины в образе поршневых паровых двигателей и паровых турбин.
…
— 1)

Роторные двигатели являются силовыми машинами объемного расширения – как поршневые двигатели. Т.е. они обладают небольшим потреблением пара на единицу мощности, потому что пар подается в их рабочие полости время от времени, и строго дозированными порциями, а не постоянным обильным потоком, как в паровых турбинах. Именно поэтому паровые роторные двигатели гораздо экономичнее паровых турбин на единицу выдаваемой мощности.
— 2)

Роторные паровые двигатели имеют плечо приложения действующих газовых сил (плечо крутящего момента) значительно (в разы) больше, чем поршневые паровые двигатели. Поэтому развиваемая ими мощность гораздо выше, чем у паровых поршневых машин.
— 3)

Паровые роторные двигатели имеют гораздо большее рабочий ход, чем поршневые паровые двигатели, т. е. имеют возможность переводить большую часть внутренней энергии пара в полезную работу.
— 4)
Паровые роторные двигатели могут эффективно работать на насыщенном (влажном) паре, без затруднений допускать конденсацию значительной части пара с переходом её в воду прямо в рабочих секциях парового роторного двигателя. Это так же повышает КПД работы паросиловой установки с использованием парового роторного двигателя.
— 5

) Паровые роторные двигатели работают на оборотах в 2-3 тыс. оборотов в минуту, что является оптимальной частотой вращения для выработки электричества, в отличие от слишком тихоходных поршневых двигателей (200-600 оборотов в минуту) традиционных паровых машин паровозного типа, или от слишком быстроходных турбин (10-20 тыс. оборотов в минуту).

При этом технологически паровые роторные двигатели относительно просты в изготовлении, что делает затраты на их изготовление относительно невысокими. В отличие от крайне дорогостоящих в производстве паровых турбин.

ИТАК, КРАТКИЙ ИТОГ ЭТОЙ СТАТЬИ
— паровой роторный двигатель является весьма эффективной паровой силовой машиной для преобразования давления пара от тепла сгорающего твердого топлива и горючих отходов в механическую мощность и в электрическую энергию.

Автором настоящего сайта, уже получены более 5 патентов на изобретения по разным аспектам конструкций паровых роторных двигателей. А так же произведено некоторое количество небольших роторных двигателей мощностью от 3 до 7 кВт. Сейчас идет проектирование паровых роторных двигателей мощностью от 100 до 200 кВт.
Но у роторных двигателей есть «родовой недостаток» — сложная система уплотнений, которые для маленьких по размерам двигателей оказываются слишком сложными, миниатюрными и дорогими в изготовлении.

При этом автором сайта ведется разработка паровых аксиально поршневых двигателей с оппозитным — встречным движением поршней. Данная компоновка является наиболее энерго — производительной по мощности вариацией из всех возможных схем применения поршневой системы.
Данные двигатели в малых размерах получаются несколько дешевле и проще роторных моторов и уплотнения в них использхуються самые традиционные и самые простые.

Внизу размещено видео использования маленького аксиально-поршневого оппозитного двигателя с встречным движением поршней.

В настоящее время идет изготовление такого аксиально-поршневого оппозитного двигателя на 30 кВт. Ресурс двигателя ожидается в несколько сотен тысячах моточасов ибо обороты парового двигателя в 3-4 раза ниже оборотов двигателя внутреннего сгорания, в пара трения «поршень- цилиндр» — подвергнута ионно -плазменному азотированию в вакуумной среде и твердость поверхностей трения составляет 62-64 ед по HRC. Подробно о процессе упрочения поверхности методом азотирования смотри .

Вот анимация принципа работы похожего по компоновке такого аксиально- поршневого оппозитного двигателя с встречным движением поршней

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?

Источник: i.sunhome.ru

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.

Источник: cdn1.buyacar.co.uk

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

Источник: images11. popmeh.ru

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.

Источник: mtdata.ru

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

Источник: 1v1d1e1lmiki1lgcvx32p49h8fe-wpengine.netdna-ssl.com

Источник: Фишки.Нет

Темы: Развлечения, Автомобили

Принцип работы механизмов на пару. Паровой роторный двигатель Тверского — коловратная паровая машина. Скоростной и доступный современный паровой автомобиль

Осмотр музейной экспозиции я пропущу и перейду сразу к машинному залу. Кому интересно, тот может найти полную версию поста у меня в жж. Машинный зал находится в этом здании:

29. Зайдя внутрь, у меня сперло дыхание от восторга — внутри зала была самая красивая паровая машина из всех, что мне доводилось видеть. Это был настоящий храм стимпанка — сакральное место для всех адептов эстетики паровой эры. Я был поражен увиденным и понял, что совершенно не зря заехал в этот городок и посетил этот музей.

30. Помимо огромной паровой машины, являющейся главным музейным объектом, тут также были представлены различные образцы паровых машин поменьше, а на многочисленных инфостендах рассказывалась история паровой техники. На этом снимке вы видите полностью функционирующую паровую машину, мощностью 12 л.с.

31. Рука для масштаба. Машина была создана в 1920 году.

32. Рядом с главным музейным экземпляром экспонируется компрессор 1940 года выпуска.

33. Этот компрессор в прошлом использовался в железнодорожных мастерских вокзала Вердау.

34. Ну а теперь рассмотрим детальней центральный экспонат музейной экспозиции — паровую 600-сильную машину 1899 года выпуска, которой и будет посвящена вторая половина этого поста.

35. Паровая машина является символом индустриальной революции, произошедшей в Европе в конце 18-го — начала 19-го века. Хотя первые образцы паровых машин создавались различными изобретателями еще в начале 18-го века, но все они были непригодны для промышленного использования так как обладали рядом недостатков. Массовое применение паровых машин в индустрии стало возможным лишь после того, как шотландский изобретатель Джеймс Уатт усовершенствовал механизм паровой машины, сделав ее легкой в управлении, безопасной и в пять раз мощней существовавших до этого образцов.

36. Джеймс Уатт запатентовал свое изобретение в 1775 году и уже в 1880-х годах его паровые машины начинают проникать на предприятия, став катализатором индустриальной революции. Произошло это прежде всего потому, что Джеймсу Уатту удалось создать механизм преобразования поступательного движения паровой машины во вращательное. Все существовавшие до этого паровые машины могли производить лишь поступательные движения и использоваться только лишь в качестве насосов. А изобретение Уатта уже могло вращать колесо мельницы или привод фабричных станков.

37. В 1800 году фирма Уатта и его компаньона Болтона произвела 496 паровых машин из которых лишь 164 использовались в качестве насосов. А уже в 1810 году в Англии насчитывалось 5 тысяч паровых машин, и это число в ближайшие 15 лет утроилось. В 1790 году между Филадельфией и Берлингтоном в США стала курсировать первая паровая лодка, перевозившая до тридцати пассажиров, а в 1804 году Ричард Тревинтик построил первый действующий паровой локомотив. Началась эра паровых машин, которая продлилась весь девятнадцатый век, а на железной дороге и первую половину двадцатого.

38. Это была краткая историческая справка, теперь вернемся к главному объекту музейной экспозиции. Паровая машина, которую вы видите на снимках, была произведена фирмой Zwikauer Maschinenfabrik AG в 1899 году и установлена в машинном зале прядильной фабрики «C.F.Schmelzer und Sohn». Паровая машина предназначалась для привода прядильных станков и в этой роли использовалась вплоть до 1941 года.

39. Шикарный шильдик. В то время индустриальная техника делалась с большим вниманием к эстетическому виду и стилю, была важна не только функциональность, но и красота, что отражено в каждой детали этой машины. В начале ХХ века некрасивую технику просто никто бы не купил.

40. Прядильная фабрика «C.F.Schmelzer und Sohn» была основана в 1820 году на месте теперешнего музея. Уже в 1841 году на фабрике была установлена первая паровая машина, мощностью 8 л.с. для привода прядильных машин, которая в 1899 году была заменена новой более мощной и современной.

41. Фабрика просуществовала до 1941 года, затем производство было остановлено в связи с началом войны. Все сорок два года машина использовалась по назначению, в качестве привода прядильных станков, а после окончания войны в 1945 — 1951 годы служила в качестве резервного источника электроэнергии, после чего была окончательно списана с баланса предприятия.

42. Как и многих ее собратьев, машину ждал бы распил, если бы не один фактор. Данная машина являлась первой паровой машиной Германии, которая получала пар по трубам от расположенной в отдалении котельной. Кроме того она обладала системой регулировки осей от фирмы PROELL. Благодаря этим факторам машина получила в 1959 году статус исторического памятника и стала музейной. К сожалению, все фабричные корпуса и корпус котельной были снесены в 1992 году. Этот машинный зал — единственное, что осталось от бывшей прядильной фабрики.

43. Волшебная эстетика паровой эры!

44. Шильдик на корпусе системы регулировки осей от фирмы PROELL. Система регулировала отсечку — количество пара, которое впускается в цилиндр. Больше отсечка — больше экономичность, но меньше мощность.

45. Приборы.

46. По своей конструкции данная машина является паровой машиной многократного расширения (или как их еще называют компаунд-машиной). В машинах этого типа пар последовательно расширяется в нескольких цилиндрах возрастающего объёма, переходя из цилиндра в цилиндр, что позволяет значительно повысить коэфициент полезного действия двигателя. Эта машина имеет три цилиндра: в центре кадра находится цилиндр высокого давления — именно в него подавался свежий пар из котельной, затем после цикла расширения, пар перепускался в цилиндр среднего давления, что расположен справа от цилиндра высокого давления.

47. Совершив работу, пар из цилиндра среднего давления перемещался в цилиндр низкого давления, который вы видите на этом снимке, после чего, совершив последнее расширение, выпускался наружу по отдельной трубе. Таким образом достигалось наиболее полное использование энергии пара.

48. Стационарная мощность этой установки составляла 400-450 л.с., максимальная 600 л.с.

49. Гаечный коюч для ремонта и обслуживания машины впечатляет размерами. Под ним канаты, при помощи которых вращательное движения передавалось с маховика машины на трансмиссию, соединенную с прядильными станками.

50. Безупречная эстетика Belle Époque в каждом винтике.

51. На этом снимке можно детально рассмотреть устройство машины. Расширяющийся в цилиндре пар передавал энергию на поршень, который в свою очередь осуществлял поступательное движение, передавая его на кривошипно-ползунный механизм, в котором оно трансформировалось во вращательное и передавалось на маховик и дальше на трансмиссию.

52. В прошлом с паровой машиной также был соединен генератор электрического тока, который тоже сохранился в прекрасном оригинальном состоянии.

53. В прошлом генератор находился на этом месте.

54. Механизм для передачи крутящего момента с маховика на генератор.

55. Сейчас на месте генератора установлен электродвигатель, при помощи которого несколько дней в году паровую машину приводят в движение на потеху публике. В музее каждый год проводятся «Дни пара» — мероприятие, объединяющее любителей и моделистов паровых машин. В эти дни паровая машина тоже приводится в движение.

56. Оригинальный генератор постоянного тока стоит теперь в сторонке. В прошлом он использовался для выработки электричества для освещения фабрики.

57. Произведен фирмой «Elektrotechnische & Maschinenfabrik Ernst Walther» в Вердау в 1899 году, если верить инфотабличке, но на оригинальном шильдике стоит год 1901.

58. Так как я был единственным посетителем музея в тот день, никто не мешал мне наслаждаться эстетикой этого места один-на-один c машиной. К тому же отсутствие людей способстовало получению хороших фотографий.

59. Теперь пару слов о трансмиссии. Как видно на этом снимке, поверхность маховика обладает 12 канавками для канатов, при помощи которых вращательное движение маховика передавалось дальше на элементы трансмиссии.

60. Трансмиссия, состоящая из колес различного диаметра, соединенных валами, распределяла вращательное движение на несколько этажей фабричного корпуса, на которых распологались прядильные станки, работающие от энергии, переданной при помощи трансмиссии от паровой машины.

61. Маховик с канавками для канатов крупным планом.

62. Тут хорошо видны элементы трансмиссии, при помощи которых крутящий момент передавался на вал, проходящий под землей и передающий вращательное движение в прилегающий к машинному залу корпус фабрики, в котором располагались станки.

63. К сожалению, фабричное здание не сохранилось и за дверью, что вела в соседний корпус, теперь лишь пустота.

64. Отдельно стоит отметить щит управления электрооборудованием, который сам по себе является произведением искусства.

65. Мраморная доска в красивой деревянной рамке с расположенной на ней рядами рычажков и предохранителей, роскошный фонарь, стильные приборы — Belle Époque во всей красе.

66. Два огромных предохранителя, расположенные между фонарем и приборами впечатляют.

67. Предохранители, рычажки, регуляторы — все оборудование эстетически привлекательно. Видно, что при создании этого щита о внешнем виде заботились далеко не в последнюю очередь.

68. Под каждым рычажком и предохранителем расположена «пуговка» с надписью, что этот рычажок включает/выключает.

69. Великолепие техники периода «прекрасной эпохи «.

70. В завершении рассказа вернемся к машине и насладимся восхитительной гармонией и эстетикой ее деталей.

71. Вентили управления отдельными узлами машины.

72. Капельные масленки, предназначенные для смазки движущихся узлов и агрегатов машины.

73. Этот прибор называется пресс-масленка. От движущейся части машины приводятся в движение червяки, перемещающие поршень масленки, а он нагнетает масло к трущимся поверхностям. После того, как поршень дойдет до мертвой точки, его вращением ручки поднимают назад и цикл повторяется.

74. До чего же красиво! Чистый восторг!

75. Цилиндры машины с колонками впускных клапанов.

76. Еще масленки.

77. Эстетика стимпанка в классическом виде.

78. Распределительный вал машины, регулирующий подачу пара в цилиндры.

79.

80.

81. Все это очень очень красиво! Я получил огромный заряд вдохновения и радостных эмоций во время посещения этого машинного зала.

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

Паровые машины использовались как приводной двигатель в насосных станциях , локомотивах , на паровых судах, тягачах , паровых автомобилях и других транспортных средствах. Паровые машины способствовали широкому распространению коммерческого использования машин на предприятиях и явились энергетической основой промышленной революции XVIII века. Позднее паровые машины были вытеснены двигателями внутреннего сгорания , паровыми турбинами , электромоторами и атомными реакторами , КПД которых выше.

Паровая машина в действии

Изобретение и развитие

Первое известное устройство, приводимое в движение паром, было описано Героном из Александрии в первом столетии — это так называемая «баня Герона», или «эолипил». Пар, выходящий по касательной из дюз, закреплённых на шаре, заставлял последний вращаться. Предполагается, что преобразование пара в механическое движение было известно в Египте в период римского владычества и использовалось в несложных приспособлениях.

Первые промышленные двигатели

Ни одно из описанных устройств фактически не было применено как средство решения полезных задач. Первым применённым на производстве паровым двигателем была «пожарная установка», сконструированная английским военным инженером Томасом Сейвери в 1698 году . На своё устройство Сейвери в 1698 году получил патент. Это был поршневой паровой насос, и, очевидно, не слишком эффективный, так как тепло пара каждый раз терялось во время охлаждения контейнера, и довольно опасный в эксплуатации, так как вследствие высокого давления пара ёмкости и трубопроводы двигателя иногда взрывались. Так как это устройство можно было использовать как для вращения колёс водяной мельницы, так и для откачки воды из шахт изобретатель назвал его «другом рудокопа».

Затем английский кузнец Томас Ньюкомен в 1712 году продемонстрировал свой «атмосферный двигатель», который был первым паровым двигателем, на который мог быть коммерческий спрос. Это был усовершенствованный паровой двигатель Сейвери, в котором Ньюкомен существенно снизил рабочее давление пара. Ньюкомен, возможно, базировался на описании экспериментов Папена, находящихся в Лондонском королевском обществе , к которым он мог иметь доступ через члена общества Роберта Гука , работавшего с Папеном.

Схема работы паровой машины Ньюкомена.
– Пар показан лиловым цветом, вода — синим.
– Открытые клапаны показаны зелёным цветом, закрытые — красным

Первым применением двигателя Ньюкомена была откачка воды из глубокой шахты. В шахтном насосе коромысло было связано с тягой, которая спускалась в шахту к камере насоса. Возвратно-поступательные движения тяги передавались поршню насоса, который подавал воду наверх. Клапаны ранних двигателей Ньюкомена открывались и закрывались вручную. Первым усовершенствованием было автоматизация действия клапанов, которые приводились в движение самой машиной. Легенда рассказывает, что это усовершенствование было сделано в 1713 году мальчиком Хэмфри Поттером, который должен был открывать и закрывать клапаны; когда это ему надоедало, он связывал рукоятки клапанов верёвками и шёл играть с детьми. К 1715 году уже была создана рычажная система регулирования, приводимая от механизма самого двигателя.

