Avtoargon.ru

АвтоАргон
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Когда автомобиль будет иметь паровой двигатель

Когда автомобиль будет иметь паровой двигатель?

Так сложилось, что даже люди с техническим образованием мало что знают об этом устройстве. Сегодня мы и восполним этот пробел, вспомним, как устроен паровой двигатель, его принцип действия. Его преимущества, недостатки и применении в современных условиях. И немного о истории изобретения.

Паровая машина кардинально изменила картину мира, произвела революцию в промышленности, на транспорте, дала импульс для новых открытий. Она служила универсальным двигателем на протяжении XIX века, и даже с появлением механизмов, требующих высоких скоростей, не канула в лету. Вместо тихоходной паровой машины ученые разработали быстроходную турбину с одним из самых высоких к.п.д.

История изобретения парового двигателя

Упоминание о первых паровых машинах датировано первым столетием нашей эры. Устройство, описано Героном Александрийским ‒ пар выходил из сопл, закреплённых на шаре, и приводил в движение двигатель.

Правда, настоящая паровая турбина появилась в Египте в 16 веке. Ее изобрел араб Таги-аль-Диноме.

Подобную машину построил 1629 году итальянский инженер Джованни Бранка. То есть, как только в обществе наступило экономическое благополучие и возникла необходимость в данном механизме, его тот час же изобрели.

В конце 17 века были созданы ещё две модели: в Испании двигатель сконструировал Аянс де Бомонт, а в Англии Эдвард Сомерсет в 1663 году установил паровую установку для закачки воды в Большую башню замка Реглан. Но все проекты быстро сворачивались и забывались. Тогда, как впрочем, и сейчас все новое не воспринималось большинством, и деньги на разработку никто давать не решался.

Паровой котёл создал француз Дени Папен. Он же изобрёл и предохранительный клапан для стравливания избыточного давления. Дело в том, что высокое давление, создаваемое паром, приводило к частым взрывам.

Кстати, в то же время появилось и расхожее выражение: «выпустить пар», которое означало ‒ успокоить нервы, пошумев на окружающих, без сноса собственного котелка и без жертв среди мирного населения.

Но на этом история паровых двигателей не прервалась. Англичанин Томас Ньюкомен в 1712 году сделал шахтный насос для подачи воды на верх. Двигатель Ньюкомена стал пользоваться спросом, с его массового выпуска началась английская промышленная революция.

В России первую паровую машину в 1763 году спроектировал И.И.Ползунов. С ее помощью приводились в действие воздуходувные меха на заводах.

А француз Николас-Йозеф Куньо шесть лет спустя сконструировал первую паровую телегу. Она приводила в движение сельскохозяйственные механизмы.

А в 1788 году Джон Фитч построил пароход, который вмещал 30 человек, и шел со скоростью до 12 километров в час.

В 1804 году на металлургическом заводе в Южном Уэльсе был испытан первый железнодорожный паровой поезд, его построил Ричард Тревитик.

Как устроен паровой двигатель. Принцип действия

Для работы паровой машины потребуется паровой котёл. Поступающий из него пар, расширяется и воздействует на поршень или же на лопатки паротурбины, затем их движение передаётся на другие механические части устройства.

Как устроен паровой двигатель показано на иллюстрации

Движение поршня через шток, ползун, шатун и кривошип передаётся на главный вал, который несет маховик, необходимый для снижения неравномерности вращения.

Эксцентрик, находящийся на главном валу, через эксцентриковую тягу воздействует на золотник, который управляет впуском пара в цилиндре. Пар из цилиндра выбрасывается в атмосферу или направляется в конденсатор.

Чтобы поддерживать постоянное число оборотов вала, при изменении нагрузки, на паровых машинах устанавливают центробежный регулятор, он автоматически изменяет сечение прохода пара, направляемого в паровую машину (при дроссельном регулировании) или момент отсечки наполнения (при количественном регулировании).

Поршень создает в цилиндре парового двигателя одну (две) полости переменного объёма, в них и происходят процессы сжатия и расширения.

Преимущества и недостатки

Основное преимущество паровой машины, как двигателя внешнего сгорания, отделение котла от самой машины. Это дает возможность использовать что угодно в качестве топлива хоть хворост, хоть урановое топливо, что выгодно отличает ее от двигателя внутреннего сгорания ‒ там для каждого типа требуется определённый вид горючего.

Заметнее всего это преимущество в случае с ядерным реактором, который не может производить механическую энергию, а вырабатывает лишь тепло, которое используют для получения пара, вращающего паровые турбины.

В двигателях внешнего сгорания можно использовать и другие источники тепла, например, энергию солнца или энергию разности температур океана на разной глубине.

Интересный факт, паровой локомотив хорошо работает на больших высотах, при чем эффективность двигателя не падает, а, наоборот, растет благодаря низкому атмосферному давлению.

