212 лет паровому автомобилю! 7 мифов о паровой тяге

Дата
автор: Юрий Романов  24 декабря 2013

фото_тревитикРовно 212 лет назад, 24 декабря 1801 года, в небольшом английском городе Камборне механик Ричард Тревитик продемонстрировал общественности первый автомобиль с паровым двигателем Dog Carts. Сегодня это событие можно было бы смело отнести в разряд хоть и примечательных, но несущественных, тем более что паровой двигатель был известен и ранее, и даже применялся на транспортных средствах (хотя назвать их автомобилями было бы очень большой натяжкой)… Но вот что интересно: именно сейчас технический прогресс породил ситуацию, поразительно напоминающую эпоху великой «битвы» пара и бензина в начале XIX века. Только бороться предстоит аккумуляторам, водороду и биотопливу. Хотите узнать, чем все закончится и кто победит? Не буду подсказывать. Намекну: технологии ни при чем…

1. Увлечение паровыми двигателями прошло, и наступило время двигателей внутреннего сгорания. Для пользы дела повторю: в 1801 году по улицам Камборна покатился четырёхколёсный экипаж, способный с относительным комфортом и небыстро перевозить восемь пассажиров. Автомобиль приводился в движение одноцилиндровым паровым двигателем, а топливом служил уголь. Созданием паровых транспортных средств занялись с энтузиазмом, и уже в 20-х годах XIX века пассажирские паровые омнибусы перевозили пассажиров со скоростью до 30 км/час, а средний межремонтный пробег достиг 2,5–3 тыс. км.
trevithick-3
Теперь сопоставим эти сведения с другими. В том же 1801 году француз Филипп Лебон получил патент на конструкцию поршневого двигателя внутреннего сгорания, работавшего на светильном газе. Случилось так, что через три года Лебон погиб, и развивать предложенные им технические решения пришлось другим. Лишь в 1860 году бельгийский инженер Жан Этьен Ленуар собрал газовый двигатель с зажиганием от электрической искры и довёл его конструкцию до степени пригодности к установке на транспортное средство.

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

паровой_грузовик2. Паровая тяга — всего лишь краткий миг в истории прогресса. Начавшись в 1801 году, история парового транспорта активно продолжалась без малого 159 лет. В 1960-м (!) в США всё ещё строились автобусы и грузовики с паровыми двигателями. Паровые машины за это время усовершенствовались весьма значительно. В 1900 году в США 50% парка автомобилей были «на пару». Уже в те годы возникла конкуренция между паровыми, бензиновыми и — внимание! — электрическими экипажами. После рыночного успеха «Модели-Т» Форда и, казалось бы, поражения парового двигателя новый всплеск популярности паровых авто пришёлся на 20-е годы прошлого столетия: стоимость топлива для них (мазут, керосин) была значительно ниже стоимости бензина.
трактор
Фирма Stanley производила до 1927-го примерно 1 тыс. паровых автомобилей в год. В Англии паровые грузовики успешно конкурировали с бензиновыми до 1933 года и проиграли лишь по причине введения властями налога на тяжёлый грузовой транспорт и снижения тарифов на импорт жидких нефтепродуктов из США.

3. Паровая машина неэффективна и неэкономична. Да, когда-то это было именно так. «Классический» паровой двигатель, который выпускал отработанный пар в атмосферу, имеет КПД не более 8%. Однако паровой двигатель с конденсатором и профилированной проточной частью имеет КПД до 25–30%. Паровая турбина обеспечивает 30–42%. Парогазовые установки, где используются «в связке» газовые и паровые турбины, имеют КПД до 55–65%. Последнее обстоятельство подвигло инженеров компании BMW начать проработки вариантов использования этой схемы в автомобилях. К слову сказать, КПД современных бензиновых двигателей составляет 34%.
двигатель_стенли_схема
Стоимость изготовления парового двигателя во все времена была ниже стоимости карбюраторного и дизельного моторов той же мощности. Расход жидкого топлива в новых паровых двигателях, работающих в замкнутом цикле на перегретом (сухом) пару и оснащённых современными системами смазки, качественными подшипниками и электронными системами регулирования рабочего цикла, составляет всего 40% от прежнего.