Первая в России двухцилиндровая вакуумная паровая машина была спроектирована механиком И. И. Ползуновым в 1763 году и построена в 1764 году для приведения в действие воздуходувных мехов на Барнаульских Колывано-Воскресенских заводах.

Хэмфри Гэйнсборо в 1760-ых годах построил модель паровой машины с конденсатором. В 1769 году шотландский механик Джеймс Уатт (возможно, использовав идеи Гейнсборо) запатентовал первые существенные усовершенствования к вакуумному двигателю Ньюкомена, которые сделали его значительно более эффективным по расходу топлива. Вклад Уатта заключался в отделении фазы конденсации вакуумного двигателя в отдельной камере, в то время как поршень и цилиндр имели температуру пара. Уатт добавил к двигателю Ньюкомена ещё несколько важных деталей: поместил внутрь цилиндра поршень для выталкивания пара и преобразовал возвратно-поступательное движения поршня во вращательное движение приводного колеса.

На основе этих патентов Уатт построил паровой двигатель в Бирмингеме . К 1782 году паровой двигатель Уатта оказался более чем в 3 раза производительнее машины Ньюкомена. Повышение эффективности двигателя Уатта привело к использованию энергии пара в промышленности. Кроме того, в отличие от двигателя Ньюкомена, двигатель Уатта позволил передать вращательное движение, в то время как в ранних моделях паровых машин поршень был связан с коромыслом, а не непосредственно с шатуном. Этот двигатель уже имел основные черты современных паровых машин.

Дальнейшим повышением эффективности было применение пара высокого давления (американец Оливер Эванс и англичанин Ричард Тревитик). Р.Тревитик успешно построил промышленные однотактовые двигатели высокого давления, известные как «корнуэльские двигатели». Они работали с давлением 50 фунтов на квадратный дюйм , или 345 кПа (3,405 атмосферы). Однако с увеличением давления возникала и большая опасность взрывов в машинах и котлах, что приводило вначале к многочисленным авариям. С этой точки зрения наиболее важным элементом машины высокого давления был предохранительный клапан, который выпускал лишнее давление. Надёжная и безопасная эксплуатация началась только с накоплением опыта и стандартизацией процедур сооружения, эксплуатации и обслуживания оборудования.

Французский изобретатель Николас-Йозеф Куньо в 1769 году продемонстрировал первое действующее самоходное паровое транспортное средство: «fardier à vapeur» (паровую телегу). Возможно, его изобретение можно считать первым автомобилем . Самоходный паровой трактор оказался очень полезным в качестве мобильного источника механической энергии, приводившего в движение другие сельскохозяйственные машины: молотилки, прессы и др. В 1788 году пароход , построенный Джоном Фитчем, уже осуществлял регулярное сообщение по реке Делавер между Филадельфией (штат Пенсильвания) и Берлингтоном (штат Нью-Йорк). Он поднимал на борт 30 пассажиров и шёл со скоростью 7-8 миль в час . Пароход Дж. Фитча не был коммерчески успешным, поскольку с его маршрутом конкурировала хорошая сухопутная дорога. В 1802 году шотландский инженер Уильям Симингтон построил конкурентоспособный пароход, а в 1807 году американский инженер Роберт Фултон использовал паровой двигатель Уатта для привода первого коммерчески успешного парохода. 21 февраля 1804 года на металлургическом заводе Пенидаррен в Мертир-Тидвиле в Южном Уэльсе демонстрировался первый самоходный железнодорожный паровой локомотив , построенный Ричардом Тревитиком.

Паровые машины с возвратно-поступательным движением

Двигатели с возвратно-поступательным движением используют энергию пара для перемещения поршня в герметичной камере или цилиндре. Возвратно-поступательное действие поршня может быть механически преобразовано в линейное движение поршневых насосов или во вращательное движение для привода вращающихся частей станков или колёс транспортных средств.

Вакуумные машины

Ранние паровые машины назывались вначале «огневыми машинами», а также «атмосферными » или «конденсирующими» двигателями Уатта. Они работали на вакуумном принципе и поэтому известны также как «вакуумные двигатели». Такие машины работали для привода поршневых насосов , во всяком случае, нет никаких свидетельств о том, что они использовались в иных целях. При работе паровой машины вакуумного типа в начале такта пар низкого давления впускается в рабочую камеру или цилиндр. Впускной клапан после этого закрывается, и пар охлаждается, конденсируясь. В двигателе Ньюкомена охлаждающая вода распыляется непосредственно в цилиндр, и конденсат сбегает в сборник конденсата. Таким образом создаётся вакуум в цилиндре. Атмосферное давление в верхней части цилиндра давит на поршень, и вызывает его перемещение вниз, то есть рабочий ход.

Постоянное охлаждение и повторное нагревание рабочего цилиндра машины было очень расточительным и неэффективным, тем не менее, эти паровые машины позволяли откачивать воду с большей глубины, чем это было возможно до их появления. В году появилась версия паровой машины, созданная Уаттом в сотрудничестве с Мэттью Боултоном, основным нововведением которой стало вынесение процесса конденсации в специальную отдельную камеру (конденсатор). Эта камера помещалась в ванну с холодной водой, и соединялась с цилиндром трубкой, перекрывающейся клапаном. К конденсационной камере была присоединена специальная небольшая вакуумная помпа (прообраз конденсатного насоса), приводимая в движение коромыслом и служащая для удаления конденсата из конденсатора. Образовавшаяся горячая вода подавалась специальным насосом (прообразом питательного насоса) обратно в котёл. Ещё одним радикальным нововведением стало закрытие верхнего конца рабочего цилиндра, в верхней части которого теперь находился пар низкого давления. Этот же пар присутствовал в двойной рубашке цилиндра, поддерживая его постоянную температуру. Во время движения поршня вверх этот пар по специальным трубкам передавался в нижнюю часть цилиндра, для того, чтобы подвергнуться конденсации во время следующего такта. Машина, по сути, перестала быть «атмосферной», и её мощность теперь зависела от разницы давлений между паром низкого давления и тем вакуумом, который удавалось получить. В паровой машине Ньюкомена смазка поршня осуществлялась небольшим количеством налитой на него сверху воды, в машине Уатта это стало невозможным, поскольку в верхней части цилиндра теперь находился пар, пришлось перейти на смазку смесью тавота и нефти. Такая же смазка использовалась в сальнике штока цилиндра.

Вакуумные паровые машины, несмотря на очевидные ограничение их эффективности, были относительно безопасны, использовали пар низкого давления, что вполне соответствовало общему невысокому уровню котельных технологий XVIII века . Мощность машины ограничивалась низким давлением пара, размерами цилиндра, скоростью сгорания топлива и испарения воды в котле, а также размерами конденсатора. Максимальный теоретический КПД был ограничен относительно малой разницей температур по обе стороны поршня; это делало вакуумные машины, предназначенные для промышленного использования, слишком большими и дорогими.

Сжатие

Выпускное окно цилиндра паровой машины перекрывается несколько раньше, чем поршень доходит до своего крайнего положения, что оставляет в цилиндре некоторое количество отработанного пара. Это означает, что в цикле работы присутствует фаза сжатия, формирующая так называемую «паровую подушку» , замедляющую движение поршня в его крайних положениях. Кроме того, это устраняет резкий перепад давления в самом начале фазы впуска, когда в цилиндр поступает свежий пар.

Опережение

Описанный эффект «паровой подушки» усиливается также тем, что впуск свежего пара в цилиндр начинается несколько раньше, чем поршень достигнет крайнего положения, то есть присутствует некоторое опережение впуска. Это опережение необходимо для того, чтобы перед тем, как поршень начнёт свой рабочий ход под действием свежего пара, пар успел бы заполнить то мёртвое пространство, которое возникло в результате предыдущей фазы, то есть каналы впуска-выпуска и неиспользуемый для движения поршня объем цилиндра.

Простое расширение

Простое расширение предполагает, что пар работает только при расширении его в цилиндре, а отработанный пар выпускается напрямую в атмосферу или поступает в специальный конденсатор. Остаточное тепло пара при этом может быть использовано, например, для обогрева помещения или транспортного средства, а также для предварительного подогрева воды, поступающей в котёл.

Компаунд

В процессе расширения в цилиндре машины высокого давления температура пара падает пропорционально его расширению. Поскольку теплового обмена при этом не происходит (адиабатический процесс), получается, что пар поступает в цилиндр с большей температурой, чем выходит из него. Подобные перепады температуры в цилиндре приводят к снижению эффективности процесса.

Один из методов борьбы с этим перепадом температур был предложен в 1804 году английским инженером Артуром Вульфом, который запатентовал Компаундную паровую машину высокого давления Вульфа
. В этой машине высокотемпературный пар из парового котла поступал в цилиндр высокого давления, а после этого отработанный в нем пар с более низкой температурой и давлением поступал в цилиндр (или цилиндры) низкого давления. Это уменьшало перепад температуры в каждом цилиндре, что в целом снижало температурные потери и улучшало общий коэффициент полезного действия паровой машины. Пар низкого давления имел больший объём, и поэтому требовал большего объёма цилиндра. Поэтому в компаудных машинах цилиндры низкого давления имели больший диаметр (а иногда и большую длину) чем цилиндры высокого давления.

Такая схема также известна под названием «двойное расширение», поскольку расширение пара происходит в две стадии. Иногда один цилиндр высокого давления был связан с двумя цилиндрами низкого давления, что давало три приблизительно одинаковых по размеру цилиндра. Такую схему было легче сбалансировать.

Двухцилиндровые компаундные машины могут быть классифицированы как:

• Перекрёстный компаунд
  — Цилиндры расположены рядом, их паропроводящие каналы перекрещены.
• Тандемный компаунд
  — Цилиндры располагаются последовательно, и используют один шток.
• Угловой компаунд
  — Цилиндры расположены под углом друг к другу, обычно 90 градусов, и работают на один кривошип.

После 1880-х годов компаундные паровые машины получили широкое распространение на производстве и транспорте и стали практически единственным типом, используемым на пароходах. Использование их на паровозах не получило такого широкого распространения, поскольку они оказались слишком сложными, частично из-за того, что сложными были условия работы паровых машин на железнодорожном транспорте . Несмотря на то, что компаундные паровозы так и не стали массовым явлением (особенно в Великобритании, где они были очень мало распространены и вообще не использовались после 1930-х годов), они получили определённую популярность в нескольких странах.

Множественное расширение

Упрощённая схема паровой машины с тройным расширением.
Пар высокого давления (красный цвет) от котла проходит через машину, выходя в конденсатор при низком давлении (голубой цвет).

Логичным развитием схемы компаунда стало добавление в неё дополнительных стадий расширения, что увеличивало эффективность работы. Результатом стала схема множественного расширения, известная как машины тройного или даже четверного расширения. Такие паровые машины использовали серии цилиндров двойного действия, объем которых увеличивался с каждой стадией. Иногда вместо увеличения объёма цилиндров низкого давления использовалось увеличение их количества, так же, как и на некоторых компаундных машинах.

Изображение справа показывает работу паровой машины с тройным расширением. Пар проходит через машину слева направо. Блок клапанов каждого цилиндра расположен слева от соответствующего цилиндра.

Появление этого типа паровых машин стало особенно актуальным для флота, поскольку требования к размеру и весу для судовых машин были не очень жёсткими, а главное, такая схема позволяла легко использовать конденсатор, возвращающий отработанный пар в виде пресной воды обратно в котёл (использовать солёную морскую воду для питания котлов было невозможно). Наземные паровые машины обычно не испытывали проблем с питанием водой и потому могли выбрасывать отработанный пар в атмосферу. Поэтому такая схема для них была менее актуальной, особенно с учётом её сложности, размера и веса. Доминирование паровых машин множественного расширения закончилось только с появлением и широким распространением паровых турбин. Однако в современных паровых турбинах используется тот же принцип разделения потока на цилиндры высокого, среднего и низкого давления.

Прямоточные паровые машины

Прямоточные паровые машины возникли в результате попытки преодолеть один недостаток, свойственный паровым машинам с традиционным парораспределением. Дело в том, что пар в обычной паровой машине постоянно меняет направление своего движения, поскольку и для впуска и для выпуска пара применяется одно и то же окно с каждой стороны цилиндра. Когда отработанный пар покидает цилиндр, он охлаждает его стенки и парораспределительные каналы. Свежий пар, соответственно, тратит определённую часть энергии на их нагревание, что приводит к падению эффективности. Прямоточные паровые машины имеют дополнительное окно, которое открывается поршнем в конце каждой фазы, и через которое пар покидает цилиндр. Это повышает эффективность машины, поскольку пар движется в одном направлении, и температурный градиент стенок цилиндра остается более или менее постоянным. Прямоточные машины одинарного расширения показывают примерно такую же эффективность, как компаундные машины с обычным парораспределением. Кроме того, они могут работать на более высоких оборотах, и потому до появления паровых турбин часто применялись для привода электрогенераторов, требующих высокой скорости вращения.

Прямоточные паровые машины бывают как одинарного, так и двойного действия.

Паровые турбины

Паровая турбина представляет собой серию вращающихся дисков, закрепленных на единой оси, называемых ротором турбины, и серию чередующихся с ними неподвижных дисков, закрепленных на основании, называемых статором. Диски ротора имеют лопатки на внешней стороне, пар подается на эти лопатки и крутит диски. Диски статора имеют аналогичные лопатки, установленные под противоположным углом, которые служат для перенаправления потока пара на следующие за ними диски ротора. Каждый диск ротора и соответствующий ему диск статора называются ступенью турбины. Количество и размер ступеней каждой турбины подбираются таким образом, чтобы максимально использовать полезную энергию пара той скорости и давления, который в нее подается. Выходящий из турбины отработанный пар поступает в конденсатор. Турбины вращаются с очень высокой скоростью, и поэтому при передаче вращения на другое оборудование обычно используются специальные понижающие трансмиссии . Кроме того, турбины не могут изменять направление своего вращения, и часто требуют дополнительных механизмов реверса (иногда используются дополнительные ступени обратного вращения).

Турбины превращают энергию пара непосредственно во вращение и не требуют дополнительных механизмов преобразования возвратно-поступательного движения во вращение. Кроме того, турбины компактнее возвратно-поступательных машин и имеют постоянное усилие на выходном валу. Поскольку турбины имеют более простую конструкцию, они, как правило, требуют меньшего обслуживания.

Другие типы паровых двигателей

Применение

Паровые машины могут быть классифицированы по их применению следующим образом:

Стационарные машины

Паровой молот

Паровая машина на старой сахарной фабрике, Куба

Стационарные паровые машины могут быть разделены на два типа по режиму использования:

• Машины с переменным режимом, к которым относятся машины металлопрокатных станов , паровые лебёдки и подобные устройства, которые должны часто останавливаться и менять направление вращения.
• Силовые машины, которые редко останавливаются и не должны менять направление вращения. Они включают энергетические двигатели на электростанциях , а также промышленные двигатели, использовавшиеся на заводах, фабриках и на кабельных железных дорогах до широкого распространения электрической тяги. Двигатели малой мощности используются на судовых моделях и в специальных устройствах.

Паровая лебёдка в сущности является стационарным двигателем, но установлена на опорной раме, чтобы её можно было перемещать. Она может быть закреплена тросом за якорь и передвинута собственной тягой на новое место.

Транспортные машины

Паровые машины использовались для привода различных типов транспортных средств, среди них:

• Сухопутные транспортные средства:
  • Паровой автомобиль
  • Паровой трактор
  • Паровой экскаватор, и даже
• Паровой самолёт.

В России первый действующий паровоз был построен Е. А. и М. Е. Черепановыми на Нижне-Тагильском заводе в 1834 году для перевозки руды. Он развивал скорость 13 вёрст в час и перевозил более 200 пудов (3,2 тонны) груза. Длина первой железной дороги составляла 850 м.

Преимущества паровых машин

Основным преимуществом паровых машин является то, что они могут использовать практически любые источники тепла для преобразования его в механическую работу. Это отличает их от двигателей внутреннего сгорания, каждый тип которых требует использования определённого вида топлива. Наиболее заметно это преимущество при использовании ядерной энергии, поскольку ядерный реактор не в состоянии генерировать механическую энергию, а производит только тепло, которое используется для выработки пара, приводящего в движение паровые машины (обычно паровые турбины). Кроме того, есть и другие источники тепла, которые не могут быть использованы в двигателях внутреннего сгорания, например, солнечная энергия. Интересным направлением является использование энергии разности температур Мирового Океана на разных глубинах.