Паровозы и сегодня используют в горной местности Латинской Америки и Китая, при том, что в равнинных районах они давно заменены на более современные типы локомотивов.

Даже в Швейцарии и в Австрии в ходу усовершенствованные тепловозы, работающие на сухом паре. Их разработали на основе модели SLM производства 1930 года. В конструкцию внесли ряд изменений: использовали роликовые подшипники, современную теплоизоляцию, новые виды топлива, специальные паропроводы и ряд других новшеств.

Благодаря этому потребление топлива уменьшилось на 60 процентов, а вес стал ниже, чем у дизельных и электрических аналогов, что актуально для железных дорог, проходящих в горной местности.

Среди других положительных качеств парового двигателя:

  • высокая надёжность;
  • возможность эксплуатации при значительных колебаниях нагрузки;
  • допустимость продолжительных перегрузок;
  • долговечность;
  • низкие расходы на эксплуатацию;
  • простота в обслуживании.

К недостаткам можно отнести:

  • наличие кривошипно-шатунного механизма;
  • низкий КПД по сравнению с другими типами двигателей.

Применение в настоящее время

Сегодня паровые машины нашли широкое применение в виде паровых турбин, которые работают как приводы электрогенераторов.

Паровая турбина состоит из вращающихся дисков, которые закреплены на одной оси. Этот узел называется ротором. Также есть статор ‒ его неподвижные диски чередуются с дисками ротора. На дисках ротора размещены лопатки, при попадании на них пара, механизм приходит в движение.

Аналогичные лопатки, только расположенные под противоположным углом, есть и на дисках статора. Они служат для перенаправления струи пара на следующий диск ротора.

Турбина преобразует энергию пара во вращательное движение без каких-либо дополнительных механизмов. То есть преобразование возвратно-поступательного хода во вращательное движение делать не нужно.

Также у турбин меньшие размеры нежели у возвратно-поступательных машин, и они отличаются постоянным усилием на выходном валу. Ещё один плюс ‒ простая конструкция, а значит придётся меньше тратить средств на эксплуатацию.

Сфера использования паровых турбин ‒ производство электроэнергии. Более 85 процентов электрической энергии вырабатывают именно паровые турбины. Также их используют как судовые двигатели, в частности на подводных лодках и атомоходах.

Теперь вы знаете, как устроен паровой двигатель, что паровая машина, изобретённая ещё в первом столетии нашей эры, вовсе не анахронизм, а современное высокотехнологичное устройство, благодаря которому жизнь многих людей стала комфортнее.

Перспективы применения паровых машин на автомобилях имеют пока туманные очертания, но творческая мысль изобретателя не имеет границ и я с полной уверенностью могу предположить, что скоро появятся двигатели с элементами парового носителя

Подписывайтесь на наш блог, чтобы узнать много нового и интересного. Поделитесь этой информацией с друзьями в социальных сетях ‒ пусть они повысят свой технический уровень, ну и вам будет приятно иметь умных друзей.

Паровые автомобили

Повозка Николя Кагнота (1770)

Фламандскому иезуиту-миссионеру и учёному Фердинанду Вербисту приписывают создание в 1670-е годы, первого в мире игрушечного паромобиля.

Автомобиль Вербиста

Не подтверждённая информация

Исаак Ньютон тоже не остался равнодушным, вот его взгляд на «реактивный» паромобиль.

Существует только рисунок

В 1769 году Николя-Жозеф Кагнот построил первый в мире паровой автомобиль. Это был тягач для буксировки артиллеристских орудий.
Повозка передвигалась со скоростью около 8 км/ч и перевозила до двух тонн груза.
С этой машиной связан ещё один интересный факт, она попала в первое в мире ДТП.

Машина Кагнота

Пар из котла попеременно поступал в левый и правый цилиндр, поршни толкали штоки, а штоки через храповики вращали колёса. Машина могла ездить вперёд и назад с помощью переключателя на храповике.
Одной заправки котла хватало на 15 минут движения, после этого воду доливали и ждали 15-20 минут пока она закипит.

Водитель не справился с управлением и врезался в стену арсенала.

В 1800 году машина была передана во французкий «Музей Искуств и ремёсел», где находится и по сей день.

В 1804 году Оливер Эванс, пионер американского автомобилестроения, построил самоходную машину, которая была не только первым автомобилем в США, но также и первой в мире машиной-амфибией.

Изначально предполагалось, что это будет судно для углубления рек. Чтобы избежать трудностей с транспортировкой судна от мастерской до реки, Эванс приделал к ней колёса и подвёл к ним привод от двигателя.

Машина Эванса

Читать еще:  Что такое холодный запуск двигателя на скутере

В машине стоял двигатель повышенного давления (3,5 атм) собственного изобретения Эванса.