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

5. Паровой автомобиль слишком нетороплив. Это не так. Рекорд скорости 1906 года — 205,44 км/час — принадлежит паровому автомобилю. В те годы автомобили на бензиновых моторах так быстро ездить не умели. В 1985-м на паровом автомобиле разъезжали со скоростью 234,33 км/час. А в 2009 году группа британских инженеров сконструировала паротурбинный «болид» с паровым приводом мощностью 360 л. с., который был способен перемещаться с рекордной средней скоростью в заезде — 241,7 км/час.
болид
6. Паровой автомобиль дымит, он неэстетичен. Рассматривая старинные рисунки, на которых изображены первые паровые экипажи, выбрасывающие из своих труб густые клубы дыма и огня (что, кстати, свидетельствует о несовершенстве топок первых «паровиков»), понимаешь, откуда взялась стойкая ассоциация паровой машины и копоти.
02
Что касается внешнего вида машин, дело тут, конечно, зависит от уровня дизайнера. Вряд ли кто-то скажет, что паровые автомобили Абнера Добля (США) некрасивы. Напротив, они элегантны даже по теперешним представлениям. И ездили к тому же бесшумно, плавно и быстро — до 130 км/час.
Classic car
Интересно, что современные изыскания в области водородного топлива для автомобильных моторов породили ряд «боковых ответвлений»: водород в качестве топлива для классических поршневых паровых двигателей и в особенности для паротурбинных машин обеспечивает абсолютную экологичность. «Дым» от такого мотора представляет собой… водяной пар.

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

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

Поделиться
Поделиться
Tweet
Google
 
Читайте также
Рождение авторского права, или Кое-что о вещах, непригодных для частной собственности
Рождение авторского права, или Кое-что о вещах, непригодных для частной собственности
Джеймс Уотсон и другие участники мировой «гонки за ДНК»
Джеймс Уотсон и другие участники мировой «гонки за ДНК»
С днём рождения, Apple!
С днём рождения, Apple!
  • Алексей

    Хочеться увидеть в деле паровой движок на нашем отечественном автопроме

  • Denis Chernyshev

    Интересно, сможет ли паровая машина работать на антифризе? С водой в нашем климате будут проблемы.

    • Twain

      паровая машина будет работать на этаноле

      • Denis Chernyshev

        Пожароопасно и алконавтоопасно.

        • Георг Арутюнян

          Паровая машина на современном уровне могла бы неплохо вписаться в лесопереработке на отходах древесины.
          1.бесплатное топливо
          2.постоянная потребность в сбросном паре на сушку древесины
          3.использование полученной энергии для собственных нужд
          4. Возможность полной автономии от внешнего электроснабжения.
          В настоящее время занимаемся доводкой головного образца паровой машины до практического использования.
          Недавно разместил видеоролик испытаний в ютубе»испытания паровой машины»
          Георгий

  • Sergey Xlestky

    А какие проблемы с водой? Он же ее все равно вскипятить должен. Т.е. сначала растопит лед, потом вскипятит. Должна быть только система компенсации расширения льда в резервуаре.

    • Denis Chernyshev

      Котел с хорошим КПД — это очень много тонких трубок. У конденсатора такая же конструкция. Плюс циркуляционный насос, клапана, золотники, турбина генератора, сеть паропроводов. Что будет, когда все это хозяйство замерзнет в -40 градусов?

      • Stanislav Shevchuk

        Можно предусмотреть специальный бак, куда рабочее тело будет сливаться при простое и откуда его можно будет снова залить в систему, предварительно растопив (обычный автомобиль тоже на морозе не сразу запускают, а прогревают минут десять). Кроме того, в качестве рабочего тела не обязательно использовать воду.

      • Viachaslau Bohush

        Пар не обязательно должен быть ВОДЯНЫМ.

