Az autót gőzzel hajtják
Az autót gőzzel hajtják. A gőzkocsi.
Azokban az években, amikor az autó éppen felbukkant, a belső égésű motor csak a tervezési ötlet egyik irányában feküdt. Az autóval, ahol ilyen típusú motorokat használtak, a gőz és az elektromos versenyző sikeresen versenyeztek. A francia Louis Sorplole gőzmozdulata 1902-ben gyorsasági rekordot hozott létre. És a következő években - az osztatlan uralma benzinmotor Ikerház lelkes házaspár, aki nem tudott megbékélni azzal a ténnyel, hogy ez a fajta energia által kiszorított egy autópályán. A Stanley amerikai testvérek 1897 és 1927 között gőzgépeket építettek. Az autók nagyon tökéletesek voltak, de kissé nehézkesek voltak. Egy másik rokon, az amerikai - Doble testvérek is - egy kicsit tovább tartott. 1932-ben fejezték be az egyenlőtlen harcot, és több tucat gőzgépet hoztak létre. Az egyik ilyen gép még működik, anélkül, hogy szinte bármilyen változtatáson megy keresztül. Csak egy új kazán és egy dízel üzemanyag-befecskendező van felszerelve. A gőznyomás eléri a 91,4 atm értéket. 400 ° C-os hőmérsékleten. A gépkocsi maximális sebessége nagyon magas - kb. 200 km / h. De a leginkább figyelemre méltó dolog az a lehetőség, hogy hatalmas forgatónyomatékot alakítsanak ki. A gőzgép ezen tulajdonsága nem rendelkezik belső égésű motorokkal, így nehéz volt a dízelmotorba behelyezni a mozdonyokat. A testvérek Doble közvetlenül a helyéről a kerekek alatti 30- 30 cm-es sávon mozogtak, egy másik kíváncsi tulajdonsága az, hogy a szokásos fronton gyorsabban felmászik a hegyre. A használt gőz csak a ventilátor és az akkumulátor töltőgenerátor forgatására használható. De ez a kocsi még mindig furcsaság lenne, a versenyző a technológiai történelem múzeumában, ha a tervezők szeme nem tér vissza a régi ötletekkel - az elektromos autóval és a párral - a légköri szennyezés veszélye miatt.
Mi ebben a szempontból vonzza a gőzgépet? Kivételesen fontos tulajdonság az égéstermékek káros anyagainak kismértékű kibocsátása. Ez azért van így, mert az üzemanyag nem ég, mint egy benzinmotor, de folyamatosan, az égési folyamat stabil, az égési idő sokkal hosszabb.
Még nincs felfedezés - a gőzgép és a belső égésű motor közötti különbség a működésük alapelve. Miért nem álltak a benzin gőzgépei a versenyben? Mert motorjaiknak számos komoly hiányosságuk van.
Az első egy jól ismert tény: ugyanannyi versenyző van, mint amatőrök, de még nincsenek amatőrök. Az emberi tevékenység ezen szakterületén csak szakemberek vesznek részt. A legfontosabb, hogy az amatőr vezetõ, aki a kerék mögött ül, csak az életét kockáztatja, és azok, akik önként bíztak benne; a gépész több ezer ember. De az is fontos, hogy a gőzgép nagyobb képesítést igényel a gőzgép szervizeléséhez, mint a benzinmotor karbantartásához. A hiba komoly károkat, sőt robbanást okoz a kazánban.
A második. Ki nem látott egy mozdonyot, amely egy fehér felhőben rohan a síneken? A felhő gőz a légkörbe. A mozdony egy hatalmas gép, elég hely van rá, és egy nagy vízforraló számára. És az autó nem elég. És ez az egyik oka a gőzmozdonyok feladásának.
A harmadik és legfontosabb dolog a gőzgép alacsony hatékonysága. Nem az semmi, hogy az iparosodott országokban a fő vonalakon lévő mozdonyok hő- és villamos mozdulatokkal próbálnak helyettesíteni, nem semmi sem, hogy a mozdony hatékonysága még a mondásba is belépett. 8% - Nos, milyen hatékonyság ez?
Ennek növeléséhez meg kell növelni a gőz hőmérsékletét és nyomását. 150 literes teljesítményű gőzgép hatékonyságához. a. és 30% fölött van, a 210 kg / cm2 üzemi nyomást kell fenntartani, ami 370 ° -ot igényel. Technikailag ez megvalósítható, de általában rendkívül veszélyes, mert még egy kis szivárgás a motorban vagy a kazánban katasztrófához vezethet. És a nagy nyomástól a robbanásig - a távolság elég kicsi.