В 1801 году Ричард Тревитик, английский инженер и конструктор, построил безрельсовую паровую машину и назвал её «Пыхтящий Дъявол».
В 1802 году он запатентовал паровую машину высокого давления, а год спустя построил первый паровоз для движения по рельсам.

Пыхтящий Дъявол

С этой повозкой приключилась «весёлая» история. Тревитик с дружками, катаясь по деревне, остановились возле местного кабака и пока они там пировали, в котле выкипела вода и машина сгорела.

В 1804 году Тревитик построил паровое транспортное средство для перевозки пасажиров по Лондону. Машина хоть и привлекла внимание общественности, но оказалась не востребованной в виду высокой стоимости билетов.

Чуть позже машина сломалась и была разобрана.

В 1822 году, Давид Гордон взял патент на изобретенный им паровой трактор.

По идее Гордона, установленная в больших барабанах диаметром 2,7 м паровая машина через зубчатые колеса, связанные с внутренними венцами барабанов, должна была приводить барабаны в движение.
Проект был реализован только на бумаге.

В 1825 году, сер Голдсуорт Гарни получил патент на карету с паровым двигателем.

Карета курсировала между Лондоном и Батом со скоростью 10-12 км/ч. Это была первая пассажирская линия.

В 1833 году Уолтер Хэнкок построил омнибус «Enterprise».

Машина развивала скорость около 30 км/ч.

В 1832 году англичанин Джон Гиткот получил патент на первый гусеничный паровой трактор «для осушки и разработки заболоченых земель.

После двух лет работы трактор утонул в болоте, желающих поднять машину не нашлось.

В 1854 году, итальянец Бордино Вирджинио построил паровую карету.

Карета разгонялась до 8 км/ч.

La Marquise — старейший из существующих автомобилей, был построенный в 1884 году фирмой De Dion-Bouton.

Первый легковой автомобилей класса „люкс“. Развивал скорость до 60 км/ч. Автомобиль работает и по сей день, в 2011 году он был продан на аукционе за 4 миллиона долларов.

В 1906 году, на паровом автомобиле „Stanley Rocket“, был установил рекорд скорости — 203 км/ч.

В качестве силовой установки в автомобиле использовалась горизонтальная паровая машина с двумя цилиндрами, которая развивала максимальную мощность 150 л.с.

Успех Stanley Rocket способствовал увеличению популярности серийных паровиков. „Stanley Motor Carriages Co“ выпускала по 800 машин в год, построив в общей сложности около 12 000 паромобилей.

В 1906 году, компания „Sentinel Standard“ начала выпуск грузовиков.

Машины оснащались паровыми двигателями от катеров, мощностью около 24 л.с. Максимальная скорость составляла 12 км/ч.

В 1909-1931 годах, компания „Doble Detroit“ выпускала легковые паровые автомобили.

Мощность автомобиля составляла 75л/с, разогналась до 160км/ч, а разгон до 120км/ч занимал 10 секунд.

Парогенератор в разрезе.

Паромобиль „Doble Model E-22 Roadster“, принадлежавший Говарду Хьюзу.

Одна из первых паровых пожарных машин


Нью-Йорк, начало 19-го века.

Паровые комбайны, конец 18-го, начало 19-го веков

Трактора


Roadless tractor 1923 год


1874 год


Англиия, 1910 год

Современные

19 век по праву принадлежал паровым машинам, описать хотя бы малую их часть не представляется возможным.

Самый быстрый паромобиль. В 2009 году был поставлен рекорд скорости — 240 км/ч.

На этом пока всё.

Вот здесь про Паровозы

Невероятный Doble: паромобили Абнера Добла

Пробег 2400 километров на одной заправке, разгон с места до 120 км/ч за 10 секунд – и все это не издавая ни звука. Такие характеристики и сейчас выглядят впечатляющими, а между тем речь идет об автомобиле 1924 года выпуска

Да, Doble E действительно был невероятным автомобилем. Все, кто его видел, однозначно признавали его исключительность. В то время когда бюджетный Ford T стоил всего 300 долларов, этот роскошный во всех отношениях автомобиль обходился владельцу в 16 000 долларов (в наше время эта сумма была бы эквивалентна примерно 220 000 долларам).

Роскошный Doble E могли позволить себе лишь очень обеспеченные покупатели

Машина строилась по принципу наилучшего из возможного, в связи с чем рама у нее была из хромоникелевой, а рессоры из полированной хром-ванадиевой стали, руль изготавливался из камерунского черного дерева и был инкрустирован слоновой костью, а его ступицу украшала эмблема компании Doble Steam Motors, которые импортировались из Германии, где их отливали из серебра именитые ювелиры. Оттуда же, кстати, поступала и электрика Bosch. А для того чтобы изготовить 16-дюймовые тормозные барабаны, и вовсе требовалась 40-килограммовая стальная болванка, которую после ковки точили на станке, пока не оставался 6-килограммовый барабан.