        • Sergey Xlestky

          Фреон? )))

          • Лев Алёшин

            водка

          • ffh2000

            конопля

        • Verstalschik

          Ртуть

  • пМВ

    В «Первом ударе» Ник.Шпанова военные заводы Нюрнберга стирали с лица земли советские бомбовозы с паровыми двигателями…

    • Саша

      До бомбовозов не дошло, но аэропланы летали
      https://www.youtube.com/watch?v=nw6NFmcnW-8
      Дух эпохи…

      • пМВ

        Так Шпанов — главред «Техники воздушного флота», зав. отделом печати ЦАГИ…

        • Саша

          Ну да…
          Технологический угар, породивший из коммунистического утопизма утопический милитаризм. Бомбовозы это бомбовозы, но воюют люди. Когда читаешь книги конца 30-х, посвященные грядущей войне, где-то в уголке сознания вертится «Баллада о догматике» Слуцкого. Марксисты, чай не И.С. Блiохъ. Благо, сейчас эта тема хорошо проработана, от очерков до серьезных работ (пдф, 65 стр.)
          Но это не упрек Шпанову, легко рассуждать о процессах, происходивших тогда, с позиций теперь. Более того, по сравнению с нынешними… Случилось тут почитать «Война на пороге. Гильбертова пустыня» Переслегина, ох-ох-ох.

          Упоение технологиями, как и пренебрежение оными, до добра не доводит.

          • пМВ

            Так Шпанов, летчик Первой мировой, превосходный популяризатор. Рассуждения об эффективности паровой турбины на больших высотах — впоне в сабж.
            А там же еще масса рассуждений о тактике воздушных соединений, которые он писал до того, как появилось Исследование Операций!!! И выдуманные им москитные перехватчики действовали как ракетные Ме-163. И хитроумнеы устройства для мультиспектральной аэроразведки, правда не электронные, а оптикомеханические и химические.
            Зря Яковлев его в своих мемуарах приложил…

          • Саша

            Я же всего этого и не отрицаю!
            Непонятно, как умнейший Шпанов мог написать хорошую книгу в таком ключе. Может, можная тогда «доктрина Дуэ» на него подействовала или успехи Гудериана… Не знаю, судить не возьмусь и не сужу. Видимо, атмосфера была такая на волне индустриализации и упоения технологиями.

          • пМВ

            Так интересно, что Вишневский его за это сначала критиковал, а уж он-то комми явный…
            Но ведь и лорд Черуэлл заметно позже Черчиллю аналогичную лапшу на уши вешал об эффективности бомбардировок… Так что я это, наверное, микширую на автомате, обращаю внимание на хорошее…

          • Саша

            Вот, это повсеместно творилось. Видимо, на контрасте разницы между ПМВ и грядущей ВМВ, технологический энтузиазм, угар, если угодно, возобладал. Прощай, конница!

          • пМВ

            Но — война радаров, реактивных самолетов, ракет, с атомным финалом…

  • kue

    «..на паровое и газогенераторное топливо пришлось перейти после того, как культисты, волюнтаристы, коррупционисты и реформисты в результате хищнической эксплуатации природных ресурсов окончательно истощили запасы бакинской и тюменской нефти…» (с)

  • Александр Елсуфьев

    И кстати, у нас на железке паровозы так до сих пор окончательно и не списывают. Ибо буде что с электричеством, тепловозный парк с объёмами перевозок не справится. А случись ещё и перевои с мазутом, так хоть на дровах сможем выехать… Хотя конечно было бы интересно воочию увидать современные паровозы с хорошим КПД

    • пМВ

      Помню гигантские их парки на случая ядерной войны…
      Но на дровах они не пойдут, трубы не те, антрацит нужен…

      • 1M

        Вот в КНДР и сейчас грузовички на пару…К войне готовы.)

    • Dmitriy_Sergeevich

      А где они у вас там стоят? Какой город, депо? Много ли имеется?

      Мне бы хоть и старенькие воочию увидеть бы.

      • Александр Елсуфьев

        Последний раз их видел в Питере рядом со станцией Паровозный музей (между Купчино и Детским селом). Правда, вопреки названию, музея там нет, так что посмотреть удалось лишь сквозь ограду

      • Asho

        На юге в Тихорецке много. Как-то даже рабочий видел.

  • Евгений Лотош

    Автор все замечательно объяснил, кроме одного: если паровые двигатели такие замечательные, почему машины сегодня бегают только на бензине?
    Неужели и здесь мировой заговор?