Подобными свойствами также обладают другие типы двигателей внешнего сгорания, такие как двигатель Стирлинга , которые могут обеспечить весьма высокую эффективность, но имеют существенно большие вес и размеры, чем современные типы паровых двигателей.

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

В Швейцарии (Brienz Rothhorn) и в Австрии (Schafberg Bahn) новые паровозы, использующие сухой пар, доказали свою эффективность. Этот тип паровоза был разработан на основе моделей Swiss Locomotive and Machine Works (SLM) -х годов, со множеством современных усовершенствований, таких, как использование роликовых подшипников, современная теплоизоляция, сжигание в качестве топлива лёгких нефтяных фракций, улучшенные паропроводы, и т.д. В результате такие паровозы имеют на 60% меньшее потребление топлива и значительно меньшие требования к обслуживанию. Экономические качества таких паровозов сравнимы с современными дизельными и электрическими локомотивами.

Кроме того, паровые локомотивы значительно легче, чем дизельные и электрические, что особенно актуально для горных железных дорог. Особенностью паровых двигателей является то, что они не нуждаются в трансмиссии, передавая усилие непосредственно на колёса.

Коэффициент полезного действия

Коэффициент полезного действия (КПД) теплового двигателя может быть определён как отношение полезной механической работы к затрачиваемому количеству теплоты , содержащейся в топливе . Остальная часть энергии выделяется в окружающую среду в виде тепла. КПД тепловой машины равен

,

Процесс изобретения парового двигателя, как это часто бывает в технике, растянулся чуть ли не на столетие, поэтому выбор даты для этого события достаточно условен. Впрочем, никем не отрицается, что прорыв, приведший к технологической революции, был осуществлен шотландцем Джеймсом Уаттом.

Над использованием пара в качестве рабочего тела люди задумывались еще в глубокой древности. Однако лишь на рубеже XVII–XVIII вв. удалось найти способ производить полезную работу с помощью пара. Одна из первых попыток поставить пар на службу человеку была предпринята в Англии в 1698 г. : машина изобретателя Сэйвери предназначалась для осушения шахт и перекачивания воды. Правда, изобретение Сэйвери еще не было двигателем в полном смысле этого слова, поскольку, кроме нескольких клапанов, открывавшихся и закрывавшихся вручную, в нем не имелось подвижных частей. Машина Сэйвери работала следующим образом: сначала герметичный резервуар наполнялся паром, затем внешняя поверхность резервуара охлаждалась холодной водой, отчего пар конденсировался, и в резервуаре создавался частичный вакуум. После этого вода – например, со дна шахты – засасывалась в резервуар через заборную трубу и после впуска очередной порции пара выбрасывалась наружу.

Первая паровая машина с поршнем была построена французом Дени Папеном в 1698 г. Вода нагревалась внутри вертикального цилиндра с поршнем, и образовавшийся пар толкал поршень вверх. Когда пар охлаждался и конденсировался, поршень опускался вниз под действием атмосферного давления. Посредством системы блоков паровая машина Папена могла приводить в действие различные механизмы, например насосы.

Более совершенную машину в 1712 г. построил английский кузнец Томас Ньюкомен. Как и в машине Папена, поршень перемещался в вертикальном цилиндре. Пар из котла поступал в основание цилиндра и поднимал поршень вверх. При впрыскивании в цилиндр холодной воды пар конденсировался, в цилиндре образовывался вакуум, и под воздействием атмосферного давления поршень опускался вниз. Этот обратный ход удалял воду из цилиндра и посредством цепи, соединенной с коромыслом, двигавшимся наподобие качелей, поднимал вверх шток насоса. Когда поршень находился в нижней точке своего хода, в цилиндр снова поступал пар, и с помощью противовеса, закрепленного на штоке насоса или на коромысле, поршень поднимался в исходное положение. После этого цикл повторялся.

Машина Ньюкомена широко использовалась в Европе более 50 лет. В 1740‑х годах машина с цилиндром длиной 2,74 м и диаметром 76 см за один день выполняла работу, которую бригада из 25 человек и 10 лошадей, работая посменно, выполняла за неделю. И все‑таки ее КПД был чрезвычайно низок.

Наиболее ярко промышленная революция проявилась в Англии, прежде всего в текстильной промышленности. Несоответствие предложения тканей и стремительно возрастающего спроса привлекло лучшие конструкторские умы к разработке прядильных и ткацких машин. В историю английской техники навсегда вошли имена Картрайта, Кея, Кромптона, Харгривса. Но созданные ими прядильные и ткацкие станки нуждались в качественно новом, универсальном двигателе, который бы непрерывно и равномерно (именно этого не могло обеспечить водяное колесо) приводил станки в однонаправленное вращательное движение. Вот здесь‑то во всем своем блеске предстал талант знаменитого инженера, «волшебника из Гринока» Джеймса Уатта.

Уатт родился в шотландском городке Гринок в семье кораблестроителя. Работая учеником в мастерских в Глазго, за первые два года Джеймс приобрел квалификацию гравировщика, мастера по изготовлению математических, геодезических, оптических приборов, различных навигационных инструментов. По совету дяди‑профессора Джеймс поступил в местный университет на должность механика. Именно здесь Уатт начал работать над паровыми машинами.

Джеймс Уатт пытался усовершенствовать пароатмосферную машину Ньюкомена, которая, в общем‑то, годилась только для перекачивания воды. Ему было ясно, что основной недостаток машины Ньюкомена состоял в попеременном нагревании и охлаждении цилиндра. В 1765 г. Уатт пришел к мысли, что цилиндр может постоянно оставаться горячим, если до конденсации отводить пар в отдельный резервуар через трубопровод с клапаном. Кроме того, Уатт сделал еще несколько усовершенствований, окончательно превративших паро‑атмосферную машину в паровую. Например, он изобрел шарнирный механизм – «параллелограмм Уатта» (называется так потому, что часть звеньев – рычагов, входящих в его состав, образует параллелограмм), который преобразовывал возвратно‑поступательное движение поршня во вращательное движение главного вала. Теперь ткацкие станки могли работать непрерывно.

В 1776 г. машина Уатта прошла испытания. Ее КПД оказался вдвое больше, чем у машины Ньюкомена. В 1782 г. Уатт создал первую универсальную паровую машину двойного действия. Пар поступал в цилиндр попеременно то с одной стороны поршня, то с другой. Поэтому поршень совершал и рабочий, и обратный ход с помощью пара, чего не было в прежних машинах. Поскольку в паровой машине двойного действия шток поршня совершал тянущее и толкающее действие, прежнюю приводную систему из цепей и коромысла, которая реагировала только на тягу, пришлось переделать. Уатт разработал систему связанных тяг и применил планетарный механизм для преобразования возвратно‑поступательного движения штока поршня во вращательное движение, использовал тяжелый маховик, центробежный регулятор скорости, дисковый клапан и манометр для измерения давления пара. Запатентованная Уаттом «ротативная паровая машина» сначала широко применялась на прядильных и ткацких фабриках, а позже и на других промышленных предприятиях. Двигатель Уатта годился для любой машины, и этим не замедлили воспользоваться изобретатели самодвижущихся механизмов.

Паровая машина Уатта поистине стала изобретением века, положившим начало промышленной революции. Но изобретатель на этом не ограничился. Соседи не раз с удивлением наблюдали за тем, как Уатт гоняет по лугу лошадей, тянущих специально подобранные тяжести. Так появилась единица мощности – лошадиная сила, получившая впоследствии всеобщее признание.

К сожалению, финансовые трудности вынудили Уатта уже в зрелом возрасте проводить геодезические изыскания, работать на строительстве каналов, сооружать порты и пристани, пойти, наконец, на экономически кабальный союз с предпринимателем Джоном Ребеком, потерпевшим вскоре полный финансовый крах.

Я живу только на угле и воде и все еще обладаю достаточной энергией, чтобы разогнаться до 100 миль в час! Это именно то, что может сделать паровоз. Хотя эти гигантские механические динозавры в настоящее время вымерли на большей части мировых железных дорог, паровые технологии живут в сердцах людей, и локомотивы, подобные этому, до сих пор служат туристическими достопримечательностями на многих исторических железных дорогах.

Первое современные паровые машины были изобретены в Англии в начале 18 века и ознаменовали начало Промышленной Революции.

Сегодня мы вновь возвращаемся к энергии пара. Из-за особенностей конструкции в процессе сгорания топлива паровой двигатель дает меньше загрязнений, чем двигатель внутреннего сгорания. В данной публикации на видео посмотрите, как он работает.

Что питало старинный паровой двигатель?

Требуется энергия, чтобы делать абсолютно все, о чем вы только можете подумать: кататься на скейтборде, летать на самолете, ходить в магазины или водить машину по улице. Большая часть энергии, которую мы используем для транспортировки сегодня, поступает из нефти, но это было не всегда так. До начала 20-го века уголь был любимым топливом в мире, и он приводил в движение все: от поездов и кораблей до злополучных паровых самолетов, изобретенных американским ученым Сэмюэлем П. Лэнгли, ранним конкурентом братьев Райт. Что такого особенного в угле? Внутри Земли его много, поэтому он был относительно недорогим и широко доступным.

Уголь является органическим химическим веществом, что означает, что он основан на элементе углерода. Уголь образуется в течение миллионов лет, когда останки мертвых растений закапывают под камнями, сжимают под давлением и варят под действием внутреннего тепла Земли. Вот почему это называется ископаемое топливо. Комки угля – это действительно комки энергии. Углерод внутри них связан с атомами водорода и кислорода соединениями, называемыми химическими связями. Когда мы сжигаем уголь на огне, связи распадаются, и энергия выделяется в форме тепла.

Уголь содержит примерно вдвое меньше энергии на килограмм, чем более чистое ископаемое топливо, такое как бензин, дизельное топливо и керосин – и это одна из причин, по которой паровые двигатели должны сжигать так много.

Готовы ли паровые машины к эпическому возвращению?

Когда-то давно господствовал паровой двигатель – сначала в поездах и тяжелых тракторах, как вы знаете, но в конечном итоге и в автомобилях. Сегодня это трудно понять, но на рубеже 20-го века более половины автомобилей в США работали на парах. Паровой двигатель был настолько усовершенствован, что в 1906 году паровая машина под названием «Ракета Стэнли» даже имела рекорд скорости на земле – опрометчивая скорость 127 миль в час!

Теперь вы можете подумать, что паровая машина имела успех только потому, что двигатели внутреннего сгорания (ДВС) еще не существовали, но на самом деле паровые машины и автомобили ДВС были разработаны одновременно. Поскольку у инженеров уже был 100-летний опыт работы с паровыми двигателями, у паровой машины был довольно большой старт. В то время как ручные коленчатые двигатели ломали руки несчастных операторов, к 1900 году паровые машины были уже полностью автоматизированы – и без сцепления или коробки передач (пар обеспечивает постоянное давление, в отличие от хода поршня ДВС), очень легким в управлении. Единственное предостережение, что вы должны были подождать несколько минут, чтобы котел нагрелся.

Однако через несколько коротких лет Генри Форд придет и все изменит. Хотя паровой двигатель технически превосходил ДВС, он не мог сравниться с ценой серийных Фордов. Производители паровых автомобилей пытались переключать передачи и продавать свои автомобили как премиальные, роскошные продукты, но к 1918 году Ford Model T был в шесть раз дешевле, чем Steanley Steamer (самая популярная паровая машина в то время). С появлением электродвигателя стартера в 1912 году и постоянным повышением эффективности ДВС прошло совсем немного времени, пока паровая машина исчезла с наших дорог.

Под давлением

В течение последних 90 лет паровые машины оставались на грани исчезновения, а гигантские звери выкатывались на показы старинных автомобилей, но не намного. Спокойно, однако, на заднем плане исследования незаметно продвигались вперед – отчасти из-за нашей зависимости от паровых турбин в производстве электроэнергии, а также потому, что некоторые люди считают, что паровые двигатели действительно могут превосходить двигатели внутреннего сгорания.

ДВС имеют внутренние недостатки: им требуется ископаемое топливо, они производят много загрязнений, и они шумные. Паровые двигатели, напротив, очень тихие, очень чистые и могут использовать практически любое топливо. Паровые двигатели благодаря постоянному давлению не требуют зацепления – вы получаете максимальный крутящий момент и ускорение мгновенно, в состоянии покоя. Для городского вождения, где остановка и запуск потребляют огромное количество ископаемого топлива, непрерывная мощность паровых двигателей может быть очень интересной.

Технологии прошли долгий путь и с 1920-х годов – в первую очередь, мы теперь мастера материалов
. Оригинальным паровым машинам требовались огромные, тяжелые котлы, чтобы выдерживать жару и давление, и в результате даже небольшие паровые машины весили пару тонн. С современными материалами паровые машины могут быть такими же легкими, как их двоюродные братья. Добавьте современный конденсатор и какой-нибудь котел-испаритель, и вы сможете построить паровую машину с приличной эффективностью и временем прогрева, которое измеряется секундами, а не минутами.

В последние годы эти достижения объединились в некоторые захватывающие события. В 2009 году британская команда установила новый рекорд скорости ветра на паровой тяге в 148 миль в час, наконец, побив рекорд ракеты Стэнли, который стоял более 100 лет. В 1990-х годах подразделение Volkswagen R & D под названием Enginion заявило, что оно построило паровой двигатель, который был сопоставим по эффективности с ДВС, но с меньшими выбросами. В последние годы Cyclone Technologies утверждает, что она разработала паровой двигатель, который в два раза эффективнее, чем ДВС. На сегодняшний день, однако, ни один двигатель не нашел свой путь в коммерческом автомобиле.

Двигаясь вперед, маловероятно, что паровые машины когда-либо сядут с двигателя внутреннего сгорания, хотя бы из-за огромного импульса Big Oil. Однако однажды, когда мы наконец решим серьезно взглянуть на будущее личного транспорта, возможно, тихая, зеленая, скользящая грация энергии пара получит второй шанс.

Паровые двигатели нашего времени

Технология.

Инновационная энергия.
В настоящее время nanoFlowcell® является самой инновационной и самой мощной системой накопления энергии для мобильных и стационарных приложений. В отличие от обычных батарей, nanoFlowcell® снабжается энергией в виде жидких электролитов (bi-ION), которая может храниться вдали от самой ячейки. Выхлоп автомобиля с этой технологией – водяной пар.

Как и обычная проточная ячейка, положительно и отрицательно заряженные электролитические жидкости хранятся отдельно в двух резервуарах и, как и обычная проточная ячейка или топливный элемент, прокачиваются через преобразователь (действительный элемент системы nanoFlowcell) в отдельных контурах.

Здесь две цепи электролита разделены только проницаемой мембраной. Обмен ионов происходит, как только растворы положительного и отрицательного электролитов проходят друг с другом по обе стороны мембраны конвертера. Это преобразует химическую энергию, связанную в би-ион, в электричество, которое затем напрямую доступно для потребителей электроэнергии.

Подобно водородным транспортным средствам, «выхлоп», производимый электромобилями nanoFlowcell, представляет собой водяной пар. Но являются ли выбросы водяного пара от будущих электромобилей экологически чистыми?

Критики электрической мобильности все чаще ставят под сомнение экологическую совместимость и устойчивость альтернативных источников энергии. Для многих автомобильные электроприводы являются посредственным компромиссом вождения с нулевым уровнем выбросов и экологически вредных технологий. Обычные литий-ионные или металлогидридные батареи не являются ни устойчивыми, ни экологически совместимыми – ни в производстве, ни в использовании, ни в переработке, даже если реклама предполагает чистую «электронную мобильность».

nanoFlowcell Holdings также часто задают вопрос об устойчивости и экологической совместимости технологии nanoFlowcell и би-ионных электролитов. И сам nanoFlowcell, и растворы электролитов bi-ION, необходимые для его питания, производятся экологически безопасным способом из экологически чистого сырья. В процессе эксплуатации технология nanoFlowcell полностью нетоксична и никоим образом не наносит вреда здоровью. Би-ИОН, который состоит из слабосолевого водного раствора (органические и минеральные соли, растворенные в воде) и фактических энергоносителей (электролитов), также безопасен для окружающей среды при использовании и переработке.