Ezek a fő nehézségek. Vannak kisebbek is (bár szükség van arra, hogy fenntartsák, hogy nincs technika hiánya). Nehéz kenni a palackokat, mert az olaj forró vízzel emulziót képez, bejut a kazán csövekbe, ahol a falakon helyezkedik el. Ez rontja a hővezető képességet és erős helyi túlmelegedést okoz. Egy másik "apróság" - akadályozta a gőzgép normál indításával összehasonlítva.
A tervezők azonban nagyon régi és teljesen új üzletet vettek nekik. Két meglepő eszközükben az autók elérték az amerikai városok utcáit. Kívülről nem különböztek a közönséges autóktól, az egyik még az egyszerűsített formák hasonlítottak a sportosokhoz. Gőzautók voltak. Mindketten 30 másodpercen belül elmozdultak az ülőhelyükről. után motorindítás és eléri a sebesség 160 km / h, a munka minden üzemanyag, kerozin, és 800 km töltött 10 liter vizet.
1966-ban a Ford egy négyütemű, nagysebességű gőzgépet tesztelt egy 600 cm3-es munkatérhez. A vizsgálatok azt mutatták, hogy a kipufogógázok tartalmazhatnak csupán 20 szénhidrogén részecskéket 1 Mill. (Instruction szenátusi bizottság a légszennyezés ellen irányuló lennie 27 részecskék), a szén-monoxid tartalmazott 0,05% a teljes tömege a kipufogógáz, amely 30-szor kisebb, mint a megengedett száma .
A "General Motors" cég által gyártott kísérleti gőzgép az E-101 index alatt egy szokatlan motorral felszerelt autók kiállításán mutatkozott meg. Külsőleg ő nem különbözik a gép alapján jött létre, amely - „Pontiac” - de a motor együtt a kazán, hűtővel és más egységek a gőz rendszer lemért 204 kg-mal több. A sofőr leült a helyére, megfordította a kulcsot, és 30-45 másodpercig várta, amíg a fény be nem jön. Ez azt jelentette, hogy a gőznyomás elérte a kívánt értéket, és elmehet. Az ilyen rövid időtartam lebontható ilyen szakaszokra.
A kazánt feltöltötték - az üzemanyag-szivattyú elindul, az üzemanyag bejut az égéstérbe, levegővel keveredik.
A gőz hőmérséklete és nyomása elérte a szükséges szintet, a gőz belép a hengerekbe. A motor üresjáratban van.
A vezető megnyomja a pedált; a motorhoz vezető gőz mennyisége nő, a gép elindul. Minden üzemanyag - dízel, kerozin, benzin.
Mindezek a kísérletek lehetővé tették Robert Aires-t a Washington Fejlesztési Központtól, hogy állapítsa meg, hogy a gőzgép hiányosságait legyőzte. A tömegtermelés magas termelési költségei minden bizonnyal csökkennek. A kazánból álló kazán megszünteti a robbanás veszélyét, mivel bármikor csak kis mennyiségű víz vesz részt a munkában. Ha a csövek közelebb helyezkednek el, a motor mérete csökken. A fagyálló megvédi a fagyás veszélyétől. A gőzgép nem igényel sebességváltót, sebességváltót, indítót, karburátort, hangtompítót, hűtőrendszereket, gázelosztást és gyújtást. Ez az ő hatalmas előnye. A gép működési módja beállítható úgy, hogy több vagy kevesebb gőzt adagol a hengerekbe. Ha a víz helyett a freonot használjuk, amely nagyon alacsony hőmérsékleten lefagy, és kenőanyaggal rendelkezik, akkor az előnyök még tovább nőnek. A gőzmozdonyok versenyeznek a hagyományos üzemanyag-felvétel, az üzemanyag-fogyasztás, a teljesítményindex egységnyi tömegére vonatkoztatva.
Bár nem kérdéses a gőzgépek széles körű használata. Egyetlen gép sem került az ipari tervezésbe, és senki sem fog újjáépíteni az autógyártást. De az amatőr tervezőknek nincs semmi közük az ipari technológiához. És egyenként hozzák létre az autók eredeti modelljeit gőzgépekkel.
Két feltaláló, Peterson és Smith, újrateremtette a külső csónakmotort. A gyertyák lyukain keresztül a gömböcskéket a hengerekbe táplálják. A 12 kg-os motor 220 literes kapacitással rendelkezik. a. 5600 fordulat / perc sebességgel. Példáját Peter Barrett gépészmérnöke és fia, Philip követte. Régi futóművön egy gőzgépet építettek. Smith megosztotta velük tapasztalatait. Az apa és a fiú négyhengeres külmotort használtak, összekapcsolva egy Smith által tervezett gőzturbinával.