Главное место под капотом паромобиля отводилось котлу.

И все же не то, как выглядел этот автомобиль, а то, чем он приводился в движение, делает его уникальным. Невероятно, но столь завидными характеристиками автомобиль наделял паровой двигатель. Да-да, под капотом одного из самых роскошных автомобилей своего времени стоял не фыркающий сизым дымом двигатель внутреннего сгорания, а попыхивающий паровой котел.

. а двигатель размещался горизонтально в задней части машины

Свой первый автомобиль Абнер Добл построил вместе с братьями, когда ему было 16 лет, – еще в 1906 году. Взяв за основу, как сейчас принято говорить, убитый паровой автомобиль White, они поставили на него двигатель собственной конструкции. И хотя машина оказалась несовершенной, именно этот опыт стал толчком к тому чтобы, паровые автомобили стали делом всей жизни Абнера. Еще будучи студентом Массачусетского технического института, Добл пытается внедрить в жизнь некоторые свои разработки, и для этого отправляется в компанию Stanley Steamer, бывшую признанным лидером производства паровых машин. Там он пытается донести до руководства идею своей системы, позволяющей в несколько раз увеличить запас хода этих автомобилей. К тому времени пробег в 150 км на одной заправке водой считался пределом возможностей паровых автомобилей. Студента выслушали, но выдворили за дверь, посчитав его проект несостоятельным. Абнера так огорчил этот факт, что он принял решение бросить учебу и доказать своим обидчикам, что его система охлаждения пара не бред воспаленного мозга студента-зазнайки, а действительно работоспособный механизм.

Паровой котел Добла в разрезе

Уже через год Абнер вместе со своим братом Джоном строят автомобиль, который на одной заправке способен проехать порядка 350 км. Под огромным капотом этого автомобиля располагалась топка с котлом, водитель и передний пассажир сидели над баком с водой. Бак с керосином располагался за задней осью. Сама же задняя ось была интегрирована с двухцилиндровым двигателем, пар в который подавался по трубам. То есть автомобиль был лишен таких ненужных агрегатов, как сцепление, коробка передач и карданный вал. Эта схема позволила не только избавиться от паразитных расточителей крутящего момента, но и сделать автомобиль намного комфортнее: уровень вибраций и шума был минимальный. В качестве назидания обидчикам братья отправились в Ньютон, где демонстративно начали кататься взад-вперед перед правлением компании Stanley Steamer. Стенли были изумлены: перед их носом носился паровой автомобиль, который не только не издавал ни звука, но при этом еще и не был окутан клубами пара и дыма. Сатисфакция состоялась.

Первый паромобиль братьев Добл, 1912 год

В 1914 году экспериментальная мастерская, которую братья Добл ранее открыли вблизи города Уолтам, перерождается в компанию Abner Doble Motor Vehicle Company. К этому времени на счету Абнера уже несколько патентов на изобретения и три модели автомобиля: Doble A, В и та, что была сделана в качестве упрека.

Родстер Doble A, 1914 год

Причем буквенный код соответствует не модели кузова, а модели двигателя, потому как именно на нем сконцентрирован весь конструкторский гений Абнера. Начиная с модели Doble В Абнер применяет свою новую разработку – ячеистый радиатор, который позволяет достичь невероятно большой площади охлаждения, что в свою очередь обеспечивает запас хода автомобилю в 2000 км.

Сотовая структура радиатора позволила значительно повысить эффективность паровой установки

Затем Абнер с Джоном сосредоточивают внимание на проблеме, которая касалась всех паровых машин без исключения, – это время розжига топки и разведения паров. Как правило, на это требовалось до получаса. Применив собственную систему с электроподжигом, братья сократили это время до 90 секунд. Причем водителю требовалось только лишь клацнуть тублером и после того как на термометре и датчике давления появятся нужные значения, отправиться в путь. Этот автомобиль получил индекс С.

Doble C, 1916 год

Доведя машину до возможности серийного производства, братья принимают решение показать автомобиль на автосалоне, который в январе 1917 года проходил в Нью-Йорке. И уже к апрелю того года компания собирает 5390 заявок на машину. Публику привлекает инновационная система разведения паров, плавный и бесшумный ход и главное – простота управления. Не смущало будущих клиентов и то, что водитель абсолютно не знал, вперед или назад поедет автомобиль в начале движения. Система реверса автомобиля в этой модели еще была несовершенна.