Как работает привод nanoFlowcell в электромобиле? Подобно бензиновому автомобилю, раствор электролита потребляется в электрическом транспортном средстве с нанофлоуцеллом. Внутри наноотвода (фактической проточной ячейки) один положительно и один отрицательно заряженный раствор электролита прокачивается через клеточную мембрану. Реакция – ионный обмен – имеет место между положительно и отрицательно заряженными растворами электролита. Таким образом, химическая энергия, содержащаяся в би-ионах, выделяется в виде электричества, которое затем используется для привода электродвигателей. Это происходит до тех пор, пока электролиты прокачиваются через мембрану и реагируют. В случае привода QUANTiNO с нанофлоуцеллом одного резервуара с электролитной жидкостью достаточно для более чем 1000 километров. После опустошения бак должен быть пополнен.

Какие “отходы” образуются электрическим транспортным средством с нанофлоуцеллом? В обычном транспортном средстве с двигателем внутреннего сгорания при сжигании ископаемого топлива (бензина или дизельного топлива) образуются опасные выхлопные газы – главным образом, диоксид углерода, оксиды азота и диоксид серы – накопление которых было определено многими исследователями как причина изменения климата. менять. Тем не менее, единственные выбросы, выделяемые транспортным средством nanoFlowcell во время вождения, состоят – почти как транспортное средство, работающее на водороде – почти полностью из воды.

После того, как ионный обмен произошел в наноячейке, химический состав раствора электролита bi-ION практически не изменился. Он больше не является реактивным и, таким образом, считается «потраченным», поскольку его невозможно перезарядить. Поэтому для мобильных применений технологии nanoFlowcell, таких как электромобили, было принято решение микроскопически испарять и высвобождать растворенный электролит во время движения автомобиля. При скорости свыше 80 км / ч емкость для отработанной электролитической жидкости опорожняется через чрезвычайно мелкие распылительные форсунки с использованием генератора, приводимого в движение энергией привода. Электролиты и соли предварительно механически отфильтровываются. Выпуск очищенной в настоящее время воды в виде паров холодной воды (микротонкодисперсный туман) полностью совместим с окружающей средой. Фильтр меняется примерно на 10 г.

Преимущество этого технического решения состоит в том, что бак транспортного средства опустошается при движении в обычном режиме и может быть легко и быстро пополнен без необходимости откачки.

Альтернативное решение, которое является несколько более сложным, состоит в том, чтобы собрать раствор отработанного электролита в отдельном резервуаре и отправить его на переработку. Это решение предназначено для подобных стационарных приложений nanoFlowcell.

Однако сейчас многие критики предполагают, что водяной пар такого типа, который выделяется при конверсии водорода в топливных элементах или в результате испарения электролитической жидкости в случае наноотвода, теоретически является парниковым газом, который может оказать влияние на изменение климата. Как возникают такие слухи?

Мы рассматриваем выбросы водяного пара с точки зрения их экологической значимости и задаем вопрос о том, сколько еще водяного пара можно ожидать в результате широкого использования транспортных средств с нанофлоуцелл по сравнению с традиционными технологиями привода и могут ли эти выбросы H 2 O иметь негативное воздействие на окружающую среду.

Наиболее важные природные парниковые газы – наряду с CH 4 , O 3 и N 2 O – водяной пар и CO 2 , Углекислый газ и водяной пар невероятно важны для поддержания глобального климата. Солнечное излучение, которое достигает земли, поглощается и нагревает землю, которая в свою очередь излучает тепло в атмосферу. Однако большая часть этого излучаемого тепла уходит обратно в космос из земной атмосферы. Углекислый газ и водяной пар обладают свойствами парниковых газов, образуя «защитный слой», который предотвращает утечку всего излучаемого тепла обратно в космос. В естественном контексте этот парниковый эффект имеет решающее значение для нашего выживания на Земле – без углекислого газа и водяного пара атмосфера Земли была бы враждебна для жизни.

Парниковый эффект становится проблематичным только тогда, когда непредсказуемое вмешательство человека нарушает естественный цикл. Когда в дополнение к естественным парниковым газам люди вызывают более высокую концентрацию парниковых газов в атмосфере, сжигая ископаемое топливо, это увеличивает нагрев земной атмосферы.

Являясь частью биосферы, люди неизбежно влияют на окружающую среду и, следовательно, на климатическую систему, самим своим существованием. Постоянный рост численности населения Земли после каменного века и создания поселений несколько тысяч лет назад, связанный с переходом от кочевой жизни к сельскому хозяйству и животноводству, уже повлиял на климат. Почти половина оригинальных лесов и лесов в мире была очищена для сельскохозяйственных целей. Леса – наряду с океанами – главный производитель водяного пара.

Водяной пар является основным поглотителем теплового излучения в атмосфере. Водяной пар составляет в среднем 0,3% по массе атмосферы, углекислый газ – только 0,038%, что означает, что водяной пар составляет 80% массы парниковых газов в атмосфере (около 90% по объему) и, с учетом от 36 до 66% – самый важный парниковый газ, обеспечивающий наше существование на земле.

Таблица 3: Атмосферная доля наиболее важных парниковых газов, а также абсолютная и относительная доля повышения температуры (Циттель)

12 апреля 1933 г. Уильям Беслер стартовал с муниципального аэродрома города Окленд в Калифорнии на самолете с паровым двигателем.
Газеты написали:

«Взлет был нормальным во всех отношениях, за исключением отсутствия шума. Фактически, когда самолет уже отделился от земли, наблюдателям казалось, что он не набрал еще достаточной скорости. На полной мощности шум был заметен не более, чем при планирующем самолете. Можно было слышать только свист воздуха. При работе на полном паре винт производил только небольшой шум. Можно было различать через шум винта звук пламени…

Когда самолет шел на посадку и пересекал границу поля, то винт останавливался и пускался медленно в обратную сторону с помощью перевода реверса и последующего малого открывания дросселя. Даже при очень медленном обратном вращении винта снижение заметно становилось круче. Немедленно после касания земли пилот давал полный задний ход, который вместе с тормозами быстро останавливал машину. Краткий пробег особенно был заметен в этом случае, так как во время испытания была безветренная погода, и обычно пробег при посадке достигал нескольких сот футов».

В начале XX века рекорды высоты, достигнутой самолетами, ставились чуть ли не ежегодно:

Стратосфера сулила немалые выгоды для полета: меньшее сопротивление воздуха, постоянство ветров, отсутствие облачности, скрытность, недосягаемость для ПВО. Но как взлететь на высоту, например, 20 километров?

Мощность [бензинового] мотора падает быстрее, чем плотность воздуха.

На высоте 7000 м мощность мотора уменьшается почти в три раза. С целью повышения высотных качеств самолетов еще в конце империалистической войны делались попытки применять наддув, в период 1924-1929 гг. нагнетатели еще больше внедряются в производство. Однако обеспечить сохранение мощности двигателя внутреннего сгорания на высотах свыше 10 км становится все труднее.

Стремясь поднять «предел высоты», конструкторы всех стран все чаще и чаще обращают свои взоры на паровую машину, имеющую ряд преимуществ в качестве высотного двигателя. Отдельные страны, как, например, Германию, толкнули на этот путь и стратегические соображения, а именно — необходимость на случай большой войны добиться независимости от привозной нефти.

За последние годы были сделаны многочисленные попытки установить паровой двигатель на самолет. Быстрый рост авиационной промышленности накануне кризиса и монопольные цены на ее продукцию позволили не спешить с реализацией опытных работ и накопившихся изобретений. Эти попытки, принявшие особый размах в период экономического кризиса 1929-1933 гг. и наступившей затем депрессии, — не случайное явление для капитализма. В печати, в особенности в Америке и Франции, часто бросались упреки крупным концернам о наличии у них соглашений об искусственной задержке реализации новых изобретений.

Наметились два направления. Одно представлено в Америке Беслером, установившим на самолет обычную поршневую машину, другое же обусловлено применением турбины в качестве авиационного двигателя и связано, главным образом, с работами немецких конструкторов.

Братья Беслер взяли за основу поршневую паровую машину Добля для автомобиля и установили ее на биплан Тревел-Эр [описание их демонстрационного полета приведено в начале поста].
Видео того полета:

Машина снабжена реверсивным механизмом, при помощи которого можно легко и быстро изменять направление вращения вала машины не только в полете, но и при посадке самолета. Двигатель помимо пропеллера приводит в движение через соединительную муфту вентилятор, нагнетающий воздух в горелку. При старте пользуются небольшим электрическим моторчиком.

Машина развивала мощность в 90 л.с., но в условиях известной форсировки котла ее мощность можно довести до 135 л. с.
Давление пара в котле 125 aт. Температура пара поддерживалась около 400-430°. В целях максимальной автоматизации работы котла был применен нормализатор или прибор, помощью которого вода впрыскивалась под известным давлением в перегреватель, как только температура пара превышала 400°. Котел был снабжен питательным насосом и паровым приводом, а также первичным и вторичным подогревателями питающей воды, обогреваемыми отработанным паром.

На самолете были установлены два конденсатора. Более мощный переделан из радиатора мотора ОХ-5 и установлен сверху фюзеляжа. Менее мощный сделан из конденсатора парового автомобиля Добля и расположен под фюзеляжем. Производительность конденсаторов, как утверждали в печати, оказалась недостаточной для работы паровой машины на полном дросселе без выпуска в атмосферу «и приблизительно соответствовала 90% крейсерской мощности». Опыты показали, что при расходе 152 л горючего необходимо было иметь 38 л воды.

Общий вес паровой установки самолета составлял 4,5 кг на 1 л. с. По сравнению с мотором ОХ-5, работавшим на этом самолете, это давало лишний вес в 300 фунтов (136 кг). Не подлежит сомнению, что вес всей установки мог быть значительно снижен при облегчении деталей двигателя и конденсаторов.
Топливом служил газойль. В печати утверждали, что «между включением зажигания и пуском на полный ход прошло не более 5 мин.».

Другое направление в развитии паросиловой установки для авиации связано с использованием паровой турбины в качестве двигателя.
В 1932-1934 гг. в иностранную печать проникли сведения о сконструированной в Германии на электрозаводе Клинганберга оригинальной паровой турбине для самолета. Автором ее называли главного инженера этого завода Хютнера.
Парообразователь и турбина вместе с конденсатором здесь были объединены в один вращающийся агрегат, имеющий общий корпус. Хютнер замечает: «Двигатель представляет силовую установку, отличительная характерная особенность которой состоит в том, что вращающийся генератор пара образует одно конструктивное и эксплоатационное целое с вращающейся в противоположном направлении турбиной и конденсатором».
Основной частью турбины является вращающийся котел, образованный из целого ряда V-образных трубок, причем одно колено этих трубок соединено с коллектором для питательной воды, другое — с паросборником. Котел показан на фиг. 143.

Трубки расположены радиально вокруг оси и вращаются со скоростью в 3000-5000 об/мин. Поступающая в трубки вода устремляется под действием центробежной силы в левые ветви V-образных трубок, правое колено которых выполняет роль генератора пара. Левое колено трубок имеет ребра, нагреваемые пламенем от форсунок. Вода, проходя мимо этих ребер, превращается в пар, причем под действием центробежных сил, возникающих при вращении котла, происходит повышение давления пара. Давление регулируется автоматически. Разность плотностей в обеих ветвях трубок (пар и вода) дает переменную разность уровней, являющуюся функцией центробежной силы, а следовательно, и скорости вращения. Схема такого агрегата показана на фиг. 144.

Особенностью конструкции котла является расположение трубок, при котором во время вращения создается разрежение в камере сгорания, и таким образом котел выполняет как бы роль всасывающего вентилятора. Таким образом, как утверждает Хютнер, «вращением котла обусловливаются одновременно и питание его, и движение горячих газов, и движение охлаждающей воды».

Пуск турбины в ход требует всего 30 сек. Хютнер рассчитывал получить к. п. д. котла 88% и к. п. д. турбины 80%. Турбина и котел нуждаются для запуска в пусковых моторах.

В 1934 г. в печати промелькнуло сообщение о разработке проекта большого самолета в Германии, оборудованного турбиной с вращающимся котлом. Два года спустя во французской прессе утверждали, что в условиях большой засекреченности военным ведомством в Германии построен специальный самолет. Для него сконструирована паросиловая установка системы Хютнера мощностью в 2500 л. с. Длина самолета 22 м, размах крыльев 32 м, полетный вес (приблизительный) 14 т, абсолютный потолок самолета 14000 м, скорость полета на высоте в 10000 м — 420 км/час, подъем на высоту 10 км — 30 минут.
Весьма возможно, что эти сообщения в печати значительно преувеличены, но несомненно, что германские конструкторы работают над этой проблемой, и предстоящая война может здесь принести неожиданные сюрпризы.

В чем же заключается преимущество турбины перед двигателем внутреннего сгорания?
1. Отсутствие возвратно-поступательного движения при высоких скоростях вращения позволяет сделать турбину довольно компактной и меньших размеров, нежели современные мощные авиационные моторы.
2. Важным преимуществом является также относительная бесшумность работы парового двигателя, что важно как с точки зрения военной, так и в смысле возможности облегчения самолета за счет звукоизолирующего оборудования на пассажирских самолетах.
3. Паровая турбина, не в пример моторам внутреннего сгорания, почти не допускающим перегрузки, может быть перегружаема на короткий период до 100% при постоянной скорости. Это преимущество турбины дает возможность уменьшить длину разбега самолета и облегчает его подъем в воздух.
4. Простота конструкции и отсутствие большого количества подвижных и срабатывающихся деталей составляют также немаловажное преимущество турбины, делая ее более надежной и долговечной по сравнению с двигателями внутреннего сгорания.
5. Существенное значение имеет также отсутствие на паровой установке магнето, на работу которого можно воздействовать с помощью радиоволн.
6. Возможность использовать тяжелое топливо (нефть, мазут) помимо экономических преимуществ обусловливает большую безопасность парового двигателя в пожарном отношении. Создается к тому же возможность теплофицировать самолет.
7. Главное же преимущество парового двигателя заключается в сохранении его номинальной мощности с подъемом на высоту.

Одно из возражений против парового двигателя исходит, главным образом, от аэродинамиков и сводится к размерам и возможностям охлаждения конденсатора. Действительно, паровой конденсатор имеет поверхность в 5-6 раз большую, нежели водяной радиатор двигателя внутреннего сгорания.
Вот почему, стремясь снизить лобовое сопротивление такого конденсатора, конструкторы пришли к размещению конденсатора непосредственно по поверхности крыльев в виде сплошного ряда трубок, следующих точно контуру и профилю крыла. Помимо придания значительной жесткости это уменьшит и опасность обледенения самолета.

Имеется, конечно, еще целый ряд других технических трудностей в эксплоатации турбины на самолете.
— Неизвестно поведение форсунки на больших высотах.
— Для изменения быстрой нагрузки турбины, что является одним из условий работы авиационного двигателя, необходимо иметь либо запас воды, либо паросборник.
— Известные трудности представляет и разработка хорошего автоматического устройства для регулировки турбины.
— Неясно также и гироскопическое действие быстро вращающейся турбины на самолете.

Все же достигнутые успехи дают основания надеяться, что в ближайшее время паровая силовая установка найдет свое место в современном воздушном флоте, в особенности на транспортных коммерческих самолетах, а также на больших дирижаблях. Самое трудное в этой области уже сделано, и практики-инженеры сумеют добиться конечного успеха.

Паровая машина

Изобретение паровой
машины послужило основным толчком для
дальнейшего развития транспортных
средств. В течение ста лет он являлся
единственным промышленным двигателем,
универсальность которого позволяла
использовать его и на предприятиях, и
на железных дорогах, и на флоте. Паровые
машины были установлены и на первых
автомобилях. На транспорте паровые
машины работали вплоть до 50-х годов XX
века. В некоторых странах пароходы и
паровозы продолжают использоваться
даже сегодня.

Первая паровая
машина была построена Джеймсом Уаттом
в 1784 году. Главной ее частью являлся
цилиндр, закрытый с обоих концов крышками.
Сквозь отверстие в одной из них был
пропущен стержень, на котором внутри
цилиндра был укреплен поршень. Снаружи
цилиндра стержень с помощью шатуна
соединяется с кривошипом – искривленной
в виде буквы «П» частью вала. В двигателях
современных автомобилей такой вал
получил название «коленчатого». На вал
насажен маховик, благодаря которому
вращение вала, а, следовательно, и
движение поршня, происходит более
равномерно. В крышках цилиндра имеются
отверстия, через которые поступает пар.
Вначале его впускают с одной стороны,
а когда поршень дойдет до противоположного
конца цилиндра – с другой. Управляет
такой последовательностью впуска пара
в цилиндр распределительный элемент –
золотник.