A képződött gőz egy speciálisan erre tervezett kazán, amely tartalmaz körülbelül 400 láb réz és az acél kapcsolt csöveket spirális szalag fölé nyúló egymást. Így nő a keringés. A tartályból vizet pumpálnak a kazánba. Az üzemanyag az égéstér levegőjével keveredik, és az izzólámpák érintkeznek a csövekkel. 10-15 másodpercen belül. a vizet 350 ° C-os hőmérsékleten és 44 kg / cm-es nyomáson sűrített gőzré alakítjuk át. A gőzfejlesztő másik végéről kilép, és a motor bemeneti nyílásába kerül.
A gőz bejut a hengerbe olyan forgó pengékkel, amelyek mentén átmenő csatornák vannak állandó keresztmetszetűek.
A külső forgattyús tengelykapcsoló mereven csatlakozik a hajtókerekek lánchajtásához.
Végül a túlhevített gőz elvégezte a hasznos munkát, és most már vízre kell váltania ahhoz, hogy készen álljon a ciklus újraindítására. Ez olyan kondenzátort eredményez, amely úgy néz ki, mint egy hagyományos autó radiátor. Elöl van elhelyezve - jobb levegő ellenirányú hűtésére.
A legnagyobb nehézséget mérnökök abban a tényben rejlik, hogy gyakran, hogy elérjék legalább a viszonylagos egyszerűsége építés, akkor csökkenteni kell az eleve alacsony. N. D. Az autó. Két amatőr tervezőt nagymértékben segített Smith és Peterson tanácsa. A közös munka eredményeképpen sok értékes újdonság került a tervezésbe. Kezdjen legalább levegővel égetni. Az égőbe való közvetlen bejutás előtt melegszik, és a kazán fűtött falai között vezet. Ezzel az üzemanyag tökéletesebben égethető, lerövidíti a felszabadítási időt, és a keverék égési hőmérsékletét is növeli, ezáltal a hatékonyságot.
Egy egyszerű gyertyát égető keverék meggyújtására használnak egy hagyományos gőzkazánban. Peter Barrett hatékonyabb rendszert tervezett - elektronikus gyújtást. Éghető keverékként alkoholtartalmú anyagot használt, mert olcsó és nagy oktánszámú. Természetesen a kerozin, a dízel és más folyékony fajták is működnek.
De a legérdekesebb itt a kondenzátor. A nagy mennyiségű gőz kondenzációja a modern gőzfejlesztők fő nehézségének számít. Smith olyan radiátort tervezett, hogy vízpor felhasználásra kerüljön. A tervezés jól működik, a rendszer 99% -kal kondenzálja a nedvességet. A víz szinte nem fogyasztódik - egy kis mennyiség mellett, amely még mindig átengedi a tömítéseket.
Egy másik érdekes újdonság a kenési rendszer. A gőzgép hengerét általában egy komplex és nagyméretű eszköz kenőrzi, amely a nehéz olaj port a gőzbe teríti. Az olaj a hengerek falán telepedik le, és ezután az elhasznált gőzzel kerül ki. Később az olajat el kell választani a vízkondenzátumtól és vissza kell juttatni a kenőrendszerbe.
A hordók olyan kémiai emulgeálószert használtak, amely elnyeli mindkét elemet - a vizet és az olajat, majd elválasztja őket, így nincs szükség nagyméretű injektorra vagy mechanikus szeparátorra. A vizsgálatok azt mutatják, hogy a kémiai emulgeátor működése során sem a gőzkazánban, sem a kondenzátorban nincs csapadék.
Szintén érdekes a tengelykapcsoló típusa, amely közvetlenül kapcsolja a motort a hajtótengelyhez és a kardántengelyhez. A gép nem rendelkezik sebességváltóval, a sebességet úgy szabályozzák, hogy megváltoztatják a gőz belépését a hengerekbe. A rendszer "beömlőnyílása" segítségével a motor semleges helyzetbe hozható. A gőzt a motorhoz irányíthatjuk, felmelegíthetjük, és ezzel egyidejűleg a gőzkazánt a munkaképezetbe állíthatjuk, állandóan a munkamennyiség közelében tartva. A gőzgép hajtóereje 30-50 liter teljesítmény. és egy gallon üzemanyag elegendő ahhoz, hogy az autót 15-20 mérföldre mozgassa, ami elég hasonló a belső égésű motorok üzemanyag-fogyasztásához. Az ellenőrzési rendszer meglehetősen bonyolult, de teljesen automatizált; Csak a kormányberendezést kell követni és kiválasztani a kívánt sebességet. Megvizsgálásakor az autó körülbelül 50 mérföld / óra sebességgel ért véget, de ez a határérték, mert az autó alvázai nem egyeztek meg a motor teljesítményével.
Ez az eredmény. Mindez - míg a kísérletek. De honnan tudhatjuk, ha nem látjuk a házaspár új uralmát az utakon - most nem vas, hanem úton.
R. YAROV, mérnök
Modellező tervező 1971 év.
[email protected]