Читать еще:  Двигатель ваз 2107 инжектор расход топлива

Процесс сборки паромобилей Doble. На фото хорошо видно, где располагались баки для воды и керосина

Впрочем, реализовать планы по продаже своей новинки компании так и не удалось – началась Первая мировая война. Производство стали было строго лимитировано, да и отпускалась она в основном на предприятия, занимающиеся военными заказами. Братья попытались удержаться на плаву, переключившись на такие заказы, но даже паровой танк, который они усиленно конструировали, не вызвал интереса у военных. А вскоре родственники и вовсе разругались. По мнению Джона, Абнер присвоил себе часть его интеллектуальной собственности, за что Джон подал на него в суд. Одновременно Джон уходит из компании, и Абнер остается работать над проектами с двумя младшими братьями Уильямом и Уорреном. Примирила Абнера и Джона лишь смерть последнего, который в 1921 году в возрасте 28 лет умер от рака. В том же году Абнер основывает компанию Doble Steam Motors, и уже спустя два года появляется прототип той самой модели Е.

Doble E, 1920 год

В 1924 году машину вовсю испытывают в Нью-Йорке под патронажем Автомобильного клуба Америки. Для того чтобы развести пары и отправиться в путь, этой модели требовалось всего 23 секунды, причем до этого она совершенно спокойно могла провести какое-то время на улице даже при отрицательных температурах. Главное, чтобы не замерзла вода в котле и баке. Впоследствии машина еще не раз доводилась до совершенства и в итоге могла разгоняться до 160 км/ч, а отметку 120 км/ч стрелка спидометра переваливала уже через 10 секунд после старта. Запас хода на одной заправке водой и керосином составлял невероятные 2400 км! Недостаток у машины был только один – ее цена. Понятно, что позволить себе эту роскошь могли только очень богатые автолюбители. Кстати, одним из них был Говард Хьюз. По его заявлению, это был лучший автомобиль, который ему когда-либо доводилось видеть и управлять, а уж он толк в таких вещах знал. Но даже несмотря на такую рекламу, продажи Doble E не шли, и к 1930 году было построено всего 24 автомобиля.

Doble E, 1925 год

В том же году свет увидела модель Doble F. Машину отличали улучшенные парогенератор и двигатель. Однако дела у фирмы идут из ряда вон плохо, к апрелю построено всего 7 автомобилей.

Doble F, 1931 год

Тем же месяцем фирма прекращает существование из-за недостатка средств. Абнер Добл уезжает в Новую Зеландию, куда его позвали строить паровые автобусы, затем переезжает в Англию, где консультирует производство паровозов, а позже возвращается в Америку и приступает к проектированию паровых автобусов. По иронии судьбы, работает он над своими новыми двигателями в той самой компании Stanley Steamer, за двери которой его выставили, когда он был студентом.

Абнер Добл за рулем своего детища

Ушел из жизни Абнер Добл в 1961 году. Всю жизнь он доказывал, что паровой двигатель уступил место двигателю внутреннего сгорания лишь благодаря агрессивной политике автопроизводителей, а не из-за технического превосходства. И как знать, может быть, будь его проекты не так амбициозны, мы бы сейчас ездили на паровых машинах и летали на паровых самолетах. Такие, кстати, тоже были.

Эпоха пара в истории автомобилестроения

Из нашего короткого рассказа видна связь между деталями и механизмами экипажей, самокаток, велосипедов. Но, достигнув известного совершенства, велосипед, например, стал развиваться самостоятельно.

Другой пример: во второй половине XVIII века паровую машину одновременно попытались установить на безрельсовую повозку, применить на рельсовом и водном транспорте; некоторое время паровые автомобили развивались параллельно с локомотивами, потом — с бензиновыми автомобилями, конкурируя и вместе с тем помогая друг другу.

Первый паровой автомобиль – телега Кюньо

Первым практически действовавшим паровым автомобилем считается «паровая телега» француза Никола-Жозефа Кюньо (1715—1804). Он хотел создать мощную тяговую силу для артиллерийских орудий и перевозки снарядов.

Телегу изготовили в 1769 г. в мастерских парижского арсенала, где привыкли к очень прочным и потому тяжелым повозкам с толстыми листами железа, медными втулками, дубовыми брусьями, крупными болтами и заклепками. Материалы и орудия производства наложили свой отпечаток на конструкцию телеги: она весила целую тонну, столько же пришлось на воду и топливо, еще столько же на долю самой паровой машины.

Платформа для грузов крепилась к дубовой раме телеги. Рама опиралась на заднюю ось с колесами артиллерийского типа. Единственное, как и у самокатки Кулибина, переднее колесо с шипами для лучшего сцепления с дорогой могло поворачиваться на подрамнике-вилке и шкворне. С управлением телегой еле справлялись два человека. Перевозя до 3 т груза, телега передвигалась со скоростью пешехода — 2—4 км/ч.