Теоретически
задача постройки автомобиля, то есть
повозки, которая бы сама ездила, была
уже почти решена. Необходимо было лишь
построить экипаж с механизмом управления,
приводимый в движение находящимся в
нем двигателем. Очевидно, что в XVIII веке
таким двигателем могла стать только
паровая машина.

Впервые эту идею
высказали авторы единицы мощности –
«лошадиная сила», Дениз Папин и Томас
Сэвери, но, к сожалению, они не были в
состоянии подтвердить свои мысли
практически. Даже знаменитый Джеймс
Уатт, являющийся изобретателем паровой
машины, когда ему в 1759 году один из
студентов по фамилии Робинсон предложил
постройку паровой телеги, заинтересовался
этой идеей лишь ненадолго, поскольку
эта работа отрывала его от основной
цели – усовершенствования мощной
фабричной паровой машины с отдельным
котлом. Реализация оставшихся в теории
английских проектов Сэвери, Робинсона
и Уатта удалась французу Никола Йозефу
Кюньо.

Кюньо, родившийся
в 1725 году в Лотарингии, был хорошо
образован и уже с детства проявил
исключительный интерес к технике. К
несчастью, он не имел капитала, который
позволил бы юноше посвятить себя
изобретательству, и, чтобы получить
материальную независимость, Кюньо
поступает на службу в армию и вскоре
дослуживается до звания капитана
инженерных войск. Уже тогда он проявил
глубокие знания строителя современных
укреплений, причем попутно осуществил
ряд ценных изобретений. Некоторые из
его проектов дожили до наших дней.

Инженер детально
интересовался приспособлением паровой
машины для привода «безлошадного
экипажа», досконально знал конструкцию
машины Папина и ряда паровых машин
Уатта. К сожалению, все они имели основной
недостаток – слишком большие размеры
этих конструкций не позволял разместить
их на повозке. Поэтому Кюньо начал
постройку собственной паровой машины
небольших размеров. Но получавшиеся
конструкции были слишком велики, и,
наконец, скромный капитан встал перед
необходимостью прекратить работы, на
которые уже не хватало личных финансовых
средств, а все усилия по поиску
дополнительного финансирования от
правительства не давали результата.

Однако в 1764 году,
когда изобретатель был готов полностью
отказаться от исполнения своей мечты,
ему улыбнулась удача. Подаваемая много
раз просьба об аудиенции у министра
обороны была удовлетворена. Естественно,
сам министр не имел намерения интересоваться
работой и проектами Кюньо, но поручил
генералу де Грибьев, знающему толк в
механике, ознакомиться с изобретением.
Генерал, исключительно интеллигентный
и умный человек, быстро понял, какой
переворот может совершить в армии
«механический мул» в качестве
артиллерийского тягача. Он поддержал
идею построения опытного образца машины
Кюньо. Однако первых пробных поездок
пришлось ждать пять лет. Они с полным
успехом прошли в Брюксе в присутствии
небольшого числа зрителей. Результат
этих испытании позволил устроить
демонстрацию машины в Париже, на которую
был приглашен даже министр обороны
Франции.

Первый автомобиль,
так называемая малая телега Кюньо, с
собственным именем Фардье, устойчиво
развивал на дороге скорость 4,5 километров
час, но только в течение 12 минут, поскольку
на большее не хватало ни воды, ни пара.
Необходимо было наполнить котел водой
и вновь разжечь под ним костер, так как
у первого автомобиля отсутствовала
даже топка. Несмотря на свои недостатки,
телега так понравилась министру, что
он приказал тотчас же приступить к
постройке улучшенного и увеличенного
экземпляра, который можно было бы
изготовлять в больших количествах для
использования в войсках для транспортировки
пушек.

Получив в свое
распоряжение 20 тыс. франков в качестве
вознаграждения за первую конструкцию,
Кюньо с энтузиазмом взялся за дело. В
конце 1770 года были проведены испытания
нового, более мощного парового автомобиля
Кюньо в присутствии официальных военных
экспертов, которые дали очень похвальное
заключение, когда тягач полностью
выполнил поставленные перед ним задачи,
хотя его скорость езды не превышала 4
километров в час вместо требуемых
пятнадцати. Движение было уже непрерывным,
поскольку котел имел собственную топку,
и не требовалось разжигать на земле
костер. К тому же Кюньо уже придумал,
как увеличить скорость хотя бы до
скорости марша войсковых колонн, чтобы
артиллерия не оставалась сзади. Дальнейшая
судьба развития в этом направлении и
получения заказа на большую серию
паровых тягачей зависела от официального
показа действующей машины перед высшей
государственной властью и аристократией.

Наконец настал
день демонстрации. Кюньо, как обычно,
занял место водителя. Передвинув рычаг
и открыв клапан подачи пара, он обеими
руками взялся за рукоятки руля,
требовавшие, приложения очень большой
силы во время поворота, что необходимо
было исправить в следующих образцах.
Телега, шипя выходящим из цилиндров
паром, под удивленные возгласы собравшихся
зрителей, с большой скоростью проехала
вдоль улицы. Наконец-то успех! Однако…
Что это? Телега свернула с дороги и едет
прямо в стену! Заклинило механизм
управления. Стоп! Стоп!

К несчастью, Кюньо
не хватило сил, чтобы своевременно
повернуть переднее колесо с закрепленной
над ним паровой машиной и тяжелым котлом,
наполненном водой. Он растерялся и забыл
о возможности остановить телегу простым
перекрытием подачи пара. Разогнавшаяся
телега всей своей массой в три тонны
ударилась в стену и разнесла ее буквально
на кирпичики. Массивный водяной котел
оторвался и взорвался, как писали газеты
того времени, «с грохотом на весь Париж».
Среди поднявшейся суматохи, толкнули
кого-то из важных чинов, наступили на
ногу маршалу королевского двора, и сбили
шляпу с головы министра обороны…

Возмущение было
единодушным. Присутствующие во весь
голос выражали свое недовольство. Как
ни пытался изобретатель объяснить
причины этого неприятного инцидента,
собравшиеся были настроены по-иному, и
дальнейшие испытания были прекращены.

К счастью, телегу
Кюньо не постигла участь многих подобных
технических новинок, она не сгнила и не
заржавела на свалке. В 1794 году телегу
сдали в появившееся в этот год «хранилище
машин, инструментов, моделей, рисунков
и описаний по всем видам искусств и
ремесел» в качестве очередной механической
диковинки.

Позднее она заняла
центральное место в Парижском музее
искусств и ремесел, а ее изображение
стало эмблемой французского общества
автомобильных инженеров. На родине
Кюньо, в Лотарингии, ему поставят
памятник, где в 1969 году было торжественно
отмечено двухсотлетие «паровой телеги».

В начале XIX века
возникли и начали быстро развиваться
железные дороги. Но из-за необходимости
прокладывать рельсы, движущиеся по ним
машины, получившие название паровоз,
не могли широко использоваться на всей
территории государства.

Для подвозки грузов
и пассажиров к железной дороге стали
широко применять экипажи. Поэтому в эти
годы появилось множество конструкций
безрельсовых паровых повозок. Основное
свое развитие они получили в Англии,
где паровые машины, как и ткацкие станки,
стали основой промышленного переворота.

К этому времени
мощность паровых экипажей уже увеличился
в 10 раз по сравнению с повозкой Кюньо,
значительно были уменьшены размеры
машин и расход топлива. Однако развитие
безрельсового парового транспорта в
отличии от железнодорожного шло не
достаточно быстро. Истории известен
такой случай, когда церковь заподозрила
Уильяма Мердока в общении с нечистой
силой, во время опытов с паровой машиной,
и изобретателю пришлось остановить все
работы. Кроме этого вокруг паровых машин
возник скандал, связанный с тем, что
Джеймс Уатт обвинил своего бывшего
сотрудника Ричарда Тревитика планировавшего
установить паровую машину на свою
повозку, в краже идей фирмы «Болтон и
Уатт». Уатт пытался даже провести в
английском парламенте закон о запрещении
опасных паровых экипажей. Ему это не
удалось, но Тревитику все равно пришлось
остановить работы. Это было связано с
отсутствием в окрестностях Лондона
хороших дорог, пригодных для его парового
экипажа. На расчистку трасс для повозки
от камней и деревьев ушло все состояние
Тревитика, и он умер в неизвестности и
нищете. Лишь в 20-х годах XIX века, после
значительного улучшения качества дорог,
паровые повозки вновь стали появляться
на английской земле.

Первые четыре
паровых повозки, изготовленные Голдсвортом
Гарнье Гэрнея, начали совершать регулярные
рейсы и наездили в 1831 году около 6 тысяч
километров. Однако этот результат был
почти в десять раз меньше годового
пробега четырех конных дилижансов.

Более успешно
организовал движение паровых повозок
другой английский изобретатель – Уолтер
Хэнкок. Однако и его повозки были далеки
от совершенства. На рейс длиной в 120
километров требовалось затратить около
12 часов. Из них паровой дилижанс двигался
часов 7-8. Остальное время уходило на
пополнение запасов воды и топлива. Со
временем к дилижансу присоединили
повозку с запасами топлива и воды. Это
позволило 9-ти пятнадцатиместным паровым
дилижансам Хэнкока совершить около 700
рейсов и преодолеть почти 7 тысяч
километров со скоростью в 30 километров
в час.

Едва паровые
дилижансы стали более уверено вести
себя на дорогах, появилось новое
препятствие. Владельцы конного почтового
и пассажирского транспорта, видя в
паровых автомобилях серьезного
конкурента, убедили парламент Англии
в том, что машины портят дороги.
Правительство ввело налоги на паровые
автомобили, а подкупленные журналисты,
даже мельчайшие проблемы, возникающие
во время движения, раздували до огромных
статей, описывающих ужасы, которые таит
в себе паровик. Это не могло не вызвать
недовольство у населения. Следующим
ударом по владельцам механических
повозок стал принятый парламентом
«Закон о дорожных локомотивах», который
уничтожил самое главное преимущество
парового транспорта – скорость, ограничив
ее до скорости конного транспорта – 15
километров в час.

В 1865 году, когда
железные дороги покрыли своей сетью
основную часть территории Англии, их
владельцы совместно с владельцами
конного транспорта нанесли окончательный
удар по паровым каретам. Под их давлением
парламент принял дополнения к «Закону
о дорожных локомотивах». Начиная с этого
года, паровые машины должны были на
загородных участках дороги двигаться
со скоростью 7 километров в час, в приделах
города – со скоростью еще в два раза
меньшей. Кроме этого перед паровой
повозкой должен был бежать человек с
красным флажком, предупреждая всех о
приближающейся опасности.

Этот, не вызывающий
ничего кроме удивления, закон был смягчен
лишь в 1878 году и полностью отменен в
1896 году, когда уже по территории Европы
ездили десятки сотен автомобилей с
бензиновыми двигателями. Так в Англии
на несколько десятилетий был уничтожен
такой вид транспорта, как паровые
дилижансы. Однако паровозы, приводимые
в движение тем же паровым двигателем
беспрепятственно, и с выгодой для их
владельцев продолжали катить по рельсам.

Россия тоже не
отстала от всеобщего увлечения паровыми
двигателями. И хотя проектов создания
паровых автомобилей в России было
достаточно много, построены из них были
лишь единицы. Первым наиболее реальным
проектом стал «быстрокат» Казимира
Янкевича, датированный 1830 годом. Однако,
он так и не был построен несмотря на то,
что по заверениям автора был способен
развивать скорость до 30 километров в
час.

Первый паровой
колесный тягач в России был построен в
1874 году на Мальцовском заводе в Людиново.
За прототип был взят английский автомобиль
«Эвелин-Портер», однако русский тягач
получился мощнее и тяжелее. Кроме этого
он был приспособлен к работе на дровах,
а не на угле. Всего было построено семь
таких тягачей.

Как и во Франции,
большой интерес к паровым тягачам в
России проявило военное ведомство. Как
только в России появился первый рутьер,
приобретенный бароном Буксгевденом
для своего имения под Ригой, военные
провели его испытания. Паровой тягач
«системы Томсона» достойно выдержал
испытания, и в 1876 году, после испытаний
еще нескольких моделей рутьеров, было
принято решение об их закупке для нужд
российской армии.

Следующим паровым
автомобилем после рутьеров Мальцевского
завода был построенный в 1901 году легковой
паромобиль московского велосипедного
завода «Дукс». На машине этой довольно
удачной конструкции был не только
совершен пробег в Крым и обратно, но и
совершено восхождение на Ай-Петри.
Однако паровым автомобилям так и не
удалось серьезно прижиться в России.
Лишь перед началом Первой мировой войны
появилась еще одна конструкция –
дорожный локомотив Коломенского
машиностроительного завода со 110-сильными
паровыми машинами. Позже они успешно
работали на строительстве восточной
части Амурской железной дороги.

Последней попыткой
России в этом направлении стала постройка
в конце 1949 года двух паровых грузовых
автомобилей НАМИ-012. Созданные с
использованием узлов и агрегатов
автомобиля ЯАЗ-200, они были оснащены
паровой машиной мощностью 100 лошадиных
сил, работающей на дровах, и предназначались
для использования на лесоразработках.
Испытания подтвердили работоспособность
и долговечность машин, при этом их
ходовые качества были не хуже, чем у
дизельного грузовика. Позже был разработан
проект усовершенствованного лесовозного
полноприводного тягача на базе НАМИ-012,
который был даже рекомендован в серийное
производство. Однако из-за отсутствия
производственных мощностей его выпуск
так и не был налажен.

Но вернемся во
Францию конца XIX века. Здесь в это время
паровые автомобили пережили свое второе
рождение. На этот раз его двигатели были
оснащены керосиновыми горелками вместо
угольных топок, и не нуждались в тяжелом
запасе угля и долгом разогреве. Леон
Серполле (1858-1907) в своей модели парового
экипажа заменил водяной котел длиной,
многократно изогнутой трубой – змеевиком.
Это позволило уменьшить объем используемой
воды – змеевик быстро разогревался,
непрерывно образовывая необходимое
для работы машины количество пара. При
этом пар не скапливался в водяном баке,
что часто служило поводом для его взрыва.
Кроме этого на повозке Серполле были
установлены эластичные шины, повышающие
комфорт поездки и специальный механизм,
соединяющий вал паровой машины и ведущие
колеса – кардан. Он получил свое название
от имени итальянского изобретателя
Джероламо Кардано и позволял передать
вращение от неподвижно закрепленной
паровой машины к покачивающимся на
рессорах колесам повозки.

Аналогичным образом
были построены паровые экипажи отца и
сына Болли (их обоих звали Амадеями).
Занимаясь литьем колоколов, Болли-отец
увлекся изучением технологии обработки
металлов, а затем и устройством различных
машин. На выставке в Париже, проходящей
в 1867 году, двадцатилетнего юношу поразили
велосипеды и паровые омнибусы.

У Амадея Болли
зародилась идея создать паровую повозку
личного пользования, которая, как писал
сам мастер – «предоставила бы удобства
велосипеда людям пожилого возраста и
далеким от спорта». Причем планировалось
создать не подобие паровоза без рельсов
и не конный экипаж с паровым двигателем,
а принципиально новое средство
передвижения.

Начало франко-прусской
войны на время отодвинуло реализацию
этой идеи, но уже в 1875 году первая паровая
машина Болли была продемонстрирована
в Париже. Она представляла собой паровой
дилижанс, рассчитанный на 12 мест, и
получила название «L’Obeissante» («Послушная»).
Имея общую массу 5 тонн, паровик расходовал
на 1 километр пути 2,5 килограммов угля
и 14 литров воды. По этим показателям
Болли удалось опередить подобные паровые
омнибусы англичан в 1,5-2 раза. Впереди
сидел управляющий поездом (по терминологии
тех лет – кондуктор), а сзади – кочегар
(шофер), который обслуживал паровой
котел. Четырехцилиндровая паровая
машина, точнее, две двухцилиндровых,
каждая из которых имела привод на одно
колесо через цепную передачу, давала
возможность на ровной горизонтальной
дороге развивать скорость до 40 километров
в час. Экипаж имел двухступенчатую
коробку передач. «Послушная» восхищала
своими параметрами посетителей выставки
и вместе с тем отпугивала своей необычной
внешностью.