    • Редкий человек согласится каждое утро перед выездом на работу 20 минут котёл прогревать. Плюс нужно воду заливать, желательно дистилированную ну и сохраняется риск взрыва котла.

      • Роман Петюкин

        Риск взрыва котла? В каком веке живем ,один клапан это решит! Ждать 20 минут? Смесь на ростопку с высокой температурой ( литр бензина будет весьма кстати) чтобы получить пар быстро нужен радиатор ( подобная схема тратит от пяти секунд)воду да надо чистую но есло конденсатор стоит то замена воды раз в полгода не страшно. Плюс ездить можно хоть на мусоре ( хотя не желательно). Низкий кпд ( попровимо) и не модно (( мол пройденный этап) это основные проблемы. Но как реальная модель как альтернатива очень даже не плохо

        • Клапан может поломаться, резервный тоже. Ладно, можно сделать поумному и направить вероятный взрыв вверх. Однако воду всё ещё нужно наливать. Народ считал, выходило нужно литров 20 на каждые 50 км, если не путаю. Т.е. переделать можно, но возня всю выгоду съест. Хотя если жить в деревне на отшибе, и поездками не более 20 км в сутки, то да, вполне себе вариант.

          А так, хотите ездить на мусоре, рассмотрите газогенераторный двигатель. У него нет плюшек парового двигателя, зато минимальная доработка требуется. Народ даже на мотоциклы ставит.

          • Valeriy Reiter

            Ноуп. В Доблах система автоматом отключала зажигание и подачу топлива при достижении опр. температуры. Металлический стержень, расширяясь, размыкал контакты. Трубка водотрубного парогенератора взрывается как шина, а не как воздушный шар, и сверху всё закрыто, так что урона никакого. Даже бойлеры Стэнли никогда не взрывались, потому что были обмотаны несколькими слоями струн. А трубы, просто выпускали давление в местах стыка, если давление или температура перешли все пределы.
            Про расход воды уже написано: конденсатор существует давным давно. И вообще необязательно использовать воду.
            В Добле вентилятор конденсатора приводила в движение турбина, работающая от выхлопа. Конденсатор также создает вакуум, облегчая выпуск и повышая мощность двигателя.
            А газогенератор — это только временный и очень неэкономичный костыль для ДВС, который использовался в военное время из-за нехватки жидкого топлива.

  • iZEN Fire

    Паровые машины требуют большего обслуживания: чистить топки, снимать накипь с котла и труб. Металл имеет свойство прогорать, а в топливной системе с горелкой это отследить трудно, в каком месте развивается свищ.

  • Автор вводит читателей в заблуждения, первый паромобиль был сделан Николя Кагнотом в 1769 году.

    Машина же, которую сконструировал Ричард Тревитик в 1803 гуду, назавалась «Пыхтящий Дъявол».

  • Сергей

    Что тут не понятного бензин горит сильнее дров и в жидком виде . А вообще паровой двигатель замкнутого типа отличная штука для автономного дома , есть куда развивать и отходы дровянные да и сами дрова по дешевле бензина будет . Многие же производители делают мини ТЭЦ для частных домов на тввёрдом топливе .

  • Николай

    Есть весьма интересные паровые двигатели (паровые машины), которые имеют хороший КПД (значительно лучше, чем у паровозных паровых машин) и могут давать дешевое электричество на дровах- пеллеты, или на торфе — угле. Подробнее — смотрите здесь: паровой двигатель. КПД такого парового двигателя — до 25%. Подобный двигатель можно и на паровой автомобиль поставить. И ездить на дровах.

  • Николай

    Есть весьма интересные паровые двигатели (паровые машины), которые имеют хороший КПД (значительно лучше, чем у паровозных паровых машин) и могут давать дешевое электричество на дровах- пеллеты, или на торфе — угле. Подробнее — смотрите здесь: паровой двигатель. КПД такого парового двигателя — до 25%. Подобный двигатель можно и на паровой автомобиль поставить. И ездить на дровах.

Хостинг "ИТ-ГРАД"
© ООО "Компьютерра-Онлайн", 1997-2017
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на "Компьютерру" обязательна.
«Партнер Рамблера» Почта защищена сервером "СПАМОРЕЗ" Хостинг "Fornex"