Кюньо обратился опять-таки к экипажной практике: лошадь находится впереди экипажа и тянет его за переднюю ось, значит, и машину следует поставить вперед и осуществить передачу на переднее колесо. Но тут трудность: шток паровой машины перемещается в плоскости, параллельной плоскости колеса. Если закрепить двигатель на платформе телеги, то ось колеса нельзя будет поворачивать. И Кюньо смонтировал всю паровую машину на колесе, тогда машина стала отклоняться на вилке влево или вправо вместе с колесом. Котел, как горшок на ухвате, висит впереди телеги.

Две лошадиные силы, которые развивала машина, давались нелегко. Несмотря на большой объем котла, давление пара быстро падало. Чтобы поддерживать давление, через каждые четверть часа приходилось останавливаться и разжигать топку. Эта процедура отнимала столько же времени, сколько перед этим длилась поездка.

Однажды, совершая испытательную поездку, Кюньо и кочегар не справились с управлением. Телега сделала слишком крутой поворот. Котел упал с «ухвата» и взорвался, как писали тогдашние газеты, «с грохотом на весь Париж». Кюньо построил еще одну телегу, но она, как и первая, не нашла практического применения. Однако все увидели, что механическая повозка — не фантазия.

К счастью, телегу Кюньо не постигла участь многих подобных технических новинок, она не сгнила и не заржавела на свалке. Телегу сдали в учрежденное в 1794 году «хранилище машин, инструментов, моделей, рисунков, описаний и книг по всем видам искусств и ремесел» как очередную механическую диковину. Позднее она станет «гвоздем» музея, а ее изображение — эмблемой французского общества автомобильных инженеров. На родине Кюньо, в Лотарингии, ему поставят памятник. Двухсотлетие «телеги» торжественно отмечено в 1969 году.

Развитие безрельсового парового транспорта

В начале XIX века возникли и получили развитие железные дороги. Но они не могли проникнуть повсюду. Им помогал гужевой транспорт. Поэтому появилось множество конструкций безрельсовых паровых повозок, больше всего в Англии, где паровые машины, так же как и ткацкие станки, были основой промышленного переворота.

Мощность экипажных паровых машин уже увеличили в 8—10 раз по сравнению с машиной Кюньо, уменьшили их размеры и расход топлива. Машину располагали, как правило, сзади повозки. Шток, передающий движения поршня храповику на оси колес, заменили качающимся шатуном. Сложился так называемый кривошипный механизм, почти полностью перешедший впоследствии на автомобильный двигатель.

Однако развитие безрельсового парового транспорта в отличие от железнодорожного шло далеко не гладко. То некий пастор заподозрил изобретателя Уильяма Мердока в общении с нечистой силой, и Мердок оставил опыты с повозкой. То изобретатель паровой машины Джемс Уатт обвинил своего бывшего сотрудника Ричарда Тревисика в краже идей фирмы «Болтон и Уатт» и пытался провести в парламенте закон о запрещении «опасных» паровых экипажей… К счастью, старания Уатта не увенчались успехом. Но Тревисик все же вынужден был прекратить работу над повозкой по другой причине: дороги, даже в окрестностях Лондона, были таковы, что приходилось расчищать трассу для повозки — убирать огромные камни, поваленные деревья. Расходы по работам с повозкой разорили Тревисика, и он умер в нищете. Только в 20— 30-х годах XIX века, после некоторого улучшения дорог, паровые повозки вновь появились.

АВТОМОБИЛЮ С ДВИГАТЕЛЕМ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ ПРЕДШЕСТВОВАЛИ ПАРОВЫЕ ПОВОЗКИ; НА НИХ ОПРОБОВАНЫ АГРЕГАТЫ БУДУЩЕГО АВТОМОБИЛЯ, КРОМЕ ДВИГАТЕЛЯ. ИЗ-ЗА ГРОМОЗДКОСТИ ПАРОВОЙ МАШИНЫ ЕЕ ПРИМЕНЯЛИ В ОСНОВНОМ ЛИШЬ НА ОМНИБУСАХ И ГРУЗОВЫХ ПОВОЗКАХ, НЕСМОТРЯ НА ОТДЕЛЬНЫЕ УСПЕХИ ПАРОВИКОВ В ПРОБЕГАХ (ДЕ-ДИОН) И ДАЖЕ В УСТАНОВЛЕНИИ РЕКОРДОВ СКОРОСТИ (СЕРПОЛЛЕ. СТЕНЛИ)

Четыре «паровика» Голдсуорси Гэрнея совершали регулярные рейсы и наездили в 1831 году 6 тыс. км (напомним, что это примерно в 7 раз меньше годового пробега четырех конных дилижансов). Более успешно организовал движение паровых дилижансов Уолтер Хэнкок. Правда, рейс длиной 120 км длился около 12 ч, из которых ходовых было только 7—8 ч. Остальное время уходило на заправку водой. Потом догадались прицепить к дилижансу тендер с водой и коксом. Хэнкок использовал высокое давление пара в котле и применил цепную передачу от коленчатого вала машины к колесам. Девять 15-местных повозок Хэнкока совершили около 700 рейсов и наездили 7 тыс. км со скоростью до 30 км/ч.