Болли продолжал
совершенствовать свою паровую повозку
и через некоторое время придал ей более
традиционный вид. Его новая модель,
изготовленная в 80-х годах XIX века,
получившая название – «Новая» имела
еще более высокие показатели. Масса
омнибуса составляла 3,5 тонн, при этом
на один километр пути ей требовалось
1,5 килограммов угля и 7 литров воды. По
своим скоростным характеристикам машина
Болли могла соревноваться даже с только
что появившимися бензиновыми автомобилями.
Кстати, если отбросить паровой двигатель,
то по конструкции и внешнему виду повозка
Болли гораздо больше была похожа на
современный автомобиль, чем первые
бензиновые «безлошадные экипажи»,
официально считающиеся автомобилями.
В их конструкции присутствовали даже
такие элементы, как независимая подвеска
колес и металлический кузов, получившие
распространение на автомобилях лишь в
середине 30-х годов XX века.

В дальнейшем
проявилась тенденция использования
паровой машины в качестве двигателя
легких трех- и четырехколесных повозок.
Во Франции этим занимались Леон Серполле
и фабрика «Де Дион-Бутон и Трепарду».
Использование вертикального трубчатого
котла намного меньшего размера, чем
обычные, позволило уменьшить вес
двигателя, упростить обслуживание и
устранить опасность взрыва. Получившиеся
в результате усовершенствования
небольшие, похожие на брички четырехместные
паровые экипажи были очень популярны
в начале XX века во Франции и особенно в
США, где паровые автомобили выпускались
вплоть до «Великой депрессии» начала
тридцатых годов.

Но, несмотря на
все усовершенствования, паровые
автомобили второй половины XIX века
оставались весьма неудобными для
эксплуатации. Водителю такого автомобиля
нужно было владеть теми же знаниями и
сноровкой, как и машинисту на железной
дороге. Ведь только для того чтобы
подготовить паровой автомобиль к
движению, необходимо было проявить
немало смекалки и потратить большое
количество времени.

Задолго до
планируемой поездки водитель должен
был запалить пусковую горелку (считалось
большой удачей, если это удавалось
сделать в безветренную погоду) и
отрегулировать подачу горючего и
воздуха. После этого надо было терпеливо
ждать повышения давления пара до
определенного уровня. Если по недосмотру
водителя давление в котле чрезмерно
повышалось, стеклянная мерная трубка
лопалась, поездку приходилось откладывать.
Вначале гасили горелку и после того,
как машина остывала, меняли измерительную
трубку. После этого процесс по подготовки
автомобиля к поездке повторялся вновь.
Кстати, первое зеркало заднего вида
появилось на американском паровом
автомобиле. Предназначалось оно не для
того чтобы наблюдать за дорогой, а для
того чтобы смотреть за капризной
измерительной трубкой.

В пути водитель
должен был следить за уровнем воды в
котле, добавлять воду перед подъемами,
а при спусках с горы – накапливать пар.
Кроме этого ему приходилось время от
времени подкачивать механизмом,
напоминающим велосипедный насос топливо
к горелке. Но и это еще не все – через
каждые 50 километров нужно было заправлять
котел водой, горелку – топливом, смазывать
механизмы, удалять накипь и нагар.

Заканчивая поездку
нельзя было просто поставить автомобиль
в гараж, выключить горелку и пойти домой.
Предварительно водитель задувал главную
горелку и выпускал часть воды из котла.
Пусковая горелка оставалась зажженной
до утра, что нередко приводило к пожарам.

Не каждый бы человек
согласился ежедневно проводить все эти
операции и дополнительно овладевать
специальностью машиниста паровоза. Это
привело к тому, что паровая машина была
практически недоступна массовому
потребителю. Несмотря на это, именно
она сыграла важную роль в развитии
автомобильной техники. Была доказана
возможность механического передвижения
экипажа, опробованы и усовершенствованы
механизмы будущего автомобиля. Со времен
паровых автомобилей нам осталось и
слово «шофер» (его раньше писали через
два «ф»), что в переводе с французского
обозначает «кочегар». И хотя на автомобиле
давно уже нет ни котла, ни топки, часто
современного водителя называют шофером.

К началу XX века
паровые двигатели могли достигать
мощности в 15 миллионов ватт, а скорость
вращения их вала составляла 1000 оборотов
в минуту. На одной из своих поздних машин
Серполле в 1902 году устанавливает мировой
рекорд скорости автомобиля – 120 километров
в час. Годом позже он устанавливает еще
один рекорд – 144 километров в час. А еще
через два года, в 1905 году американец Ф.
Мариотт на паровом автомобиле превышает
скорость в 200 километров в час.

Казалось, еще
чуть-чуть и паровой автомобиль будет
признан всеми и завоюет себе будущее.
Усилия Серполле и других автомобильных
конструкторов вызывают одобрение, и
люди мирятся с хлопотами связанными с
обслуживанием паровых машин. Но
технический прогресс не стоит на месте
– в 80-х годах XIX века появляются автомобили
с бензиновыми двигателями. Их главное
преимущество заключается в малой массе
и быстром запуске, хотя они не лишены
ряда недостатков, от которых уже
«вылечились» паровые машины.

В течении четверти
века шло соревнование между двумя видами
двигателей, заканчивавшееся полной
победой бензинового. Однако про паровой
двигатель при этом не забыли. Нашлись
энтузиасты, которые продолжали его
совершенствование даже после поражения.
Им удалось сделать паровики практически
бесшумными, более долговечными. Кроме
этого изготовленные инженерами паровые
двигатели начала XX века быстро запускались,
были просты в управлении и не загрязняли
воздух. Но самый главный их недостаток
по сравнению с бензиновыми двигателями
остался и даже продолжал увеличиваться.
Речь идет об отношении массы двигателя
к развиваемой им мощности. Для бензиновых
двигателей этот коэффициент оказался
в несколько раз ниже. Именно поэтому
даже паровозы, просуществовавшие на
железных дорогах достаточно длительное
время, в середине XX века практически
полностью были вытеснены дизельными и
электрическими локомотивами.

Не смотря на все
старания ученых и инженеров спасти
паровики, они уже не соответствовали
тем требованиям, которые предъявляла
автомобильная техника. Паровые двигатели
оставались тяжелыми, громоздкими,
требовали большого количества топлива
и воды и не обещали никакого дальнейшего
повышения экономичности. На транспорте
их все больше и больше вытесняли
появившиеся в конце XIX века двигатели
внутреннего сгорания.

Паровой двигатель из двс ваз

Содержание

• 1 Поршневой мотор
• 2 Принцип работы
• 3 Правила эксплуатации автомобилей с паровым двигателем
• 4 Преимущества машины
• 5 Мастер сделал сам паровой двигатель
• 6 Как сделать рабочую модель парового двигателя на дому
• 7 Паровые двигатели современности
• 8 Метод 1: мини-паровой двигатель своими руками
• 9 Мини-сопла
• 10 Запуск двигателя
• 11 Модель парового двигателя для взрослых
• 12 Основной элемент
• 13 Емкость для воды
• 14 Результат

Современный мир заставляет многих изобретателей снова возвращаться к идее применения паровой установки в средствах, предназначенных для перемещения. В машинах есть возможность использовать несколько вариантов силовых агрегатов, работающих на пару.

Содержание:

Поршневой мотор

Современные паровые двигатели можно распределить на несколько групп:

• с парогенераторным устройством прямоточного типа и обогревом факелом;
• с образованием пара внутри цилиндров при факельном подогреве;
• с аккумуляторными батареями теплового типа;
• комбинированного вида.

Конструктивно установка включает в себя:

• пусковое устройство;
• силовой блок двухцилиндровый;
• парогенератор в специальном контейнере, снабженный змеевиком.

Принцип работы

Процесс происходит следующим образом. После включения зажигания начинает поступать питание от аккумуляторной электробатареи трех двигателей. От первого в работу приводится воздуходувка, прокачивающая воздушные массы по радиатору и передающая их по воздушным каналам в смесительное устройство с горелкой.

Одновременно с этим очередной электромотор активирует насос перекачки топлива, подающий конденсатные массы из бачка по змеевидному устройству подогревательного элемента в корпусную часть отделителя воды и подогреватель, находящийся в экономайзере, в паровой генератор.
До начала запуска пару нет возможности пройти к цилиндрам, так как путь ему перекрывают клапан дросселя или золотник, которые приводятся в управление кулисной механикой. Поворачивая ручки в сторону, необходимую для передвижения, и приоткрывая клапан, механик приводит в работу паровой механизм.
Отработанные пары по единому коллектору поступают на распределительный кран, в котором разделяются на пару неодинаковых долей. Меньшая по объему часть попадает в сопло смесительной горелки, перемешивается с воздушной массой, воспламеняется от свечи. Появившееся пламя начинает подогревать контейнер. После этого продукт сгорания переходит в водоотделитель, происходит конденсирование влаги, стекающей в специальный бак для воды. Оставшийся газ уходит наружу.

Вторая часть пара, большая по объему, по крану-распределителю переходит в турбину, приводящую во вращение роторное устройство электрического генератора. Далее пары проходят в сопловую часть конденсатора, потом – в радиатор, в котором охлаждаются, передавая тепловую энергию воздуху, и попадают в водяную емкость.

Правила эксплуатации автомобилей с паровым двигателем

Паровая установка может напрямую соединяться с приводным устройством трансмиссии машины, и с началом ее работы машина приходит в движение. Но с целью повышения кпд специалисты рекомендуют использовать механику сцепления. Это удобно при буксировочных работах и разных проверочных действиях.

В процессе движения механик, учитывая обстановку, может изменить скорость, манипулируя мощностью парового поршня. Это можно выполнить, дросселируя пар клапаном, или изменять подачу пара кулисным устройством. На практике лучше использовать первый вариант, так как действия напоминают работу педалью газа, но более экономичный способ – задействование кулисного механизма.

Для непродолжительных остановок водитель притормаживает и кулисой останавливает работу агрегата. Для длительной стоянки отключается электрическая схема, обесточивающая воздуходувку и топливный насос.

Преимущества машины

Аппарат отличается способностью работать практически без ограничений, возможны перегрузки, имеется большой диапазон регулировки мощностных показателей. Следует добавить, что во время любой остановки паровой двигатель перестает работать, чего нельзя сказать про мотор.

В конструкции нет необходимости устанавливать коробку переключения скоростей, страртерное устройство, фильтр для очистки воздуха, карбюратор, турбонаддув. Кроме этого, система зажигания в упрощенном варианте, свеча только одна.

В завершении можно добавить, что производство таких машин и их эксплуатация будут обходиться дешевле, чем автомобили с двигателем внутреннего сгорания, так как топливо будет недорогим, материалы, применяемые в производстве – самыми дешевыми.

Мастер сделал сам паровой двигатель

Вы видели когда-нибудь, как работает паровой двигатель не на видео? В наше время найти такую функционирующую модель не просто. Нефть и газ давно вытеснили пар, заняв господствующее положение в мире технических установок, приводящих механизмы в движение. Однако, ремесло это не утрачено, можно найти образцы успешно работающих двигателей, установленных умельцами на автомобилях и мотоциклах. Самодельные образцы чаще напоминают музейные экспонаты, чем изящные лаконичные аппараты, пригодные для эксплуатации, но они работают! И люди успешно ездят на паровых авто и приводят в движение разные агрегаты.

В этом выпуске канала “Techno Rebel” вы увидите паровую двухцилиндровую машину. Всё началось с двух поршней и такого же количества цилиндров.
Убрав все лишнее, мастер увеличил ход поршня и рабочий объем. Что привело к увеличению крутящего момента. Самой сложной деталью проекта является коленвал. Состоит из трубы, которую расточили под 3 подшипника. 15 и 25 трубы. Труба спилена после сварки. Подготовил трубу под поршень. После обработки он станет цилиндром или золотником.

От кромки оставляется на трубе 1 сантиметр, чтобы, когда будет варится крышка, металл может повезти в сторону. Поршень может застрять. На видео показана доработка распределительного цилиндров. Одно из отверстий заглушена, сужено до трубки двадцатки. Здесь будет поступать пар. Отверстие для выхода пара.

Как работает аппарат. В отверстий подается пар. Он распределяется по трубе, попадает в 2 цилиндра. Когда поршень опускается вниз, пар проходит и под давлением опускается. Поршень поднимается. Перекрывает проход. Пар стравливается через отверстия.
Далее с 5 минуты

Как сделать рабочую модель парового двигателя на дому

Если вы были заинтересованы в модельных паровых двигателях, вы, возможно, уже проверили их в Интернете, шокирующим будет то, что они очень дорогие. Если вы не ожидаете ценовой диапазон, то вы можете попытаться найти другие варианты, где у вас может быть собственная модель парового двигателя. Это не означает, что вам нужно только купить их, так как вы можете сделать их самостоятельно. Вы можете посмотреть процессы создания собственной модели парового двигателя на сайте WoodiesTrainShop.com. Там нет ничего, что вы не можете сделать и выяснить, не имея немного собственных исследований.

Как создать свой собственный паровой двигатель?

Это звучит удивительно, но на самом деле вы можете создать модельный паровой двигатель с нуля. Вы можете начать с создания очень простого трактора, тянущего двигатель. Он может легко перевозить взрослого человека, и вам понадобится около ста часов, чтобы закончить строительство. Самое замечательное в том, что это не так дорого, и процесс его создания очень прост, и все, что вам нужно сделать, это сверлить и работать на токарно-фрезерном станки весь день. Вы всегда можете проверить свои возможности на сайте WoodiesTrainShop.com, на котором найдете более подробную информацию о том, как вы можете начать делать свою собственную модель парового двигателя.

Обода задних колес самодельные, модель парового двигателя сделана из газовых баллонов, и вы можете купить готовые передачи, а также приводные цепи на рынке. Простота модели «сделай сам» с паровым двигателем – это то, что делает его привлекательным для всех, поскольку он предлагает вам очень простые инструкции и быструю сборку. Вам даже не нужно изучать что-либо техническое, чтобы иметь возможность делать все самостоятельно. Простых рисунков и рисунков достаточно, чтобы помочь вам с рабочей нагрузкой от начала до конца.

Паровой двигатель начал свою экспансию еще в начале 19-го века. И уже в то время строились не только большие агрегаты для промышленных целей, но также и декоративные. В большинстве своем их покупателями были богатые вельможи, которые хотели позабавить себя и своих детишек. После того как паровые агрегаты плотно вошли в жизнь социума, декоративные двигатели начали применяться в университетах и школах в качестве образовательных образцов.

Паровые двигатели современности

В начале 20-го века актуальность паровых машин начала падать. Одной из немногих компаний, которые продолжили выпуск декоративных мини-двигателей, стала британская фирма Mamod, которая позволяет приобрести образец подобной техники даже сегодня. Но стоимость таких паровых двигателей легко переваливает за две сотни фунтов стерлингов, что не так и мало для безделушки на пару вечеров. Тем более для тех, кто любит собирать всяческие механизмы самостоятельно, гораздо интереснее создать простой паровой двигатель своими руками.

Устройство двигателя очень простое. Огонь нагревает котел с водой. Под действием температуры вода превращается в пар, который толкает поршень. Пока в емкости есть вода, соединенный с поршнем маховик будет вращаться. Это стандартная схема строения парового двигателя. Но можно собрать модель и совершенно другой комплектации.

Что же, перейдем от теоретической части к более увлекательным вещам. Если вам интересно делать что-то своими руками, и вас удивляют столь экзотичные машины, то эта статья именно для вас, в ней мы с радостью расскажем о различных способах того, как собрать двигатель своими руками паровой. При этом сам процесс создания механизма дарит радость не меньшую, чем его запуск.

Метод 1: мини-паровой двигатель своими руками

Итак, начнем. Соберем самый простой паровой двигатель своими руками. Чертежи, сложные инструменты и особые знания при этом не нужны.

Для начала берем алюминиевую банку из-под любого напитка. Отрезаем от нее нижнюю треть. Так как в результате получим острые края, то их необходимо загнуть внутрь плоскогубцами. Делаем это осторожно, чтобы не порезаться. Так как большинство алюминиевых банок имеют вогнутое дно, то необходимо его выровнять. Достаточно плотно прижать его пальцем к какой-нибудь твердой поверхности.

На расстоянии 1,5 см от верхнего края полученного «стакана» необходимо сделать два отверстия друг напротив друга. Желательно для этого использовать дырокол, так как необходимо, чтобы они получились в диаметре не менее 3 мм. На дно банки кладем декоративную свечку. Теперь берем обычную столовую фольгу, мнем ее, после чего оборачиваем со всех сторон нашу мини-горелку.

Мини-сопла

Далее нужно взять кусок медной трубки длиной 15-20 см. Важно, чтобы внутри она была полой, так как это будет наш главный механизм приведения конструкции в движение. Центральную часть трубки оборачивают вокруг карандаша 2 или 3 раза, так, чтобы получилась небольшая спираль.