Читать еще:  Двигатель в машине стал громко работать

Война за влияние на дорогах

После того как паровые дилижансы начали понемногу справляться с дорогой, возникло новое препятствие. Их владельцам приходилось платить пошлины в 8—9 раз большие, чем платили за конный дилижанс: и за число мест в дилижансе, и за мощность машины, и за число колес. А колес было много из-за того, что тогда еще не нашли хорошего способа управления повозкой и снабжали ее «гайдом» — поворотной двухколесной тележкой, выдвинутой вперед на длинном дышле. Повозка становилась шестиколесной; к ней нередко прицепляли два-три вагончика, и число колес еще возрастало.

Владельцы конного почтового транспорта, для которых паровые автомобили были опасными соперниками, убедили парламент в том, что тяжелые машины портят дороги. Налог на паровые дилижансы был еще увеличен. Но этого оказалось недостаточно, чтобы уничтожить их. Тогда подкупили журналистов, чтобы они поносили паровой транспорт. Заметки о пустяковых происшествиях с паровыми дилижансами раздувались в погромные статьи. Атака возымела действие, тем более что она совпала с идеями луддитов (разрушителей машин), которые считали, что в бедствиях английского пролетариата виновна техника. Жители провинции, подстрекаемые врагами автомобиля, заваливали дороги бревнами и рухлядью, забрасывали пассажиров камнями. Путешествие на паровом дилижансе становилось опасным. Последовал еще один удар: извозопромышленники добились издания «Закона о дорожных локомотивах», который приравнивал скорость — главное преимущество паровых дилижансов — к конным 16 км/ч. Но и этот удар не был для паровиков смертельным. И вот в 1865 году, когда железные дороги уже покрыли всю Англию, их владельцы совместно с извозопромышленниками настояли на дополнениях к «Закону»: дорожные локомотивы должны передвигаться со скоростью 6,5 км/ч на загородных дорогах и еще вдвое медленнее в населенных пунктах, перед локомотивом должен идти человек с флажком, чтобы предупреждать прохожих и проезжих о приближающейся опасности, помогать встречным возницам в усмирении испуганных лошадей; кроме машиниста, на локомотиве должен находиться кочегар. Закон был смягчен только в 1878 году и отменен в 1896-м, когда на Европейском континенте уже ездили сотни бензиновых автомобилей.

Так в Англии был уничтожен зародившийся вид транспорта — паровые дилижансы. А паровозы беспрепятственно, с выгодой для их владельцев, катились по рельсам; к тому же и паровозы, и вагоны, и рельсы принадлежали одному владельцу.

Паромобили Франции

На какое-то время паровые автомобили возродились во Франции. Их двигатели уже были оснащены керосиновыми горелками вместо угольных топок, не нуждались в тяжелом запасе угля и долгом разогреве, стали более легкими и мощными. Леон Серполле (1858—1907) заменил котел длинной многократно изогнутой трубой — змеевиком. Запас воды мог быть уменьшен, змеевик быстро разогревался, непрерывно образовывалось необходимое для работы машины количество пара (без его скопления, которое иногда приводило к взрывам котлов). На паровых повозках начали применять эластичные шины, рулевую «трапецию», механизм для вращения колес одной оси с различными оборотами — дифференциал, цепной и даже карданный привод от паровой машины к ведущим колесам. Карданный привод состоял из вала с шарнирами на концах. Один конец был соединен с валом паровой машины, другой — с шестернями главной передачи задней оси. Шарниры обеспечивали передачу вращения от закрепленной на раме паровой машины к оси, колеблющейся на рессорах (карданный шарнир, названный по имени его изобретателя итальянца Джероламо Кардано (XVI век), заимствован им от устройства для установки компаса на кораблях: корабль качается на волнах, а компас остается в одном — горизонтальном — положении).

1 – ПАРОВАЯ МАШИНА; 2 – ВАЛ; 3 – ГЛАВНАЯ ПЕРЕДАЧА; 4 – ЦЕПЬ; 5 – КОТЕЛ И ТОПКА; 6 – БАК ДЛЯ ВОДЫ; 7 – РУЛЕВАЯ ТРАПЕЦИЯ; 8 – ТОРМОЗ

Все описанные выше механизмы находим в конструкциях Амедея Болле (1844—1917) и его старшего сына, тоже Амедея. Мужчины семьи Болле из поколения в поколение занимались литьем колоколов. Это ремесло привело пытливого Болле-отца к изучению технологии металлов, а затем и устройству различных машин. В XIX веке наиболее действенной технической школой служили Всемирные выставки в Париже. На выставке 1867 года двадцатидвухлетнего А. Болле поразили велосипеды и паровые омнибусы. У него зародилась идея создать паровую повозку личного пользования, которая «предоставила бы удобства велосипеда людям пожилым и далеким от спорта». Причем создать не паровоз без рельсов и не конный экипаж с приспособленной к нему паровой машиной, а принципиально новое транспортное средство.