Теперь необходимо разместить этот элемент так, чтобы изогнутое место размещалось непосредственно над фитилем свечки. Для этого придаем трубке формы буквы «М». При этом выводим участки, которые опускаются вниз, через проделанные отверстия в банке. Таким образом, медная трубка жестко фиксируется над фитилем, а ее края являются своеобразными соплами. Для того чтобы конструкция могла вращаться, необходимо отогнуть противоположные концы «М-элемента» на 90 градусов в разные стороны. Конструкция парового двигателя готова.

Запуск двигателя

Банку размещают в емкости с водой. При этом необходимо, чтобы края трубки находились под ее поверхностью. Если сопла недостаточно длинные, то можно добавить на дно банки небольшой грузик. Но будьте осторожны — не потопите весь двигатель.

Теперь необходимо заполнить трубку водой. Для этого можно опустить один край в воду, а вторым втягивать воздух как через трубочку. Опускаем банку на воду. Поджигаем фитиль свечки. Через некоторое время вода в спирали превратится в пар, который под давлением будет вылетать из противоположных концов сопел. Банка начнет вращаться в емкости достаточно быстро. Вот такой у нас получился двигатель своими руками паровой. Как видите, все просто.

Модель парового двигателя для взрослых

Теперь усложним задачу. Соберем более серьезный двигатель своими руками паровой. Для начала необходимо взять банку из-под краски. При этом следует убедиться, что она абсолютно чистая. На стенке на 2-3 см от дна вырезаем прямоугольник с размерами 15 х 5 см. Длинная сторона размещается параллельно дну банки. Из металлической сетки вырезаем кусок площадью 12 х 24 см. С обоих концов длинной стороны отмеряем 6 см. Отгибаем эти участки под углом 90 градусов. У нас получается маленький «столик-платформа» площадью 12 х 12 см с ногами по 6 см. Устанавливаем полученную конструкцию на дно банки.

По периметру крышки необходимо сделать несколько отверстий и разместить их в форме полукруга вдоль одной половины крышки. Желательно, чтобы отверстия имели диаметр около 1 см. Это необходимо для того, чтобы обеспечить надлежащую вентиляцию внутреннего пространства. Паровой двигатель не сможет хорошо работать, если к источнику огня не будет попадать достаточное количество воздуха.

Основной элемент

Из медной трубки делаем спираль. Необходимо взять около 6 метров мягкой медной трубки диаметром ¼-дюйма (0,64 см). От одного конца отмеряем 30 см. Начиная с этой точки, необходимо сделать пять витков спирали диаметром 12 см каждая. Остальную часть трубы изгибают в 15 колец диаметром по 8 см. Таким образом, на другом конце должно остаться 20 см свободной трубки.

Оба вывода пропускают через вентиляционные отверстия в крышке банки. Если окажется, что длины прямого участка недостаточно для этого, то можно разогнуть один виток спирали. На установленную заранее платформу кладут уголь. При этом спираль должна размещаться как раз над этой площадкой. Уголь аккуратно раскладывают между ее витками. Теперь банку можно закрыть. В итоге мы получили топку, которая приведет в действие двигатель. Своими руками паровой двигатель почти сделан. Осталось немного.

Емкость для воды

Теперь необходимо взять еще одну банку из-под краски, но уже меньшего размера. В центре ее крышки сверлят отверстие диаметром в 1 см. Сбоку банки проделывают еще два отверстия — одно почти у дна, второе — выше, у самой крышки.

Берут два корка, в центре которых проделывают отверстие с диаметров медной трубки. В один корок вставляют 25 см пластиковой трубы, в другой — 10 см, так, чтобы их край едва выглядывал из пробок. В нижнее отверстие малой банки вставляют корок с длинной трубкой, в верхнее — более короткую трубку. Меньшую банку размещаем на большой банке краски так, чтобы отверстие на дне было на противоположной стороне от вентиляционных проходов большой банки.

Результат

В итоге должна получиться следующая конструкция. В малую банку заливается вода, которая через отверстие в дне вытекает в медную трубку. Под спиралью разжигается огонь, который нагревает медную емкость. Горячий пар поднимается по трубке вверх.

Для того чтобы механизм получился завершенным, необходимо присоединить к верхнему концу медной трубки поршень и маховик. В итоге тепловая энергия горения будет преобразовываться в механические силы вращения колеса. Существует огромное количество различных схем для создания такого двигателя внешнего сгорания, но во всех них всегда задействованы два элемента — огонь и вода.

Кроме такой конструкции, можно собрать паровой двигатель Стирлинга своими руками, но это материал для совершенно отдельной статьи.

Всем привет! С вами снова kompik92!
И сегодня и мы будем делать паровой двигатель!
Думаю каждому было когда-то хотелось сделать паровой двигатель!
Ну так давайте сделаем ваши мечты реальностью!

У меня есть два варианта его сделать: лёгкая и сложная. Оба варианта очень классные и интересные и если вы думаете что тут будет только один вариант, то вы правы. Второй вариант я выложу немного позже!

И давайте сразу к инструкции!

1. Когда двигатель работает, и вы хотите его перенести, используйте щипцы, толстые перчатки или не проводящий тепло материал!
2. Если вы хотите сделать двигатель сложнее или мощнее, лучше узнать у кого- либо чем экпериментировать! Неправильная сборка может привести к взрыву котла!
3. Если вы хотите взять работающий двигатель, не направляйте пар на людей!
4. Не блокируйте пар в банке или трубке, паровой двигатель может взорваться!

А вот и инструкция для варианта №1 :

• Банка из под Колы или Пепси из алюминия
• Плоскогубцы
• Ножницы по металлу
• Дырокол для бумаги (не путать с дроколом)
• Маленькая свечка
• Фольга из алюминия
• Трубка из меди 3мм
• Карандаш
• Вода
• Салатница или большая миска

Давайте приступим!
1. Вам нужно отрезать дно банки с высотой в 6.35 см. Для лучшего среза, сначала нарисуйте карандашом линию а потом ровно по ней срежьте дно банки. Таким образом мы получаем корпус нашего двигателя.

6. Создайте змеевик. Сделайте три четыре мотка в середине трубки при помощи карандаша. С каждой стороны должно быть не меньше 5 см. Мы сделали змеевик. Не знаете что это?

Вот вам цитата из википедии.

Думаю стало легче, но если всё равно не стало легче то я объясню сам. Змеевик это трубка в которой протекает жидкость чтобы её нагревали или охлаждали.

Вот и всё! Через некоторое время я выложу продолжение!
С вами был kompik92!

Даже если за плечами спортсмена уже есть богатый опыт создания судомоделей-копий, все равно при проектировании нового микросудна он неизбежно сталкивается с проблемой — какой двигатель ставить на будущую копию! Калильный или компрессионный — возникнут проблемы с топливом, шумоглушением и вибрациями. Электрический! Но и он не без недостатков, особенно с учетом большой массы электроаккумуляторов.

А почему не пойти по наиболее колийному пути и на копиях, например, пароходов не использовать настоящий миниатюрный паровой двигатель! Попытка реализации этой поначалу кажущейся трудноосуществимой идеи принесла очень интересные результаты.

Прежде всего — непосредственно о двигателе (в паровую установку входит еще немало крупных узлов). Проще его сделать на базе любого из моделистских ДВС достаточного рабочего объема. Кстати, хорошо подойдет для этих целей такой мотор, как «Комета» МД-5, давно зарекомендовавший себя в штатном калильном исполнении как совершенно неработоспособный. Для парового варианта лучше всего изготовить новую гильзу цилиндра и выполнить в ней лишь выпускные окна для выхода пара. Перепускные (продувочные) окна не нужны — при их отсутствии картер мотора окажется закрытым, что позволит сохранять во время работы установки в объеме картера достаточное количество масла.

Следующий этап работы над паросиловой установкой — изготовление двух баков: для воды и бензина или другого жидкого топлива. Водяной бак выполняется пайкой из толстой листовой латуни или нержавейки толщиной не менее 0,8—1 мм (в крайнем случае подойдет толстое кровельное железо). Выбор материала обусловлен тем, что водяной бак будет при функционировании установки находиться под тем же давлением, что и вся паровая система. Топливный бак может быть не столь прочным и меньшим по объему. Его размеры подбираются практическим путем.

Один из важнейших узлов установки — паровой котел. Его конструкция ясна из рисунков, а материалы и технологии изготовления элементов котла каждый может выбрать, исходя из собственных пожеланий и возможностей.

Паровой котел:

1 — трубка подвода топлива (медь, Ø 3 мм), 2 — теплообменник-испаритель, 3 — трубка питания форсунки (медь, Ø 3 мм), 4 — трубка отбора пара, 5 — испаритель воды (трубка Ø 3—4 мм), 6 — жалюзи подвода воздуха к пламени, 7 — форсунка, 8 — узел крепления форсунки, 9 — нижняя камера, 10 — трубка подвода воды к испарителю, 11 —корпус-труба.

Теплообменник — испаритель топлива может быть изготовлен из медной коробки от старого барометра или в виде мотка тонкой медной трубки. Топливораспыляющая форсунка переделывается из туалетного пульверизатора.

Паровой клапан, монтируемый в головке двигателя:

1 — трубка подвода пара от котла к двигателю, 2 — латунный корпус клапана, 3 — пружина, 4 — шарик-клапан. Для работы клапана в днище поршня двигателя нужно по центру смонтировать шток-толкатель, который при подходе поршня к верхней мертвой точке должен отжимать шарик-клапан вверх, впуская таким образом очередную порцию пара под давлением.

Доработка штатной головки цилиндра двигателя.

Водяной бак:

1 — корпус (кровельное железо или листовая латунь), 2 — заливная горловина (закрывается герметично), 3— вентиль (ниппель от велосипеда или мотоцикла), 4 — расходный кран-вентиль.

Подготовка к испытаниям паровой машины несложна. В картер переделанного ДВС заливают машинное масло; в штатный диффузор карбюратора вставляют заглушку (масло необходимо заменять примерно через 50 часов работы машины). Баки заполняются соответственно водой (лучше дистиллированной, что исключит образование накипи в паровой системе) и бензином любой марки. Оба бака герметично закрывают. Затем в нижнюю часть парового котла укладывают подожженную таблетку сухого спирта, а через впаянные в баки ниппеля накачивают в них воздух, создавая избыточное давление. Теперь можно открывать расходные краны-вентили. Через некоторое время, когда разогреется теплообменник испарения топлива, пламевая система котла перейдет на автоматический режим, постоянно подавая под давлением бензин к соплу форсунки. Чтобы заставить работать двигатель, достаточно пару раз провернуть его коленвал. Обороты мотора регулируют подачей воды и высотой пламени.

Новая паросиловая установка уже прошла успешные испытания на копии парохода «Володарский» (см. «М-К» № 11 за 1990 год). Модель прекрасно смотрится на ходу, неизменно привлекая внимание и зрителей, и спортсменов. Но главное — копия парохода теперь без всяких смысловых натяжек является также пароходом!

О. ХЛОПИН, г. Вологда

Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить нам.

Почему никто не делает паровой автомобиль?

Спросите любого, как будет выглядеть автомобиль будущего, и вы наверняка услышите ответ вроде «Он будет летать!» или «Он будет приводиться в движение электродвигателями». Сила пара? Не шанс.

В эпоху информационно-развлекательных систем с сенсорным экраном, автомобилей, которые могут дистанционно управлять собой без необходимости в водителе, и электрических батарей, способных проехать 300 миль и более, едва ли найдется место для такой устаревшей технологии, как паровой двигатель. Верно?

Возможно, нет, так как на самом деле есть довольно технологически склонные люди, которые считают, что будущее автомобильной промышленности может быть связано не с ховеркарами в стиле Jetsons, а с совершенно другим направлением: двигателями, работающими на паре.

Интересно, что первые паровые машины на самом деле датируются 17 веком, а первая паровая машина была создана в 1672 году фламандским иезуитом по имени Фердинанд Вербист.

Живя при китайском императорском дворе, Вербист придумал проект небольшого автомобиля с паровым двигателем, и, хотя нет никаких доказательств того, что он когда-либо строил этот автомобиль, первый полностью задокументированный паровой экипаж был сделан Николя-Жозефом Кюньо в 1769 году..

История парового двигателя

Несмотря на то, что он был медленным, неуклюжим и склонным, э-э, буквально быстро выдыхаться, он был достаточным доказательством того, что паровая энергия жизнеспособна, и паровым двигателям не потребовалось много времени, чтобы поймать на.

Какое-то время паровой двигатель господствовал сначала в поездах и тяжелых тракторах, а затем и в автомобилях. Фактически, на рубеже 20-го века более половины автомобилей в Соединенных Штатах приводились в движение паровыми двигателями, а паровой автомобиль под названием «Ракета Стэнли» установил новый рекорд наземной скорости в 1906 разгоняется до головокружительной скорости 127 миль в час.

По сравнению с автомобилем с двигателем внутреннего сгорания, в котором топливо сжигается внутри самого блока двигателя, чтобы обеспечить взрыв, вращающий движущиеся части двигателя, паровая энергия работает за счет внешнего сгорания. Источник топлива, часто древесина или уголь, сжигается вне двигателя, в результате чего вырабатывается пар, приводящий в движение компоненты двигателя.

Хотя двигатели внутреннего сгорания физически более компактны, а также более экономичны, чем паровые двигатели, паровая энергия, тем не менее, имела ряд преимуществ по сравнению с ранними автомобилями с двигателями внутреннего сгорания.

Начнем с того, что инженеры уже имели около 100 лет опыта работы с паром к моменту появления двигателей внутреннего сгорания. В то время как владельцы автомобилей с бензиновым двигателем пытались запустить свои двигатели вручную, даже к 1900 году паровые автомобили уже были в значительной степени автоматизированы.

Благодаря тому, что пар обеспечивает постоянное давление, в отличие от хода поршня в двигателе внутреннего сгорания, паровые автомобили не требовали ни сцепления, ни коробки передач, и в целом ими было очень легко управлять. Все, что вам нужно, это несколько минут, чтобы котел нагрелся.

К сожалению, всего за несколько коротких лет Генри Форд практически в одиночку уничтожил паровую машину. Хотя в начале 20-го века паровые двигатели технически превосходили старые двигатели внутреннего сгорания, они не могли сравниться с низкой стоимостью серийных автомобилей Форда.

Производители паровых автомобилей пытались изменить тактику и продавать свои автомобили как предметы роскоши, но тот факт, что к 1918 году Ford Model T был в шесть раз дешевле, чем самый популярный паровой автомобиль того времени, Stanley Steamer, говорил сам за себя. После дебюта электростартера в 1912, паровые машины почти исчезли.

С тех пор автомобили с паровым двигателем находятся на грани исчезновения, существуя только в музеях и в коллекциях горстки энтузиастов. Потихоньку продолжаются исследования и разработки, а также паровая энергия, и некоторые все еще верят, что паровые двигатели превосходят своих преемников, работающих на ископаемом топливе.

Во-первых, двигатели внутреннего сгорания сильно загрязняют окружающую среду и, как правило, довольно шумны. И наоборот, паровые двигатели относительно чистые, очень тихие и, в отличие от двигателей внутреннего сгорания, могут работать практически на любом топливе, выделяющем тепло.

Более экологичный, чем электромобиль?

Благодаря своей конструкции паровые двигатели обеспечивают максимальный крутящий момент и мгновенное ускорение, как и электродвигатели, и, в частности, для движения по городу, где требуется много остановок и запусков, паровая энергия чистого сгорания была бы чрезвычайно выгодной.

Еще в 1920-х годах паровым автомобилям требовались огромные и тяжелые котлы, чтобы выдерживать тепло и давление, необходимые для питания транспортного средства, а это означало, что даже самые маленькие паровые автомобили весили как минимум несколько тонн. Однако современные материалы означают, что автомобили с паровым двигателем могут быть такими же легкими, как и их обычные собратья.

С помощью усовершенствованных конденсаторов и современных мгновенных котлов стало возможным построить эффективную, легкую и жизнеспособную паровую машину, время прогрева которой составляло бы секунды, а не минуты. Напрашивается вопрос: с современными заботами об эффективности использования топлива и экологически чистой энергии, почему в наши дни никто не производит паровой автомобиль?

Многие ошибочно полагают, что для работы пара требуются массивные котлы и двигатели, или что паровые автомобили — это бомбы, которые только и ждут, чтобы сработать из-за высокого давления, необходимого для их работы. Однако большинство из них либо откровенно не соответствуют действительности, либо опровергаются достижениями современных технологий, электроники и металлургии.

Было предпринято несколько попыток привести паровую энергию в соответствие с требованиями современного мира. В 2009 году британская команда установила новый рекорд наземной скорости на паровой тяге — 148 миль в час. Совсем недавно флоридская компания Cyclone Power Technologies утверждает, что что они разработали паровой двигатель, который в два раза эффективнее двигателя внутреннего сгорания, но он все еще далек от того, чтобы использоваться в коммерческом транспортном средстве.

В основном коммерческие производители не прикасались к паровой энергии, вместо этого сосредоточившись на совершенствовании существующей технологии двигателей внутреннего сгорания и разработке новых электрических и гибридных транспортных средств. За период в 19В 90-х годах дочерняя компания Volkswagen заявила, что построила жизнеспособный паровой двигатель, но это был самый близкий крупный производитель к паровой энергии, и с тех пор о нем мало что было слышно.

Учитывая растущую популярность электромобилей и гибридных транспортных средств, паровой энергии теперь приходится конкурировать не только с традиционными двигателями внутреннего сгорания. Тем не менее, хотя гибридные/электрические автомобили являются шагом в правильном направлении, они будут по-прежнему сильно зависеть от ископаемого топлива, пока чистая энергия не станет широко доступной.

Гибриды, в частности, используют комбинацию небольшого бензинового (или иногда дизельного) двигателя внутреннего сгорания и электродвигателя; они потребляют меньше топлива, чем стандартное транспортное средство с двигателем внутреннего сгорания, но оно им все же необходимо. Хотя они также производят меньше выбросов, они все же остаются, и электромобили, как мы уже указывали, имеют тенденцию просто переносить выбросы углерода из выхлопной трубы на силовую установку.

Как отметила команда Cyclone, выбросы гораздо меньше беспокоят паровые двигатели, хотя и не исчезли полностью. Тем не менее, согласно веб-сайту компании, их паровой двигатель работает дольше, чем большинство других, и поэтому сжигает больше вредных частиц, что приводит к меньшему количеству выбросов выхлопных газов.

Хотя этот выхлоп зависит от типа используемого топлива, топливо из экологически чистых источников может оказывать гораздо меньшее воздействие на окружающую среду, в отличие от существующих ископаемых видов топлива, которые почти всегда горят грязно.

Будущее энергии пара

В конце концов, возможно, главная причина, по которой производители автомобилей больше не используют энергию пара, можно выразить двумя словами: Большая нефть. Пока существует автомобиль с двигателем внутреннего сгорания, мировая нефтяная промышленность держит автомобильную промышленность в некотором роде железной хваткой, зная, что ее существование имеет решающее значение для того, чтобы автомобилисты могли сами себя транспортировать.

Однако, согласно данным аналитиков Bloomberg New Energy Finance (BNEF), внедрение автомобилей с низким уровнем загрязнения окружающей среды и повышенное внимание к экологичности могут, наконец, ослабить связь между нефтяной промышленностью и вождением.

Вместо биотоплива, такого как этанол, толкающего двигатель внутреннего сгорания в новый мир ограничений выбросов, новые и инновационные решения появляются быстро и массово, подпитываемые технологиями и веком конкуренции.

Сопротивление рынка по-прежнему является проблемой, но с ростом количества электрических, гибридных и других транспортных средств, работающих на альтернативном топливе, которые появляются на рынке, возможно, в ближайшем будущем паровые автомобили больше не будут казаться такой диковинкой. Если производители смогут найти способ разрабатывать паровые двигатели в больших масштабах с меньшими затратами, чем двигатель внутреннего сгорания, то автопроизводители, несомненно, быстро справятся с этой задачей.

Возможно, он предшествовал двигателю внутреннего сгорания примерно на 200 лет, но поскольку мир, наконец, начинает серьезно смотреть на будущую жизнеспособность личного транспорта, возможно, пыхтящая, скользящая грациозность паровой энергии получит второй шанс. снова занять первое место.

Этот экспериментальный Chevelle 69 года работает на паре

В конце 1960-х годов правительство США обратилось к автомобильным компаниям с просьбой придумать, как сделать так, чтобы их автомобили меньше загрязняли окружающую среду. В последнее время смог стал серьезной проблемой, особенно в Калифорнии, и федералы поощряли автопроизводителей к творчеству. GM пробежался по разным вещам, которые они не пробовали в последнее время, и возникла одна мысль: а как насчет пара?

Когда автомобили только разрабатывались, паровые двигатели были довольно распространены и производились такими компаниями, как Stanley, White и Doble. Бензиновые автомобили вскоре обогнали их, и к концу 1920-х годов пар отошел на второй план. Но были и такие, кто отказался отказаться от мечты. Одним из них был Билл Беслер. Беслер, среди прочего, построил и управлял паровым самолетом в 1933 году.60-е годы.

В 1969 году General Motors Research Laboratories пригласила Беслера для совместной работы над новым проектом. Автопроизводитель дал ему Chevelle 1969 года и кучу параметров, чтобы попробовать и поразить — с паровой силовой установкой в ​​машине.

Семь месяцев спустя Беслер передал GM SE-124. Снаружи есть лишь несколько подсказок о том, что приводит в движение автомобиль. На правой задней четверти есть небольшая крышка с надписью «Вода». В капоте и обоих передних крыльях прорезаны вентиляционные отверстия. Но под капотом начинают происходить странные вещи.

Стив Лехто

Для двигателя Беслер распилил двигатель V8 пополам, сохранив заднюю часть, прикрепленную к корпусу колокола, что позволило ему сохранить в автомобиле 3-ступенчатую механическую коробку передач. Затем Беслер повторно подключил блок, чтобы справиться с паром. Вместо бензинового двигателя внутреннего сгорания он стал составным паровым двигателем двойного действия, названным так потому, что поршни генерируют энергию, движущуюся в обоих направлениях. Когда V-образный двигатель находится со стороны водителя, пар находится в цилиндре высокого давления. Пар выходит из этого цилиндра и направляется через другую сторону V-образного сечения, где проходит через цилиндр низкого давления. Пар, выпущенный из цилиндров, затем направляется в конденсатор, который очень похож на радиатор, где он снова охлаждается до воды, которая перерабатывается, чтобы начать путешествие заново.

Большинство людей сегодня почти ничего не знают о паровых машинах, что вполне логично, учитывая, что последние 100 лет или около того они практически исчезли с американских дорог. Люди часто предполагают, что автомобили были опасны или что они постоянно нуждались в доливке воды. Но паровая энергия была усовершенствована, прежде чем она вышла из моды. Паровая машина SE-124 обеспечивает циркуляцию воды и пара практически без потерь. А в парогенераторе (не называйте его «котлом») используется гибкая труба, которая позволяет быстрее генерировать пар без риска взрыва. Если бы трубка вышла из строя, что случается очень редко, единственным результатом была бы маленькая дырочка и легкое шипение, вряд ли представляющее опасность для кого-либо.

Как паровой двигатель мог помочь с загрязнением? Тепло в паровом двигателе не создается в цилиндрах, как в бензиновом двигателе. Горелка парогенератора может работать на различных видах топлива. SE-124, построенный Беслером, был разработан для керосина, который перед сгоранием пропускался через распылитель. В результате горение было довольно чистым, и, по-видимому, могли использоваться и другие виды топлива. Многотопливные возможности всегда были мечтой автомобильных инженеров, особенно если они позволяют использовать ненефтяные виды топлива. И хотя некоторые автомобили были созданы с такими возможностями, лишь немногие вышли на рынок.

Некоторые люди задаются вопросом, сколько времени требуется паровой машине, чтобы создать достаточно пара для движения. Паровой Chevelle начал генерировать пар в течение 30 секунд; у него был полный напор пара в течение двух минут. Автомобиль мог разогнаться до 65 миль в час и, как сообщается, получил 15 миль на галлон, что было приличной эффективностью для того времени.

Этот контент импортирован с YouTube. Вы можете найти тот же контент в другом формате или найти дополнительную информацию на их веб-сайте.

Когда ребята из GM закончили тестирование Chevelle Беслера, они вернули его ему. Затем он отдал его Harrah’s, который владел им несколько лет, а затем продал. В конце концов он нашел свой путь к Тому Киммелю, человеку, который почти в одиночку поддерживает мечту о паре. Он находится в его коллекции, которая содержит всевозможные паровые устройства, включая VW, минибайк, несколько других автомобилей, а также бесчисленное количество двигателей и деталей, относящихся к ранним дням пара.

Паровая машина Besler Chevelle в настоящее время не работает, но Киммел немного поработал с ней. Двигатель вращается свободно, поэтому он считает, что экспериментальную машину можно реанимировать. Просто это займет некоторое время. И со всеми другими проектами Киммела непонятно, где он найдет это время. Но пока машина благополучно хранится. На одометре показывает 5000 миль. Когда-нибудь это число может снова начать расти.

Стив Лехто — писатель и адвокат из Мичигана. Он специализируется на лимонном праве и часто пишет об автомобилях и законах. Его последние книги включают « Престон Такер и его битва за создание автомобиля завтрашнего дня» и « Dodge Daytona и Plymouth Superbird: дизайн, разработка, производство и конкуренция» . У него также есть подкаст, где он говорит об этих вещах.

Продажа паровых машин и запчастей

Генри Дж. Кайзер преобразовал Манхэттен в пар. Это чуть не привело к упаковке паровозов

Дэниел Строл

Вторник, 22 октября 2019 г.

Опубликовано в blog. hemmings.com

1952 Кайзер Манхэттен. Изображение предоставлено OldCarBrochures.

Мы живем в золотой век вариантов двигателей из ящиков. По каталогу можно заказать Hemis, LS, даже электродвигатели. И кто знает, может быть, мы могли бы также иметь паровые двигатели в ящиках и паровой Манхэттен, который по заказу самого Генри Дж. Кайзера оказался успешным.

По общему мнению, Кайзер был довольно непредубежденным, когда дело касалось автомобильного дизайна и технологий. В то время как седаны, которые он построил с Джо Фрейзером, в конечном итоге имели довольно типичную для того времени конфигурацию с передним расположением двигателя, задним приводом и стальным кузовом на раме, Кайзер изначально предполагал переднеприводный компактный автомобиль с кузовом из стекловолокна. и на протяжении многих лет вынашивал диковинные идеи, такие как двигатели Sterling, согласно книге Ричарда Лэнгсворта «Последний натиск на Детройт».

Генри Кайзер… приветствовал мышление с чистого листа, даже если иногда он мог треснуть. «Личный штат старика был просто сумасшедшим, — вспоминает его современник. «Действительно такой же ореховый, как фруктовый пирог. [Они были] просто длинноволосыми мечтателями, которых называли «долгосрочными послевоенными планировщиками».0003

Получается, что даже после того, как производство автомобилей Kaiser-Frazer было закрыто в 1955 году (по крайней мере, в США), Генри Дж. Кайзер все еще хотел экспериментировать с автомобилями. На этот раз вместо комнаты, полной длинноволосых мечтателей, он обратился к Уильяму Беслеру.

Более чем за 20 лет до этого Беслер вместе со своим братом Джорджем купил все патенты, инструменты и оставшиеся запасы у Doble Steam Motors и забрал все это домой в Давенпорт, штат Айова, чтобы продолжить разработку паровых двигателей. Наряду с Эбнером Доблом, Чарльзом Кином, Форрестом Детриком и некоторыми другими Беслеры занимались разработкой паровых автомобилей в Штатах между началом тридцатых и концом шестидесятых.

По словам историка паровых автомобилей Джима Крэнка, Кайзер первоначально обратился к Беслеру с идеей превратить Генри Дж. в аккумуляторный электромобиль. «Он думал, что так и будет», — написал Крэнк. Вместо этого Беслер убедил Кайзера использовать паровую энергию, отчасти для того, чтобы определить, насколько целесообразно перевести современные автомобили на паровую энергию и, в свою очередь, сможет ли он предложить паровые двигатели в ящиках в качестве замены современным двигателям внутреннего сгорания.

Единственным условием Кайзера было то, что вся упаковка поместится под капотом «Манхэттена», поэтому Беслер вместе с Х. Бруксом Гарднером приступили к разработке 90-градусный паровой двигатель V-4 одностороннего действия с перекрестным соединением прямоточного типа, который крепился болтами к оригинальной колокольне Манхэттена. Как Крэнк описал остальную часть автомобиля:

Kaiser определенно не был чем-то радикальным. Симпатичной особенностью было то, что Билл использовал козырек ветрового стекла в качестве крепления для основного конденсатора. Затем пар направлялся ко второму конденсатору в передней части автомобиля, где устанавливался обычный радиатор. Так что у машины действительно была хорошая конденсация.

Двигатель испытан на динамометрическом стенде мощностью 85 лошадиных сил при 3200 об/мин, 750 фунтов на квадратный дюйм и 750 градусов по Фаренгейту (согласно другому источнику, он работал только при 400 фунтов на квадратный дюйм). По словам Крэнка, переделанный паром Manhattan может развивать скорость до 85 миль в час с водителем и пятью пассажирами. В другом отчете утверждалось, что он имел запас хода 50 миль и страдал от паровой пробки только во время тест-драйвов. (Беслер обычно использовал мазут или бензин для нагрева котла.)

Кайзер, как сообщается, не хотел иметь с ним ничего общего, когда Беслер показал ему Манхэттен в 1958 году. Беслер, со своей стороны, выразил тревогу по поводу характеристик автомобиля, отметив, что в моторном отсеке Манхэттена недостаточно места для котла или парогенератора. достаточно большой, чтобы обеспечить большую мощность. «Я приношу извинения только за плохую работу по накоплению запасных частей, известному как преобразование Кайзера», — написал Беслер.

Беслер решил, что ему нужен моторный отсек большего размера, и в конце концов купил 1960 Plymouth для переноса паровой машины Kaiser. В то же время он начал спрашивать, стоит ли вообще тратить время на разработку комплекта для переоборудования парового двигателя для современных автомобилей. По словам Крэнка, Беслер хотел начать с комплекта для переоборудования Corvair. Однако результаты исследования сорвали его планы не меньше, чем эксперимент Кайзера.

«Ответы о паровых машинах в основном указывали на желание завода вписаться в современное автомобильное шасси и который был бы конкурентоспособен во всех отношениях с двигателями внутреннего сгорания, включая цену!» Беслер писал в письме Паровому автомобильному клубу Америки от 19 февраля.60. «Мы считаем, что паровая установка не должна рассматриваться как замена более эффективному, простому и дешевому двигателю цикла Отто».

По словам Крэнка, некоторые респонденты опроса Беслера считали, что такой комплект должен стоить всего 2000 долларов, что в 1960 году стоило бы купить совершенно новый Corvair, в то время как Беслер полагал, что серийно выпускаемый комплект для переоборудования паром будет иметь более подходящую цену. стоит от 8000 до 12000 долларов. «Билл сказал мне с отвращением, что больше не будет иметь ничего общего с такой программой, не говоря уже о вполне реальном риске судебных исков, если что-то пойдет не так», — написал Крэнк. «Он отказался от идеи производить и продавать какие-либо формы комплекта для переоборудования».

Вместо этого Беслер продолжал размышлять над идеей переделки того Plymouth 1960 года, и некоторые из разработок, которые он вложил в Manhattan, легли в основу полудвигателя 283 мощностью 50 л.с. V-4, который Беслер построил в 1969 году для пара Chevrolet SE-124 с двигателем Chevelle.

Он так и не построил «Плимут». Вместо этого «Манхэттен» сохранил свой паровой двигатель и оставался на заводе Беслера до его смерти, когда его дочь продала «Манхэттен». Вандалы и ржавчина уничтожили «Манхэттен», но его останки, паровой двигатель и связанные с ним компоненты теперь находятся в коллекции Киммела в Мичигане. Киммел сказал, что у него есть второй Манхэттен, который он может использовать для сборки парохода, но на данный момент он в основном озабочен сохранением двигателя и котла.

Источник
www.hemmings.com/blog/2019/10/23/henry-j-kaiser-had-a-manhattan-converted-to-steam-it-nearly-led-to-crate-steam-car-engines/

Похожие товары из каталога
Показать похожие

Теги
Уильям Беслер, паровая конверсия, паровые автомобили, Кайзер Манхэттен, Кайзер, Генри Дж. Кайзер, пятидесятые, ящик с двигателем и продуктами, запчасти, инструменты, технологии, личности, единичные и самодельные, комплекты автомобилей, Hemmings Daily, Hemmings Classic Car, автомобили с альтернативной мощностью, Хеммингс

Kimmel Steam Power, Modern Steam Power, Steam Engines and Automobiles

В НОВОСТЯХ-pdf (если страницы пустые, подождите, пока загрузится или перезагрузится.)

№ 1596: Первый автомобиль?