Франко-прусская война отодвинула реализацию замысла, но в 1875 году «Послушная» — первое паровое детище Болле — была продемонстрирована в Париже. Имея общую массу 5 т, она расходовала 2,5 кг угля и 14 л воды на 1 км пробега, развивала скорость до 25 км/ч — показатели в 1,5—2 раза лучшие, чем у английских паровых омнибусов. «Послушная» восхищала посетителей выставки, но и отпугивала их своей необычной внешностью — отсутствием крыльев над колесами.

Болле продолжал совершенствовать конструкцию, придал повозке более традиционный вид. Его модель 80-х годов («Новая») имела еще более высокие показатели: масса 3,5 т, расход угля 1,5 кг и воды 7 л на километр, скорость 38 км/ч. «Новая» уже могла состязаться с только что появившимися бензиновыми автомобилями. Если не принимать во внимание паровой двигатель, то повозки Болле гораздо больше похожи по своей компоновке на будущий «классический» автомобиль, чем первые бензиновые «безлошадные экипажи», официально считающиеся автомобилями. В повозках Болле предвосхищены даже такие конструктивные элементы, как независимая подвеска колес и металлический кузов, получившие распространение на автомобилях лишь в 30-х годах XX века. Обоих Болле отличает постоянство — они до конца своих дней остались верны и паровому автомобилю, и… литью колоколов.

Управление паровым автомобилем

Все же, несмотря на усовершенствования, паровые автомобили второй половины XIX века оставались весьма неудобными для эксплуатации. Машинисту нужны были почти такие же знания и сноровка, как его коллегам на железной дороге.

Один только старт парового автомобиля требовал большой ловкости и отнимал много времени. Запалив (хорошо если в безветренную погоду) пусковую горелку, нужно было отрегулировать подачу горючего и воздуха; прислушиваться, когда появится жужжание — признак испарения горючего, бульканье кипящей воды и свист пара. Потом следовало проверить давление пара при помощи стеклянной трубки, установленной на кронштейнах сбоку автомобиля. Когда по недосмотру машиниста давление в котле чрезмерно повышалось, трубка лопалась, извергала поток горячей воды; тогда водителю приходилось гасить горелку, ждать, пока машина остынет, вставлять новую трубку, доливать в котел воды и возобновлять церемонию зажигания. Между прочим, первое зеркало заднего вида появилось на американском паровом автомобиле марки «Локомобиль» для наблюдения не за дорогой, а за трубкой (!).

В пути машинист должен был следить за уровнем воды в котле, добавлять воду перед подъемами, а при спусках, пока машина работала вхолостую, накапливать пар, подкачивать велосипедным насосом воздух и топливо к горелке. Опасаясь пожара, автомобилисты присоединяли к котлу шланг, при необходимости служивший брандспойтом. Через каждые 30— 40 км нужно было заправлять котел, смазывать кривошипный механизм и другие части, время от времени удалять накипь, чистить горелку.

Заканчивая поездку, нельзя было просто поставить машину в гараж, заглушить двигатель и уйти домой. Машинист задувал главную горелку, выпускал часть воды из котла и снова заполнял его. Пусковую горелку оставляли горящей до утра, чтобы не мучиться снова с зажиганием.

Паровая машина была недостаточно надежна и практически недоступна для массового потребителя, но все же она сыграла важную роль в развитии автомобильной техники. Была доказана сама возможность механического передвижения, опробованы и усовершенствованы механизмы будущего автомобиля. От паровых автомобилей осталось и слово «шофер» (его раньше писали через два «ф»), что по-французски означает «кочегар». И хотя давно нет на автомобиле котла и топки, водителя и по сей день называют шофером.

К началу «автомобильного века» процветал железнодорожный транспорт, а механизированный безрельсовый отсутствовал. И это в обстановке, когда в кругах промышленников, коммерсантов, крупных землевладельцев, врачей, адвокатов личный транспорт приобретал все большее значение. Им приходилось довольствоваться все той же легкой конной коляской, а людям профессий «помельче» — «новорожденным» велосипедом. Тем самым еще до изобретения практически пригодного автомобиля определилось деление безрельсового транспорта на общественный и личный; если для первого еще годился паровой автомобиль, то для второго не было достойной замены конного экипажа, не существовало легкого, мощного, простой в обращении и всегда готового к действию двигателя.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector