Модерен парен двигател за автомобил. Направи си сам парна машина: подробно описание, чертежи

27.03.2019

Салон

Парните двигатели са били използвани като задвижващ двигател в помпени станции, локомотиви, на парни кораби, трактори, парни колимобилни и други превозни средства. Парните двигатели допринесоха за широкото търговско използване на машини в предприятията и бяха енергийната основа на индустриалната революция от 18 век. По-късно парните двигатели бяха заменени от двигатели с вътрешно горене, парни турбини, електрически двигатели и ядрени реактори, които са по-ефективни.

Парна машина в действие

изобретение и развитие

Първото известно устройство, задвижвано от пара, е описано от Херон от Александрия през първи век, така наречената „баня на Херон“ или „еолипил“. Парата, излизаща тангенциално от дюзите, фиксирани върху топката, кара последната да се върти. Предполага се, че превръщането на парата в механично движение е било известно в Египет през периода на римското владичество и е било използвано в прости устройства.

Първи индустриални двигатели

Нито едно от описаните устройства всъщност не е използвано като средство за решаване на полезни проблеми. Първата парна машина, използвана в производството, е "пожарната машина", проектирана от английския военен инженер Томас Сейвъри през 1698 г. Савъри получава патент за своето устройство през 1698 г. Това беше бутална парна помпа и очевидно не много ефективна, тъй като топлината на парата се губеше при всяко охлаждане на контейнера и доста опасна при работа, тъй като поради високото налягане на парата резервоарите и тръбопроводите на двигателя понякога избухна. Тъй като това устройство можело да се използва както за въртене на колелата на водна мелница, така и за изпомпване на вода от мини, изобретателят го нарекъл „приятел на миньора“.

Тогава английският ковач Томас Нюкомен през 1712 г. демонстрира своя " атмосферен двигател“, която беше първата парна машина, за която можеше да има търговско търсене. Това беше подобрение на парната машина на Savery, в която Newcomen значително намали работното налягане на парата. Newcomen може да се основава на описание на експериментите на Papin, съхранявани от Кралското общество в Лондон, до които той може да е имал достъп чрез член на обществото, Робърт Хук, който е работил с Papin.

Диаграма на парната машина Newcomen.
– Парата е показана в лилаво, водата в синьо.
– Отворените клапани са показани в зелено, затворените клапани в червено

Първото приложение на двигателя Newcomen беше за изпомпване на вода от дълбока мина. В помпата на мината кобилицата беше свързана с прът, който се спускаше в мината към камерата на помпата. Възвратно-постъпателните движения на тягата се предаваха на буталото на помпата, което доставяше вода до върха. клапани ранни двигатели Newcomen се отваря и затваря ръчно. Първото подобрение беше автоматизацията на клапаните, които се задвижваха от самата машина. Легендата разказва, че това подобрение е направено през 1713 г. от момчето Хъмфри Потър, което трябвало да отваря и затваря клапаните; когато му омръзна, завърза дръжките на вентилите с въжета и отиде да играе с децата. До 1715 г. вече е създадена лостова система за управление, задвижвана от механизма на самия двигател.

Първата двуцилиндрова вакуумна парна машина в Русия е проектирана от механика И. И. Ползунов през 1763 г. и построена през 1764 г. за задвижване на духалки във фабриките на Барнаул Коливано-Воскресенски.

Хъмфри Гейнсбъро построява модел на кондензаторна парна машина през 1760-те години. През 1769 г. шотландският механик Джеймс Уат (вероятно използвайки идеите на Гейнсбъро) патентова първите големи подобрения на вакуумния двигател на Newcomen, което го прави много по-икономичен. Приносът на Watt беше да отдели фазата на кондензация на вакуумния двигател в отделна камера, докато буталото и цилиндърът бяха при температура на парата. Watt добави още няколко към двигателя на Newcomen важни подробности: постави бутало вътре в цилиндъра за изпускане на пара и преобразува възвратно-постъпателното движение на буталото във въртеливо движение на задвижващото колело.

Въз основа на тези патенти Уат построява парна машина в Бирмингам. До 1782 г. парната машина на Watt е повече от 3 пъти по-ефективна от тази на Newcomen. Подобряването на ефективността на двигателя Watt доведе до използването на парна енергия в индустрията. Освен това, за разлика от двигателя Newcomen, двигателят Watt направи възможно предаването на въртеливо движение, докато в ранните модели на парни машини буталото беше свързано с кобилицата, а не директно с мотовилката. Този двигател вече имаше основните характеристики на съвременните парни машини.

Допълнително повишаване на ефективността беше използването на пара под високо налягане (американецът Оливър Еванс и англичанинът Ричард Тревитик). R. Trevithick успешно конструира промишлени еднотактови двигатели с високо налягане, известни като "двигатели Корниш". Те работеха при 50 psi, или 345 kPa (3,405 атмосфери). С увеличаването на налягането обаче имаше и по-голяма опасност от експлозии в машини и котли, което първоначално доведе до множество аварии. От тази гледна точка най-важният елемент на машината за високо налягане беше предпазният клапан, който освобождаваше излишното налягане. Надеждната и безопасна работа започна едва с натрупването на опит и стандартизирането на процедурите за изграждане, експлоатация и поддръжка на оборудването.

Френският изобретател Никола-Жозеф Куньо демонстрира първото работещо самоходно парно превозно средство през 1769 г.: "fardier à vapeur" (парна количка). Може би неговото изобретение може да се счита за първия автомобил. Самоходният парен трактор се оказва много полезен като подвижен източник на механична енергия, който задвижва други селскостопански машини: вършачки, преси и др. През 1788 г. параход, построен от Джон Фич, вече извършва редовна линия Река Делауеър между Филаделфия (Пенсилвания) и Бърлингтън (щат Ню Йорк). Той качи 30 пътници на борда и се движеше със скорост 7-8 мили в час. Параходът на J. Fitch не беше търговски успешен, тъй като добър сухопътен път се конкурираше с неговия маршрут. През 1802 г. шотландският инженер Уилям Симингтън построява конкурентен параход, а през 1807 г. американският инженер Робърт Фултън използва парна машина Watt, за да задвижи първия търговски успешен параход. На 21 февруари 1804 г. първият самоходен железопътен парен локомотив, построен от Ричард Тревитик, е изложен в железарската фабрика Penydarren в Merthyr Tydfil в Южен Уелс.

Бутални парни машини

Буталните двигатели използват парна мощност, за да движат бутало в запечатана камера или цилиндър. Възвратно-постъпателното действие на буталото може механично да се преобразува в линейно движение бутални помпиили във въртеливо движение за задвижване на въртящите се части на машинни инструменти или колела на превозни средства.

вакуумни машини

Ранните парни двигатели са били наричани първоначално "пожарни машини", а също и "атмосферни" или "кондензационни" ватови двигатели. Те работят на принципа на вакуума и затова са известни още като " вакуумни двигатели". Такива машини са работили за задвижване на бутални помпи, във всеки случай няма доказателства, че са били използвани за други цели. По време на работа на парен двигател от вакуумен тип в началото на парния цикъл ниско наляганесе допуска в работната камера или цилиндър. След това входящият клапан се затваря и парата се охлажда и кондензира. При двигател Newcomen охлаждащата вода се впръсква директно в цилиндъра и кондензатът изтича в колектор за кондензат. Това създава вакуум в цилиндъра. Атмосферното налягане в горната част на цилиндъра притиска буталото и го кара да се движи надолу, т.е. силовият ход.

Постоянното охлаждане и повторно нагряване на работния цилиндър на машината беше много разточително и неефективно, но тези парни двигатели позволяваха изпомпване на вода от по-голяма дълбочина, отколкото беше възможно преди появата им. През годината се появява версия на парната машина, създадена от Watt в сътрудничество с Matthew Boulton, чиято основна иновация е отстраняването на процеса на кондензация в специална отделна камера (кондензатор). Тази камера се поставя в баня със студена вода и се свързва с цилиндъра чрез тръба, затворена с клапан. Специална малка вакуумна помпа (прототип на кондензна помпа) беше прикрепена към кондензационната камера, задвижвана от кобилица и използвана за отстраняване на кондензат от кондензатора. Получената топла водабеше доставен от специална помпа (прототипът на захранващата помпа) обратно към котела. Друга радикална иновация беше затварянето на горния край на работния цилиндър, в чийто връх вече имаше пара с ниско налягане. Същата пара присъства в двойната риза на цилиндъра, поддържайки постоянната му температура. По време на движението на буталото нагоре, тази пара се пренася през специални тръби в долната част на цилиндъра, за да се кондензира при следващия ход. Машината всъщност престава да бъде „атмосферна“ и мощността й вече зависи от разликата в налягането между парата с ниско налягане и вакуума, който може да се получи. В парната машина на Newcomen буталото се смазваше с малко количество вода, излято отгоре му, в двигателя на Watt това стана невъзможно, тъй като парата вече беше в горната част на цилиндъра, беше необходимо да се премине към смазване с смес от грес и масло. Същата грес беше използвана в салниковата кутия на цилиндровия прът.

Вакуумните парни двигатели, въпреки очевидните ограничения на тяхната ефективност, са относително безопасни, използвайки пара с ниско налягане, което е напълно в съответствие с общото ниско ниво на котелната технология от 18-ти век. Мощността на машината беше ограничена от ниското налягане на парата, размера на цилиндъра, скоростта на изгаряне на горивото и изпарението на водата в котела и размера на кондензатора. Максималната теоретична ефективност беше ограничена от относително малката температурна разлика от двете страни на буталото; това направи вакуумните машини, предназначени за промишлена употреба, твърде големи и скъпи.

Компресия

Изходният прозорец на цилиндъра на парната машина се затваря малко преди буталото да стигне до него крайна позиция, което оставя малко отработена пара в цилиндъра. Това означава, че в цикъла на работа има фаза на компресия, която образува така наречената „парна възглавница“, която забавя движението на буталото в крайните му позиции. Той също така елиминира внезапния спад на налягането в самото начало на фазата на всмукване, когато свежа пара навлезе в цилиндъра.

Предварително

Описаният ефект на "парната възглавница" се засилва и от факта, че всмукването на свежа пара в цилиндъра започва малко по-рано, отколкото буталото достигне крайно положение, т.е. има известно изпреварване на всмукването. Това изпреварване е необходимо, така че преди буталото да започне работния си ход под действието на прясна пара, парата да има време да запълни мъртвото пространство, възникнало в резултат на предишната фаза, тоест всмукателно-изпускателните канали и обем на цилиндъра, който не се използва за движение на буталото.

просто разширение

Простото разширение предполага, че парата работи само когато се разширява в цилиндъра, а отработената пара се освобождава директно в атмосферата или влиза в специален кондензатор. След това остатъчната топлина от парата може да се използва например за отопление на стая или превозно средство, както и за предварително загряване на водата, постъпваща в котела.

Съединение

По време на процеса на разширение в цилиндъра на машина с високо налягане температурата на парата пада пропорционално на нейното разширение. Тъй като няма топлообмен (адиабатен процес), се оказва, че парата влиза в цилиндъра с по-висока температура, отколкото излиза от него. Такива температурни колебания в цилиндъра водят до намаляване на ефективността на процеса.

Един от методите за справяне с тази температурна разлика е предложен през 1804 г. от английския инженер Артър Улф, който патентова Комбинирана парна машина с високо налягане Wulff. В тази машина парата с висока температура от парния котел навлиза в цилиндъра с високо налягане, а след това парата, изтощена в него при по-ниска температура и налягане, навлиза в цилиндъра (или цилиндрите) с ниско налягане. Това намали спада на температурата във всеки цилиндър, което като цяло намали загубите на температура и подобри общия коефициент полезно действиепарен двигател. Парата с ниско налягане имаше по-голям обем и следователно изискваше по-голям обем на цилиндъра. Следователно, в комбинираните машини, цилиндрите с ниско налягане имат по-голям диаметър (а понякога и по-дълъг) от цилиндрите с високо налягане.

Тази подредба е известна още като "двойно разширение", тъй като разширяването на парите се извършва на два етапа. Понякога един цилиндър с високо налягане се свързва с два цилиндъра с ниско налягане, което води до три приблизително еднакви по размер цилиндъра. Такава схема беше по-лесна за балансиране.

Двуцилиндровите смесващи машини могат да бъдат класифицирани като:

Кръстосано съединение- Цилиндрите са разположени един до друг, техните паропроводни канали са кръстосани.
Тандемно съединение- Цилиндрите са подредени последователно и използват един прът.
Ъглово съединение- Цилиндрите са под ъгъл един спрямо друг, обикновено 90 градуса, и работят на една манивела.

След 1880 г. комбинираните парни двигатели стават широко разпространени в производството и транспорта и стават практически единственият тип, използван на параходите. Използването им върху парни локомотиви не беше толкова широко разпространено, тъй като се оказаха твърде сложни, отчасти поради трудните условия на работа на парните двигатели в железопътния транспорт. Въпреки че съставните локомотиви никога не са се превърнали в масово явление (особено в Обединеното кралство, където са били много редки и изобщо не са били използвани след 30-те години на миналия век), те придобиват известна популярност в няколко страни.

Многократно разширение

Опростена схема на парна машина с тройно разширение.
Пара под високо налягане (червено) от котела преминава през машината, оставяйки кондензатора при ниско налягане (синьо).

Логичното развитие на комбинираната схема беше добавянето на допълнителни етапи на разширение към нея, което увеличи ефективността на работа. Резултатът беше многократна разширителна схема, известна като тройни или дори четворни разширителни машини. Такива парни машини използват серия от цилиндри двойно действие, чийто обем нараства с всеки етап. Понякога, вместо увеличаване на обема на цилиндрите с ниско налягане, се използва увеличаване на техния брой, точно както при някои комбинирани машини.

Изображението вдясно показва работеща парна машина с тройно разширение. Парата тече през машината отляво надясно. Клапанният блок на всеки цилиндър е разположен отляво на съответния цилиндър.

Появата на този тип парни двигатели стана особено актуална за флота, тъй като изискванията за размер и тегло на корабните двигатели не бяха много строги и най-важното е, че тази схема улесни използването на кондензатор, който връща отработената пара във формата прясна вода обратно към котела (използването на солена морска вода за захранване на котлите не беше възможно). Наземните парни двигатели обикновено не изпитват проблеми с водоснабдяването и следователно могат да отделят отработена пара в атмосферата. Следователно подобна схема беше по-малко подходяща за тях, особено като се има предвид нейната сложност, размер и тегло. Доминирането на многоразширителните парни машини приключи едва с появата и широкото използване на парните турбини. Въпреки това, в съвременните парни турбиниизползва се същият принцип на разделяне на потока на цилиндри с високо, средно и ниско налягане.

Парни двигатели с директен поток

Еднократните парни двигатели възникват в резултат на опит да се преодолее един недостатък, присъщ на парните двигатели с традиционно разпределение на парата. Факт е, че парата в обикновена парна машина постоянно променя посоката си на движение, тъй като един и същ прозорец от всяка страна на цилиндъра се използва както за вход, така и за изход на пара. Когато отработената пара напусне цилиндъра, тя охлажда стените му и каналите за разпределение на парата. Свежата пара, съответно, изразходва определена част от енергията за нагряването им, което води до спад в ефективността. Еднократните парни машини имат допълнителен порт, който се отваря от бутало в края на всяка фаза и през който парата напуска цилиндъра. Това подобрява ефективността на машината, тъй като парата се движи в една посока и температурният градиент на стените на цилиндъра остава повече или по-малко постоянен. Еднопроходните машини с едно разширение показват приблизително същата ефективност като комбинираните машини с конвенционално разпределение на парата. В допълнение, те могат да работят при по-високи скорости и следователно, преди появата на парните турбини, те често са били използвани за задвижване на електрически генератори, които изискват високи скорости на въртене.

Еднократните парни машини са с едно или двойно действие.

Парни турбини

Парната турбина е серия от въртящи се дискове, фиксирани на една ос, наречена ротор на турбината, и серия от фиксирани дискове, редуващи се с тях, фиксирани върху основа, наречена статор. Роторните дискове имат лопатки от външната страна, парата се подава към тези лопатки и завърта дисковете. Статорните дискове имат подобни лопатки, поставени под противоположни ъгли, които служат за пренасочване на потока пара към следващите роторни дискове. Всеки роторен диск и съответният му статорен диск се наричат степен на турбина. Броят и размерът на стъпалата на всяка турбина са избрани по такъв начин, че да се максимизира полезната енергия на парата от скоростта и налягането, които се подават към нея. Отработената пара, напускаща турбината, влиза в кондензатора. Турбините се въртят с много висока скорост, и следователно при прехвърляне на въртене към друго оборудване обикновено се използват специални понижаващи трансмисии. Освен това турбините не могат да променят посоката си на въртене и често изискват допълнителни механизми за обратно въртене (понякога се използват допълнителни степени на обратно въртене).

Турбините преобразуват енергията на парата директно във въртене и не изискват допълнителни механизми за преобразуване на възвратно-постъпателното движение във въртене. Освен това турбините са по-компактни от буталните машини и имат постоянна сила върху изходящия вал. Защото турбините имат повече прост дизайнте обикновено изискват по-малко поддръжка.

Други видове парни машини

Приложение

Парните двигатели могат да бъдат класифицирани според тяхното приложение, както следва:

Стационарни машини

парен чук

Парен двигател в стара захарна фабрика, Куба

Стационарните парни машини могат да бъдат разделени на два вида според начина на използване:

Машини с променлив режим на работа като валцовани мелници, парни лебедки и подобни устройства, които трябва да спират и да променят посоката си често.
Задвижващи машини, които рядко спират и не се налага да променят посоката на въртене. Те включват електрически двигатели в електроцентрали, както и индустриални двигатели, използвани във фабрики, фабрики и въжени железници преди широкото използване на електрическа тяга. Двигатели ниска мощностизползвани в модели на кораби и в специални устройства.

Парната лебедка е по същество стационарен двигател, но монтиран на основна рама, така че да може да се движи наоколо. Тя може да бъде закрепена с кабел към котвата и преместена със собствена тяга на ново място.

Транспортни средства

За задвижване са използвани парни машини различни видовепревозни средства, включително:

Земя превозни средства:
- парна кола
- парен трактор
- Парен багер и дори
Парен самолет.

В Русия първият действащ парен локомотив е построен от Е. А. и М. Е. Черепанови в завода в Нижни Тагил през 1834 г. за транспортиране на руда. Той развива скорост от 13 мили в час и носи повече от 200 паунда (3,2 тона) товар. Дължината на първата железница е 850 м.

Предимства на парните машини

Основното предимство на парните машини е, че те могат да използват почти всеки източник на топлина, за да го превърнат в механична работа. Това ги отличава от двигателите вътрешно горене, всеки вид от които изисква използването на определен вид гориво. Това предимство е най-забележимо при използване на ядрена енергия, тъй като ядреният реактор не е в състояние да генерира механична енергия, а само топлина, която се използва за генериране на пара, която задвижва парни машини (обикновено парни турбини). Освен това има други източници на топлина, които не могат да се използват в двигателите с вътрешно горене, като например слънчевата енергия. Интересна посока е използването на енергията от температурната разлика на Световния океан на различни дълбочини.

Други видове двигатели също имат подобни свойства. външно горене, като двигателя на Стърлинг, който може да осигури високо висока ефективност, но имат значително по-голямо тегло и размери от съвременните видове парни машини.

Парните локомотиви се представят добре на голяма надморска височина, тъй като ефективността им не намалява поради ниското атмосферно налягане. Парните локомотиви все още се използват в планинските райони на Латинска Америка, въпреки факта, че в низините те отдавна са заменени от по-модерни типове локомотиви.

В Швейцария (Brienz Rothhorn) и Австрия (Schafberg Bahn) новите парни локомотиви, използващи суха пара, доказаха своята стойност. Този тип парен локомотив е разработен от моделите на Swiss Locomotive and Machine Works (SLM), с много съвременни подобрения като използването на ролкови лагери, модерна топлоизолация, изгаряне на леки нефтени фракции като гориво, подобрени паропроводи и др. В резултат на това тези локомотиви имат 60% по-нисък разход на гориво и значително по-ниски изисквания за поддръжка. Икономическите качества на такива локомотиви са сравними със съвременните дизелови и електрически локомотиви.

Освен това парните локомотиви са значително по-леки от дизеловите и електрическите локомотиви, което важи особено за планинските железници. Характеристика на парните двигатели е, че те не се нуждаят от трансмисия, прехвърляйки мощността директно към колелата.

Ефективност

Коефициентът на ефективност (COP) на топлинен двигател може да се определи като съотношението на полезната механична работа към изразходваното количество топлина, съдържащо се в горивото. Останалата част от енергията се отделя в околната среда под формата на топлина. Ефективността на топлинния двигател е

Първата парна кола на Cugno

Франция. Състезания с парни коли

Англия. След хиляда мили

САЩ. Парни камиони по улиците на Денвър

1925−1935 пътнически парен "Doblbesler" с двуцилиндров парен двигател с двойно разширение с мощност 80 к.с. (1925−1932 г.).

Туристически автомобил с четирицилиндров парен двигател с мощност 120 к.с. развива максимална скорост от 150 км / ч.

1953 Марлоу (Англия). Фермерът Артър Напър се отправя с парен трактор към състезанието на трактористите

Минен парен камион на работа

През 1769 г. по улиците на Париж се появява странен самоходен вагон, управляван от своя създател, артилерийския инженер Николас Жозеф Куньо. Сърцето на дизайна беше странна парна машина, която работеше на принципа на медицинска кутия - меден цилиндър се пълни с пара, след което се впръсква вода, а полученият вакуум дърпа буталото. Въпреки архаичния дизайн, комбито разви прилична скорост, както се вижда от края на първото състезание в историята: водачът загуби контрол и се блъсна в стената.

Сто години по-късно парни колис мощ и главно се втурна по улиците на града, развивайки прилични скорости дори по днешните стандарти.

През януари 1906 г. Фред Мариот, на парна машина с изненадващо скромното име "Ракета", построена от братята Стенли, за първи път в света преодолява границата от 200 километра, достигайки скорост от 205,4 км / ч. "Ракета" изпревари не само всяка кола от онова време, но дори и самолет. На следващата година именитият състезател катастрофира - отново с парен автомобил. Както показа разследването, със скорост от 240 км / ч. Не забравяйте, че беше 1907 г. В началото на 20 век по пътищата вече се движат десетки хиляди парни коли, предимно камиони. Те се отличаваха от своите бензинови колеги с изключителна издръжливост и надеждност и можеха да работят върху всичко, което гори - въглища, дърва, слама. Тези машини имаха ниска скорост (до 50 км / ч), те взеха на борда си стотици литри вода и изпуснаха пара в атмосферата. В Европа парните автомобили просъществуваха до началото на Втората световна война и бяха масово произведени в Бразилия през 50-те години на миналия век. Прекрасните машини обаче имаха и сериозни недостатъци: след твърдото гориво в дима му остава много пепел и шлака.

съдържа сажди и сяра, което е абсолютно неприемливо за градските улици. Но дори саждите не сложиха край на такива коли. Факт е, че разпалването на котел на твърдо гориво продължи около два часа. Затова се опитаха изобщо да не ги гасят - през нощта котелът беше свързан към сграда, която се нуждаеше от топлина, а на сутринта след 10-15 минути колата беше готова да тръгне на път. Парните локомотиви на железопътната линия са използвани по подобен начин - за отопление на малки села.

кола на алкохол

Алтернатива беше парна кола, работеща с течно гориво: бензин, керосин и алкохол. Изглежда, защо да използвате парен котел, ако течното гориво гори перфектно в двигател с вътрешно горене (ICE)?

Но инженерите от онова време разсъждаваха по различен начин. На много от тях изглеждаше, че двигателят с вътрешно горене не е подходящ за транспорт: не може да се стартира без отваряне на трансмисията, достатъчно е да се забави и той спира. Двигателят с вътрешно горене не развива достатъчно сцепление в целия диапазон на оборотите и трябва да бъде допълнен с скоростна кутия. Сега вижте парната машина. Има възможност за автоматично адаптиране към пътните условия. Ако съпротивлението на движение се увеличи, това забавя въртенето и увеличава въртящия момент. Ако съпротивлението при движение намалее, то се върти все по-бързо.

Да си припомним парния локомотив. Буталото на неговата парна машина беше свързано с мотовилка директно към колелата. Съединител и скоростна кутия не се виждаха. Като просто подават пара към цилиндъра, парните локомотиви задвижват хилядотонни влакове, като постепенно увеличават скоростта си, понякога под двеста километра. И всичко това беше направено без никакви междинни елементи от най-простия (в сравнение с двигателите с вътрешно горене) двигател.

Затова инженерите предпочетоха да направят лек компактен парогенератор и да се справят само с един парен двигател, без да прибягват до скоростна кутия и съединител.

Първите парни коли с течно гориво започнаха да се движат само за 23 минути. Те изпускаха пара в атмосферата, а на 100 километра им трябваха около 30 литра бензин и повече от 70 литра вода. Именно този двигател стоеше на шампиона "Ракета".

кола за милионери

През 1935 г. в Московския автомобилен завод. Сталин (сега ЗИЛ) се появи автомобил по-горен класс корпус от махагон върху шаси Packard от хромо-никелова стомана. Тази кола, произведена от американската компания Besler по лиценз на компанията Doble през 1924 г., е била парна кола. Под капака му имаше парогенератор и два (един след друг) радиатора. На задната ос имаше малък парен двигател, направен в един блок с диференциал. По колата нямаше съединител, скоростна кутия и полуоска. Двигателят се управляваше от парен педал. Понякога се налагаше промяна на прекъсването - фазата на спиране на приема на пара в цилиндъра. Обичайното завъртане на ключа за запалване - и след 45 секунди колата потегля. Още няколко минути - и той е готов да започне да ускорява до скорост от 150 km / h с ускорение от 2,7 m / s2.

Карането на парен автомобил е удоволствие. Движи се безшумно и плавно. Същият Doble-Besler продължава да се тества след войната. Ето какво казва тест-инженерът на автомобила А.Н. Малинин.

В автомобилната индустрия тестовите стендове с работещи барабани се използват широко. На такава стойка колата е монтирана с задвижващи колела на специални барабани, които имитират пътя: двигателят работи, колелата се въртят, „пътят“ се движи и колата стои неподвижна.

И тогава един ден Малинин и професор Чудаков (световноизвестна фигура в областта на автомобилната теория) се качиха в кабината на парен двигател, стоящ на такава стойка. Те седнаха и седяха в пълно мълчание. Само професорът натиска бутоните и поглежда към инструментите. Инженерът се отегчи и попита: "Не е ли време да тръгваме?" „И ние отиваме от много време“, отговаря професорът. Скоростомерът показваше 20 км / ч - прилична стойност за онези времена.

По наши представи тогава улиците бяха пусти. Но за да чуете шума на парна кола, дори и на такава улица, трябваше да допрете ухото си до изпускателната тръба на парогенератора. Тук също е необходимо пояснение. Автомобилният двигател Doble-Besler работи в затворен цикъл с кондензация на пара.

70 литра вода бяха достатъчни за 500 км шофиране. Изпускането на пара на улицата беше необходимо само в редки случаи. Следователно при добре направени механизми в колата нищо не можеше да издаде шум, а от парогенератора се чуваше само шумът от пламъка.

Яздете всичко, което е запалено

Изгарянето на гориво в цилиндъра на двигател с вътрешно горене (ICE) протича с постоянно променящо се количество кислород и температура, което води до образуването на огромно количество токсични вещества. Една кола за един час работа ги произвежда достатъчно за смъртта на повече от един човек.

В горелката на парогенератора всички процеси протичат при постоянни и най-добри условия, следователно токсичността на отработените газове на парна кола е стотици пъти по-ниска от тази на кола с двигател с вътрешно горене. Просто казано, изгарянето на гориво в парогенератор е дълъг непрекъснат процес, като в кухненска газова горелка. Почти всички реакции имат време да завършат в него, което не може да се направи в цилиндъра на двигателя с вътрешно горене.

Най-важният показател за автомобила е разходът на гориво. "Dobl-Besler" издание през 1924 г. с маса от 2200 кг изразходва средно 18 литра бензин на 100 км. Той беше доста малък за онова време и остана приемлив за автомобили с тази маса в продължение на 40 години. Имайте предвид, че всяко течно гориво може да изгори в горелката на парогенератора - бензин, керосин, алкохол, растително масло, мазут ... Въпреки че задачата за намаляване на разходите или спестяване на гориво в този случайне беше зададено. Колата е предназначена за милионери.

Наследникът на лунния дестилатор

Най-важният елемент на автомобила е парогенераторът. Разработен е от американските изобретатели братята Добъл през 1914 г. и е произведен в Детройт. Състои се от 10 плоски намотки, свързани последователно в корпус от топлоустойчива стомана. Стените на кутията също бяха обвити с тръби с вода. Студената вода от кондензатора, с помощта на малка помпа, първо се подава към тръба, увита около стените на кутията, където леко се нагрява. Това намалява загубата на топлина през стените. И след това влезе в намотките, където кипна и се превърна в прегрята пара с температура 4500C и налягане 120 атмосфери. Такива параметри на парата за това време се считат за изключително високи. Според теорията, с увеличаване на температурата и налягането на парата, ефективността на парната машина се увеличава. Възползвайки се от това, братя Doble го направиха много икономичен и лек. Тя имаше два цилиндъра и всеки от тях беше близнак. Парата първо се подава към горната част на малък диаметър, където се разширява и върши работа. След това влезе в долната част, която имаше голям диаметър и обем, където извърши допълнителна работа. Принципът на двойно разширяване беше особено полезен при шофиране из града. Тук често (например в момента на ускорение или тръгване) към колата се подават големи порции пара, които не биха могли да се откажат от цялата си енергия, разширявайки се веднъж.

Отработената пара предаде топлината си на студената вода, която влезе в парогенератора, и едва след това влезе в кондензатора, където се превърна във вода. Водата се подава към парогенератора на порции, достатъчни само за извършване на един или два хода на буталото на парната машина. Следователно парогенераторът съдържа само няколко десетки грама вода наведнъж и това го прави абсолютно взривобезопасен. Когато тръбата се счупи, парата потече в пещта на струя и автоматиката изключи горелката. Подобен случайсе случи само веднъж - след пробег от повече от 200 хиляди километра. Те разбраха за това само защото колата спря да запали. Ремонтът продължи не повече от час и се сведе до смяна на бобината.

Къде отидоха

Възниква въпросът: ако парните коли са толкова добри, защо тогава не са изместили колите с двигатели с вътрешно горене? Парна машина, наситена с автоматизация, с много спомагателни агрегати, в началото на 20 век беше по-сложна и по-скъпа от двигателя с вътрешно горене и в същото време имаше по-ниска ефективност. Освен това заемаше доста място - главно поради необходимостта от отделен резервоар за вода. Никой не ограничаваше токсичността на отработените газове в онези дни. И парната машина загуби.

Оттогава двигателят с вътрешно горене стана много по-сложен, обрасъл с електроника и се използва специална система за намаляване на токсичността на отработените газове. Трансмисиите също станаха сложни. Така че не се знае какво бихме карали сега, ако екологичните изисквания се появиха половин век по-рано.

Започва своята експанзия в началото на 19 век. И вече по това време се строят не само големи съоръжения за промишлени цели, но и декоративни. Повечето от клиентите им бяха богати благородници, които искаха да забавляват себе си и децата си. След като парните двигатели бяха твърдо установени в живота на обществото, декоративните двигатели започнаха да се използват в университети и училища като образователни модели.

Днешните парни машини

В началото на 20 век значението на парните двигатели започва да намалява. Една от малкото компании, които продължиха да произвеждат декоративни мини-двигатели, беше британската компания Mamod, която ви позволява да закупите проба от такова оборудване дори днес. Но цената на такива парни двигатели лесно надхвърля двеста паунда, което не е толкова малко за дрънкулка за няколко вечери. Освен това, за тези, които обичат да сглобяват всички видове механизми сами, е много по-интересно да създадат обикновен парен двигател със собствените си ръце.

Много просто. Огънят нагрява казана с вода. Под действието на температурата водата се превръща в пара, която избутва буталото. Докато в резервоара има вода, маховикът, свързан с буталото, ще се върти. Това е стандартното оформление на парна машина. Но можете да съберете модел и напълно различна конфигурация.

Е, да преминем от теоретичната част към по-вълнуващите неща. Ако се интересувате да направите нещо със собствените си ръце и сте изненадани от такива екзотични машини, тогава тази статия е точно за вас, в нея ще се радваме да ви разкажем за различните начини за сглобяване на парна машина със собствена ръце. В същото време самият процес на създаване на механизъм доставя радост не по-малко от стартирането му.

Метод 1: Направи си сам мини парна машина

И така, да започваме. Нека сглобим най-простата парна машина със собствените си ръце. Не са необходими чертежи, сложни инструменти и специални познания.

Като начало вземаме от всяка напитка. Отрежете долната трета. Тъй като в резултат на това получаваме остри ръбове, те трябва да бъдат огънати навътре с клещи. Правим това внимателно, за да не се порежем. Тъй като повечето алуминиеви кутии имат вдлъбнато дъно, то трябва да се нивелира. Достатъчно е да го притиснете здраво с пръст към твърда повърхност.

На разстояние 1,5 см от горния ръб на полученото "стъкло" е необходимо да направите две дупки една срещу друга. Препоръчително е да използвате перфоратор за това, тъй като е необходимо те да се окажат с диаметър най-малко 3 mm. На дъното на буркана поставяме декоративна свещ. Сега вземаме обичайното фолио за маса, набръчкваме го и след това увиваме нашата мини-горелка от всички страни.

Мини дюзи

След това трябва да вземете парче медна тръба с дължина 15-20 см. Важно е тя да е куха отвътре, тъй като това ще бъде основният ни механизъм за задвижване на конструкцията. централна часттръбичките се увиват около молива 2-3 пъти, така че да се получи малка спирала.

Сега трябва да поставите този елемент така, че извито място да е поставено точно над фитила на свещта. За да направите това, даваме на тръбата формата на буквата "М". В същото време показваме секциите, които се спускат през дупките, направени в банката. Така медната тръба е здраво закрепена над фитила, а ръбовете й са вид дюзи. За да се завърти конструкцията, е необходимо противоположните краища на "М-елемента" да се огънат на 90 градуса в различни страни. Дизайнът на парната машина е готов.

Стартиране на двигателя

Бурканът се поставя в съд с вода. В този случай е необходимо ръбовете на тръбата да са под нейната повърхност. Ако дюзите не са достатъчно дълги, тогава можете да добавите малка тежест към дъното на кутията. Но внимавайте да не потънете целия двигател.

Сега трябва да напълните тръбата с вода. За да направите това, можете да спуснете единия ръб във водата, а вторият да изтегли въздух като през тръба. Спускаме буркана във водата. Запалваме фитила на свещта. След известно време водата в спиралата ще се превърне в пара, която под налягане ще излети от противоположните краища на дюзите. Бурканът ще започне да се върти в контейнера достатъчно бързо. Ето как се сдобихме с парна машина „направи си сам“. Както можете да видите, всичко е просто.

Модел парна машина за възрастни

Сега нека усложним задачата. Нека да съберем по-сериозна парна машина със собствените си ръце. Първо трябва да вземете кутия боя. Трябва да сте сигурни, че е абсолютно чист. На стената на 2-3 см от дъното изрязваме правоъгълник с размери 15 х 5 см. Дългата страна се поставя успоредно на дъното на буркана. От металната мрежа изрязваме парче с площ 12 х 24 см. От двата края на дългата страна измерваме 6 см. Огъваме тези секции под ъгъл от 90 градуса. Получаваме малка „платформена маса“ с площ 12 х 12 см с крака 6 см. Инсталираме получената структура на дъното на кутията.

Трябва да се направят няколко дупки по периметъра на капака и да се поставят в полукръг по едната половина на капака. Желателно е отворите да са с диаметър около 1 см. Това е необходимо, за да се осигури добра вентилация. вътрешно пространство. Парната машина няма да работи добре, ако в източника на огъня няма достатъчно въздух.

основен елемент

Правим спирала от медна тръба. Имате нужда от около 6 метра 1/4-инчова (0,64 см) мека медна тръба. От единия край измерваме 30 см. Започвайки от тази точка, е необходимо да направите пет завъртания на спирала с диаметър 12 см всеки. Останалата част от тръбата се огъва на 15 пръстена с диаметър 8 см. Така в другия край трябва да останат 20 см свободна тръба.

И двата проводника се прекарват през вентилационните отвори в капака на буркана. Ако се окаже, че дължината на правия участък не е достатъчна за това, тогава едно завъртане на спиралата може да се разгъне. Въглищата се поставят върху предварително монтирана платформа. В този случай спиралата трябва да се постави точно над това място. Въглищата се подреждат внимателно между завоите му. Сега банката може да бъде затворена. В резултат на това получихме камина, която ще захранва двигателя. Парната машина е почти направена със собствените си ръце. Остава малко.

Резервоар за вода

Сега трябва да вземете друга кутия боя, но с по-малък размер. В центъра на капака му се пробива отвор с диаметър 1 см. Отстрани на буркана се правят още два отвора - единият почти на дъното, вторият - по-високо, при самия капак.

Вземат се две кори, в центъра на които се прави отвор от диаметрите на медната тръба. В едната кора се забиват 25 см пластмасова тръба, в другата - 10 см, така че ръбът им едва да наднича от тапите. В долния отвор на малко бурканче се поставя кора с дълга тръбичка, а в горния отвор - по-къса. Поставяме по-малката кутия върху голямата кутия с боя, така че отворът на дъното да е от противоположната страна на вентилационните канали на голямата кутия.

Резултат

Резултатът трябва да бъде следният дизайн. В малко бурканче се налива вода, която през отвор на дъното се влива в медна тръба. Под спиралата се запалва огън, който нагрява медния съд. Горещата пара се издига нагоре по тръбата.

За да бъде механизмът завършен, е необходимо да се прикрепи към горен крайбутало и маховик от медна тръба. В резултат на това топлинната енергия на изгаряне ще се преобразува в механични сили на въртене на колелото. Има огромно количество различни схемиза създаване на такъв двигател с външно горене, но във всички винаги участват два елемента - огън и вода.

В допълнение към този дизайн можете да сглобите пара, но това е материал за напълно отделна статия.

Двоен модел F-34 седан с каросерия Buick 60

Ако не беше необузданият стремеж към съвършенство на изобретателя Абнър Добъл, днес все още можеше да караме безшумни парни коли.

През двадесети век парните автомобили бързо губят позициите си под натиска на автомобили с двигатели с вътрешно горене (ICE). Парните машини имаха по-малко термична ефективности по-голямата част от енергията просто беше изхвърлена в атмосферата. Освен това те трябваше да се загреят до половин час преди началото на движението, за да се разредят изпаренията и да се повиши налягането до необходимото ниво.

Но няма правила без изключения - в края на ерата се появиха парните двигатели уникален автомобил Doble Model E, уникален по своите характеристики. Тази кола ускорява от нула до 120 км/ч само за 10 секунди, а при крейсерска скорост от 130 км/ч се движи почти безшумно.

Автомобилите с революционен парен двигател бяха рекламирани като The Magnificent Doble - "Великолепният добъл".

Абнър (на руски Avenir) Добъл е роден в семейство на потомствени инженери, баща му, Уилям Аштън Добъл, е съизобретател на водна турбина с кофа, а дядо му, също на име Абнер, става основател на The Abner Doble Company , която започва да произвежда минно оборудване през Златния век.треските, които обхванаха Калифорния, след като отмина горещината на търсенето на самородни късове, фирмата на Abner Senior започва да строи трамваи за Сан Франциско.

Абнер, роден през 1890 г., беше най-големият от братята, когато беше на 16, заедно с по-малките братя Джон Аштън (1892), Уилям Аштън младши (1894) и Уорън Джес (1898) и построи колата си от останките на повреден Бял парен двигател, на шасито те инсталираха двигател по собствен дизайн на тази машина, въпреки че домашният продукт се оказа ненадежден.

Първата кола на братята. Снимка, направена през 1912 г. Уорън и Уилям седят в кола

Абнер завършва гимназия през 1909 г. и постъпва в Масачузетския технологичен институт през 1910 г. Докато учи там, той решава да посети близкия завод на Stanley Steamer, който е лидер на пазара на парни автомобили в Съединените щати. Абнър посещава фабриката и започва да разказва на Франсис Стенли за неговата кондензационна система, която ще увеличи обхвата на машината. Производителят на парни автомобили обаче беше разгневен от този студент, който си позволи дързостта да научи пристана как да строи парни коли и в резултат на това младият мъж беше изхвърлен през вратата. Абнър, след първия семестър, отпада и заедно с Джон, който беше по-умен в темата за парните машини, отварят собствена работилница в град Уолтъм, където четири години по-късно се появява парна кола на American Underslung шаси, което те нарекоха Doble Model A. Котелът на колата беше взет от Stanley Steamer, а двигателят беше по негов собствен дизайн, върху него Aber използваше същата система за парно охлаждане, оборудвана с термостат, за която каза на Stanley, т.к. в резултат на това колата може да измине всичките 320 км с едно зареждане на котела.

Doble Модел A Touring

Построили кола, братята отиват в Нютон, където се намира фабриката на братята Стенли, започват да се движат напред-назад с колата си пред сградата на компанията, заинтригувани братя Стенли изтичват на улицата, за да видят какъв вид това е кола, която не отделя нито изгорели газове, нито двойка, за тяхна изненада, те намират зад волана същия арогантен, който някога е дошъл да ги учи.

Дизайнът на колата изглеждаше така: под дългия капак имаше камина с котел, под предната седалка имаше резервоар за вода, задна осбеше интегриран с 2-цилиндров двигател с обем 5,1 литра, зад оста имаше резервоар с керосин за отопление на горивната камера. Въртящият момент на двигателя се подаваше директно към задвижващите задни колела, поради което колата нямаше скоростна кутия, съединител и кардан или верижно задвижване, за да включите задна предавка, просто трябваше да натиснете педала, който превключва клапана и моторът започна да се върти в другата посока. Генераторът беше между задна оси резервоар за керосин и беше покрит с топлоизолационен екран, така че двигателят да не прегрява този електромеханичен агрегат.

Семейство Добли имаше парна машина White, модел от 1906 г. Абнър, който по това време все още беше на училище, и по-малкият му брат Джон (кой знае, може би той беше техническият гений в семейството) го използваха за първите си експерименти. През есента на 1910 г. Абнър постъпва в Масачузетския технологичен институт. Преди да завърши първия си и единствен семестър, той организира своя собствена "експериментална работилница" близо до град Уолтъм, Масачузетс. Именно там през следващите четири години той проектира и построява втората си парна машина, модел А, след това третата - модел Б. Семейството му отделя пари за творчество, а по-малкият му брат отново му помага в конструкцията. Заедно те преосмислиха и по много начини преработиха всеки аспект на парна автомобилна индустрия. Сега Абнер стана сериозен изобретател и регистрира първите патенти - за регулатор на парни котли, за електрическо отоплениепредгорелка, термостат, регулатор на гориво и вода за парни котли. През следващите две десетилетия той натрупа 32 патента.

Двойна тестова лаборатория с техници и двигател

През 1914 г. братята основават собствена компания Abner Doble Motor Vehicle Company, в рамките на която конструират още четири автомобила Model A с мощност 25 конски сили, за които намират купувачи. През същата година на базата на първия автомобил е построен следващият Doble Model B. Това е наистина революционен автомобил в света на парните автомобили, които бавно губят позиции. Факт е, че парните коли, които трябваше да бъдат подготвени за движение в рамките на половин час или час, имаха резерв на мощност от максимум 80 км, но сега, имайки запас от вода от 90 литра, автономността на автомобила е разширен до умопомрачителните 2000 км, т.е. почти 20 пъти!

Основната иновация в модела B е подобреният кондензатор. В предишните модели на парни коли, същата Бяла, вече имаше кондензатор под формата на тръбен радиатор. Парата, изхвърлена от двигателя, отново се превръща във вода в радиатора, като по този начин се увеличава непрекъснатият пробег на автомобила. Въпреки това, пробегът все още не надвишава 150 км, а кондензаторът бързо се запушва с дебелина моторно масло, който беше доставен за смазване на цилиндъра и след това излетя заедно с парата. В кондензатора модел B Doble използва радиатор с пчелна пита или клетъчен радиатор. Площта му на охлаждане се оказа шест пъти по-голяма от тази на Уайт. Освен това се използва по-леко масло за смазване на цилиндъра - това масло вече не запушва решетката на пчелната пита. Сега пробегът беше една и половина до две хиляди километра на една бензиностанция в 90 литра вода.

Model B беше само прототип, но привлече вниманието на цялата автомобилна преса в страната. „Забележителна динамика, без дим или пара при каквато и да е скорост, благодарение на отличната кондензационна система“, възхищава се влиятелното списание The Automobile през април 1914 г.

През лятото на 1915 г. Doble кара Model B в Детройт, центъра на американската автомобилна индустрия, с надеждата да осигури финансова подкрепа. След една година преговори, General Engineering беше създадена с капитал от $200 000 за изграждането на парната кола.В новата си кола, Model C, или Doble-Detroit, Abner и John запазиха своя дизайн и се фокусираха върху проблема с "отглеждането на пара. " Отне сравнително кратко време, за да запали огъня в камината и да генерира достатъчно пара. Джон, който е особено компетентен в електроинженерството, е изоставил досадната и ненадеждна суета с кибрит и горелка в полза на система електрическо запалване, последно разработен за бензинови автомобили.

1916 Doble Модел C- обещаваща, но неуспешна кола

Системата работеше по следния начин: керосинът под налягане преминаваше през карбураторна горелка, смес, богата на запалимо гориво, се запалваше при висока температура със свещ - точно както в двигател с вътрешно горене. Електрически задвижван многопластинов ротационен компресор подаваше въздух и вдухваше запалената смес в горивната камера. Там се поддържаше стабилно горене, нагряваше се парен котел и се произвеждаше пара. Целият процес беше стартиран от един ключ на таблото. За първи път имаше парен автомобил, който запалваше лесно като бензина. След стартиране, разбира се, все още трябваше да изчакате, докато котелът се загрее и необходимото налягане се покачи, но сега бяха необходими по-малко от 90 секунди, за да се „разредят парите“. След като колата потегли, друга автоматично устройство, който поддържаше необходимото налягане на парата - за това, в зависимост от естеството на пътя и необходимата скорост, пламъкът периодично се запалваше отново в пещта.

Публиката с нетърпение очаква началото на продажбите през цялата 1917 г. Само за три месеца от представянето на Националното автомобилно изложение в Ню Йорк са получени 5390 предплатени поръчки ...

1917 Doble Модел C: 7-местен файтон (отгоре) и 4-местен спийдстър (отдолу)

Сега най-накрая имаше парна кола, която можеше да се конкурира с колите с ICE за лекота на стартиране и управление, през януари 1917 г. братята решават да изложат колата на Националното автомобилно изложение в Ню Йорк, през тази година бяха представени около 100 нови коли, но Doble -Detroit Model C се оказа единствената парна премиера на това изложение. Колата привлече вниманието на обществеността, т.к. предимствата на колата бяха: бързо загряванеавтомобил в работно състояние, тишина в движение, лекота на управление, т.к за управление беше необходим само волан с монтиран регулатор на налягането, който служи като газ, крачна спирачка плюс педал за заден ход. До април 1917 г. са направени 5390 заявления за тази кола, доставките трябва да започнат през 1918 г., но след като са продадени само 11 автомобила, Abner Doble заявява, че поради факта, че Съединените щати са влезли в Първата световна война и производството на военно оборудване става на преден план за държавата, тогава той, като няма стомана, е принуден да спре производството на своите продукти. Но всъщност истинската причина за спирането на производството бяха дефекти в дизайна, на практика, тръгвайки, водачът не знаеше къде ще отиде колата, напред или назад, самият прогресивен двигател също не беше без детски болести.

Колата така и не влезе в обращение и компанията скоро изчезна. Abner Doble приписва колапса на недостига на метал, възникнал след влизането на Съединените щати в Първата световна война през април 1917 г. Тази версия не издържа на критика - въпреки войната американската автомобилна индустрия през 1917 г. достига нов етап - 1,75 милиона автомобила годишно. Всъщност при ежедневна експлоатация Doble-Detroit показа сериозни недостатъци. „Колата е глупава и ненадеждна“, спомня си шофьор, който успя да закупи една от 11-те коли, произведени по това време. „Когато тръгнеш, никога не знаеш накъде ще тръгне колата, напред или назад.“ Двигателят дръпна с ритници, не можеше да издържи на постоянния въртящ момент на вала. Смес от масло и вода в тръбен парен котел може да причини много опасно разпенване и въглищни отлагания. Въпреки сложните автоматични контроли, поддържането на правилното ниво на водата в парния котел при продължителна работа не беше толкова лесно, а това доведе до изгаряне на тръби и други, по-сериозни повреди.

Рисунки от каталога на Doble Detroitпубликуван през януари 1917 г. Не е известно дали тези машини са построени или са останали на хартия. А ето и как изглеждаше предназначеният за тях двигател:

Скоро братята се скараха, защото. Абнър присвоява интелектуалните права на по-малкия си брат Джон, който по същество е автор на модела C, обиден от по-големия си брат, Джон го съди за нарушаване на авторски права и той напуска компанията и се връща в Калифорния. Междувременно Абнер и двамата по-малки братя продължават да работят заедно, например през 1918 г. изграждат парен резервоар, който наистина не работи. През февруари 1921 г. всички те се завръщат у дома, т.к. На 28-годишна възраст брат им Джон умира от рак на лимфните възли. След като се събраха заедно след такъв удар, братята през лятото на същата година основаха нова компания - Doble Steam Motors, чийто офис и фабрика се намираха в Имевил, в собствения им щат Калифорния. За да събере пари, за да започне нов бизнес, Абнър се заема с измама с продажбата на акции, за което е изправен пред съда през 1924 г., въпреки че там е оправдан. През 1922 г. братята построяват нов двигател, който получава бутална система за всмукване на пара, котелът също е сменен, той става тръбен, разположен вертикално, а разположението на горелката в горната част на котела се превърна в основна отличителна черта. В противен случай колата повтаря дизайна на предишната кола, като в същото време братята решават да присвоят цифров индекс на колите си, който всъщност показва номера на двигателя, но не и модела, въпреки че на теория всички те са малко по-различни от взаимно.

В цялата литература за широката публика само Абнер беше споменат като гениален изобретател, мозъкът на цялата компания. Естествено брат му се почувства обиден. Джон обвини брат си, че не се страхува от съдебни спорове незаконна употребанеговият патент за автоматично подаване на гориво. Уморен от вътрешни кавги, Абнър напусна Детройт и се върна у дома в Сан Франциско. А през февруари 1921 г., само на 28 години, Джон Добъл умира от рак на лимфните възли.

Конструкторско бюро Двойни парни двигателив Емеривил, Калифорния. Средата на 20-те години

Трагедията сплотява останките от семейството и дава решителност да се опита отново да създаде практичен модел на парна кола. Пет месеца след смъртта на Джон, Абнер и двамата му братя, Уилям и Уорън, обявиха основаването на Doble Steam Motors. След две години работа те имаха първия прототип на шасито за модел E.

Първо, братята замениха съмнителния парен котел с еднотръбен парогенератор, състоящ се от една безшевна стоманена тръба. Дължината му беше 173 метра и беше усукана в стегната спирала с диаметър 55 см и височина 33 см. Abner разработи ново оформление за четирицилиндров двигател. Два цилиндъра с високо налягане получаваха пара директно от парогенератора, отработената пара, излизаща от тях, влизаше в два цилиндъра с ниско налягане, отделяше останалата енергия и се изпращаше към кондензатора. Парната машина беше неразделна част от задна ос, нямаше дори задвижващ вал, който да създава ненужни вибрации или бръмчене. При скорост от 144 км/ч моторът се въртеше със спокойни 1350 об/мин.

Абнер Добъл(третият отляво) на обяд с бизнес партньори

Секционен парогенератор

През 20-те години Doble Model E се караше като никоя друга кола. Дори звукът му беше специален. Когато шофьорът завъртя ключа за запалване, изпод капака се разнесе мощна въздишка, която беше заменена от приглушено гърлено ръмжене. Мина обаче половин минута и този звук заглъхна. Когато колата запали, вече не издаваше никакви звуци, освен тихото шумолене на гуми. Обичайният нервен ритъм на превключване, съпътстващият вой на двигателя, не беше нищо от това, тъй като на Model E липсваше скоростна кутия и съединител. Водачът просто отвори газта (ръкохватката му беше прикрепена директно към волана) и колата ускори - свободно, без напрежение. Скоростта нарасна без повреди и повреди. Междувременно колата с четириметрово междуосие и луксозна каросерия от известните работилници за карети на Уолтър М. Мърфи тежеше около 2,5 тона.

„Имаше нещо мистериозно в това“, казаха шофьори. - Комбинацията от солидна маса със способността да се втурва като вятъра. И е напълно безшумен." По онова време често се казваше: „Да караш Doble е като да летиш с вълшебно килимче.“

Благородната комбинация от величие и изящество Model E се дължи на едно нещо - задвижван е от парен двигател. В някои отношения той е близък до последния шедьовър на нямото кино – „Модерни времена“ на Чарли Чаплин, заснет през 1935 г. Това беше най-новият и най-усъвършенстван плод на някогашната велика технология, която по това време вече беше надживяла своята полезност. Величието и обречеността на този автомобилен шедьовър отразява природата на неговия създател, съчетаващ феноменален инженерен талант и определени лични слабости.

От люлката Абнър Добъл се въртеше сред грохота и пукането на различни машини и механизми. Роден е през 1890 г. в семейство на машинни инженери, горди с професията си. В онези дни най-привлекателната машина беше колата. В началото на 20-ти век машините, задвижвани с пара, играеха първа цигулка: бензиновите двигатели с вътрешно горене бяха току-що изобретени, те бяха шумни, тракащи и треперещи механизми, които създаваха много грижи и проблеми. Електрическите автомобили бяха скъпи - както сами по себе си, така и в експлоатация.

1925 Doble E седан,Този модел измина 1500 мили (2400 км) без зареждане на резервоара за вода и разви скорост от 144 км/ч.

Парните двигатели обаче имаха и своите недостатъци. Парните машини имаха по-малка топлинна ефективност и по-голямата част от енергията просто се изхвърляше в атмосферата. И въпреки че работните части на парната машина са прости и надеждни, свързаното оборудване - котел, пещ, помпи, клапани и регулатори - се оказва спиращо дъха сложно, изискващо постоянно внимание и отнемаща време поддръжка. На повечето парни коли от началото на 1900 г. – Stanley, White, Locomobile – са били необходими 10 до 30 минути при студен старт, за да разпръснат парата и да създадат налягане до желаното ниво.

Настъпи нов век, бензиновите автомобили се развиха бързо, докато парната технология е в застой от много години. По времето, когато Abner Doble имаше възможността да влезе в тази битка, битката между бензина и парата беше по същество приключила. Той обаче не пропусна своя шанс.

1925 Doble Модел E-20(последните цифри не показват модификацията, а серийния номер на автомобила от серията)

В началото на 1924 г. Model E е тестван в Ню Йорк под ръководството на Автомобилния клуб на Америка. Първо, а беше разгарът на зимата, колата беше оставена през нощта в гаража. Когато я изтърколиха на улицата, тя стоя 90 минути на студа. След това запалването беше включено, парният котел се събуди и изръмжа. Работното налягане се достига за 23 секунди. Колата е излетяла с четирима пътници на борда. Той ускорява до 64 км/ч за 12,5 секунди.

След финализирането на автомобила по време на фабричните тестове, автомобилът, чиято мощност беше 75 l / s, ускори до 160 km / h, а ускорението до 120 km / h отне общо 10 секунди, а тягата на двигателя беше такава, че ако отворите газта рязко, след което при ускорение колата с каросерията на роудстъра повдигаше предните колела като модерни драгстери. Друг плюс на колата беше пробегът, с резервоар от 110 литра, тежък парен двигател можеше да измине 2400 км. Колата, с всичките си достойнства, имаше такава голям недостатък- цената, само шасито струва 30 пъти повече от базовия Ford T, плюс цената на тялото - една трета от цената на шасито, в резултат цифрата беше 12 000 долара! Ясно е, че само богатите могат да поръчат такава кола, дори бих казал, че най-богатият човек Хауърд Хюз стана един от феновете на тази кола, може би някой е гледал филма "Авиаторът", тук става дума само за него, който твърди, че Doble Model E - най-добрата кола в света.

Уилям Добълна стенда за измерване на налягането на парата

Широко разпространената съмнителна история Doble-Detroit изплаши много потенциални купувачи на Model E. Без транснационална реклама търговските перспективи на автомобила бяха изключително ограничени. Освен това беше много скъпа кола. Само едно шаси струва $9500. Друга каросерия на Мърфи за $9000. За сравнение, масивният Ford T в онези години се продаваше за 300 долара. И дори при тези цени, компанията губеше пари от всяка продадена кола. „Абнър никога не е взимал втора класа“, каза Уорън Добъл. На практика всеки компонент беше избран на базата на най-доброто от класа: електричество на Bosch, хром-никелова стоманена рамка в стил Rolls-Royce, инкрустиран със слонова кост волан, полирани хром-ванадиеви стоманени пружини. За да направите 16" спирачни барабани, в завода започват с 40-килограмова стоманена заготовка, която след изковаване се заточва на машина, докато остане шесткилограмов барабан. На пода са останали 34 кг много скъпи талаш.

Фабрика в Емеривил

Тъй като колата беше скъпа, тя трябваше да бъде направена с високо качество, затова рамката на колата беше от висококачествена стомана, електричеството на колата беше внос от Германия от Bosch, воланите на колите бяха направени от Камерунски абанос (абанос), а копчето на този волан беше украсено с емблема, излята в сребро от немски бижутери. В същото време беше разработен по-достъпен модел Doble-Simplex, който беше изграден върху шасито на Jordan* и получи 4-цилиндров двигател, но не и двигател с двойно действие, както при модела E, но след като построи само един прототип, Abner Doble, който имаше перфекционистичен характер, реши да не пуска тази кола в серия, защото според него не беше толкова добра.

През 1926 г. в допълнение към пътническите автомобили се появяват няколко автобуса, построени в сътрудничество с фирмите International Harvester, построени са 5 автобуса Doble Model H и за Detroit Motorbus Co два автобуса Doble Model G с подобни електроцентрали като на пътническия модел. Лекият автомобил се предлагаше по това време във всякакъв дизайн на каросерията, вариращ от 2-местни роудстъри до 7-местни лимузини. До 1930 г. са произведени само 24 коли от серията Е, като 24-тата кола е построена от Абнер за самия него. през цялото това време той кара модел C, който непрекъснато подобрява, а колата с прякора "Старата антилопа" служи като полигон за иновации.

1922 Doble Модел D. Чертежи от фирмения каталог

През 1930 г. се появява последната серия автомобили - модел F, който се отличава с парогенератор и двигател с подобрен дизайн, само 7 такива коли са построени до април 1931 г.; бордът на директорите отказа да издаде допълнителни акции, печалбата от които би позволила да се съберат още 50 автомобила, които, между другото, бяха произведени на загуба, въпреки баснословната им цена, но въпреки това имаше икономична в двора и директорите решиха, че е по-лесно да разпуснат компанията. Най-интересното е, че една от колите на тази компания е закупена от германския магнат Оскар Хеншел и например, ако германските шефове, които дойдоха на власт, караха от патриотични чувства изключително до немски автомобили, след това има кадри, където приятел на Оскар Хеншел, Херман Гьоринг, се движи наоколо на един от парадите на Doble Model F-35

Doble Model E-15, собственост на Mr. Шенк

Модел Е двигател

Двоен модел F-35. Гьоринг, 4-ти президент на Райхстага, и германският принц Филип на задната седалка на модел Doble F-35 Tourer. 1933 г., град Касел

Между другото, две от произведените коли от тази серия бяха оборудвани с каросерии от Buick 60, които имаха подобна дължина на междуосието, въпреки че по принцип първата кола, F30, също имаше заимствана каросерия, имаше 2- врати роудстър от LaSalle.

Месец преди закриването на предприятието, Abner Doble заминава за Нова Зеландия, където е призован във фабриката на Price & Co, за да проектира и изработва парни автобуси. След като отива в Англия, където започва да се консултира със Sentinel Wagon Works, която се специализира в производството на локомотиви и парни камиони, последните се произвеждат чак до средата на 50-те години. Малкият брат Уорън след затварянето на вратите собствена фирма, е поканен от гореспоменатия германец Оскар Хеншел в Германия, където под негово ръководство започва работа по парни камиони и лодки за Henschel & Sohn, по-големият брат също започва да съветва немски индустриалци, които проявяват интерес към парни механизми- A. Borsig Co. След като националсоциалистите дойдоха на власт и започна държавното финансиране на индустрията, необходимостта от парни превозни средства изчезна и проектите за тях бяха затворени, така че Уорън се върна в родината си, а Абнър продължи да работи за британците до 1936 г., между другото, във Великобритания през 1935 г. той продава личното си купе E-24.

След завръщането си у дома той започва да проектира ново поколение парни автобуси, които планира да произвежда бивша фабрикабратята Стенли, която затваря врати през 1924 г., но без да намери достатъчно финансиране, проектът тихо замира. През 1946 г. той става консултант на Nordberg Manufacturing Company от Милуоки. В автобусите на тази компания се появиха най-добрите двигатели, разработени от него, които той нарече Ultimax, но той работи за компанията до 1948 г., след което, за да живее по някакъв начин, 58-годишен мъж започва да продава прахосмукачки Electrolux . Въпреки това, през 1950 г., за негова радост, McCulloch Motors от Лос Анджелис наема Doble като консултант. Заедно с младия инженер Стивънс и стария Роско Хофман, които са експериментирали с машини със задно разположен двигател през 30-те години на миналия век, Добъл трябваше да построи модерна парна машина. спортна коласъс заден двигател. През 1953 г. е построен прототип, макар и с бензинов двигател от Porsche 356.

Малко след появата на прототипа Doble научава, че ръководството е решило да не пуска колата в производство, въпреки че Doble е построил доста мощен 6-цилиндров (3 цилиндъра с високо налягане и три цилиндъра с ниско налягане), който произвежда 155 к.с. нагоре. Въпросът беше, че компанията просто не би могла да изтегли този проект за пари и беше решено да се премине към производството на турбини и компресори, тази компания все още съществува днес под марката Paxton **. Няколко години след приключването на проекта Abner Doble съветва двама частни собственици, които искат да построят свои собствени парни коли, но тези проекти не се материализират.

През юли 1961 г., след като улови този исторически момент, когато човечеството тръгна да завладява космоса с реактивно задвижване, този старец, който не признаваше превъзходството на двигателя с вътрешно горене над парното задвижване, почина.

P.S. Говорейки за надеждността на колата, има една кола, която е изминала 965 000 км без повреди, като само е почистила системата, друг интересен факт е, че колите на тази компания са разрешени по пътищата. обща употребав щата Калифорния, защото емисиите отговарят на най-строгите стандарти за безопасност, а динамичните свойства на автомобила ви позволяват безопасно да изоставите по-модерните участници в движението.

Вечното недоволство се е превърнало в благословия и проклятие за Абнър Добъл. До смъртта си през 1961 г. Абнер работи като инженер и се опитва да докаже, че сегашното господство на двигателите с вътрешно горене в автомобилния транспорт се дължи само на агресивната пазарна политика на автомобилните производители, а не на тяхното превъзходно инженерство. Неутолимата му жажда за съвършенство беше добра в творчеството, но вредна в производството. Model E остава паметникът, който той издигна на мечтата си.

Doble E с корпус California Top на Murphy.

Всъщност е трудно да се повярва, че неговите продукти са били оценени наравно с най-скъпите шасита. Най-скъпите тела на Мърфи, които съм срещал, струват 3500 долара. А не 9000, както пише в статията. Не намерих документални данни за такива цени. И ако е така, тогава Model E с отлична каросерия струва на собственика 13 000 долара - безумно скъпо, но все пак не е двойно по-скъпо от Duesenberg J, оборудвано с най-висок клас.

Автомобилите с революционен парен двигател бяха рекламирани като The Magnificent Doble - "Великолепният добъл". И наистина са страхотни. Не от естетическа гледна точка, а от техническа. А фактът, че един от най-„дизелпънк” хората на 20 век, Хауърд Хюз, е имал такава кола, ясно показва колко прозрачна е границата между стиймпънк и дизелпънк.

ПСлед колапса на бизнеса си Абнър Добъл се премества в Обединеното кралство и работи за кратко като консултант за Sentinel. Светът е малък, а светът на парата е още по-тесен! Макар и заобиколен от двигатели, работещи с въглища и постоянно изискващи огън и вода, американски изобретателСигурно съм се чувствал като в каменната ера.

Ето днешните отзиви за тази кола: калифорниецът Джеймс Д. Кранк обожава колите на Doble откакто ги видя за първи път през 1947 г. Тогава той беше на 12 години. Сега той знае повече за тези машини и техния дизайн от всеки друг. Неговият собствен "Модел Е", файтон с фиксиран мек покрив, е изминал 600 000 км. Кранк смята, че колата се управлява много лесно. Търговският реактивен керосин осигурява "мек" пламък в горивната камера. Автомобилът реагира бързо и безупречно на волана, поведението му в завой не може да се сравни с никоя кола от онази епоха. Колата на Krank бързо ускорява до удобна крейсерска скорост от 130 km / h, всички външен шуме вятър, гуми и от време на време горелката се включва. Понякога Кранк поглежда към измервателните уреди - налягане и температура на парата, ниво на водата, смазване на двигателя - но той наистина познава колата си толкова добре, че едва ли има нужда. Тишина, ниски обороти на двигателя, липса на вибрации - всички заедно създават атмосфера на спокойствие. „Тези машини някак си говорят с вас, те имат свой собствен ритъм“, казва той. „Можеш да караш такава кола със завързани очи.“

В края на 60-те години правителството на САЩ наложи строги ограничения върху емисиите от превозни средства, а през май 1968 г. няколко федерални агенциипроведе изслушвания за алтернативни електроцентрали. Ford и Thermo Electron обявиха стартирането на съвместна програма за парни машини. Междувременно GM си партнира с друга парна компания, Energy Systems Inc. Беше решено да се пуснат няколко парни седана за Калифорнийския магистрален патрул. През октомври 1973 г. арабите обявиха петролно ембарго и производителите на автомобили трябваше да преминат към по-конкретни цели, обещаващи директен изход. Ставаше въпрос за подобряване на ефективността на конвенционалните бензинови двигатели. Тези усилия доведоха до толкова значителни резултати, че парната машина завинаги остана извън конкуренцията.

източници

http://lord-k.livejournal.com/342488.html

http://www.popmech.ru/article/2031-nemoe-kino/

http://www.drive2.ru/b/247054/

Нека си припомним повече за историята на парната машина в техниката: тук например, но тук или тук например. Можете да се сетите за още по-голяма тема Оригиналната статия е на уебсайта InfoGlaz.rfЛинк към статията, от която е направено това копие -

Преди точно 212 години, на 24 декември 1801 г., в малкото английско градче Кемборн, механикът Ричард Тревитик демонстрира пред публика първата количка за кучета, задвижвана с пара. Днес това събитие може спокойно да се класифицира като забележително, но не и значимо, особено след като парната машина е била известна преди и дори е била използвана в превозни средства (въпреки че би било много голямо разтягане да ги наречем автомобили) ... Но ето какво е интересно: в момента технологичният прогрес създаде ситуация, поразително напомняща за епохата на голямата "битка" на пара и бензин в началото на 19 век. Ще трябва да се бият само батерии, водород и биогорива. Искате ли да знаете как свършва всичко и кой ще спечели? Няма да предложа. Съвет: технологиите нямат нищо общо с това ...

1. Страстта към парните двигатели отмина и дойде време за двигатели с вътрешно горене.За доброто на каузата повтарям: през 1801 г. по улиците на Камборн се търкаля карета с четири колела, способна да транспортира осем пътника с относителен комфорт и бавно. Автомобилът е задвижван от едноцилиндров парен двигател, а въглищата са служели като гориво. Създаването на парни превозни средства беше предприето с ентусиазъм и още през 20-те години на 19 век пътническите парни омнибуси превозваха пътници със скорост до 30 km / h, а средният пробег при основен ремонт достига 2,5–3 хиляди km.

Сега нека сравним тази информация с други. През същата 1801 г. французинът Филип Лебон получава патент за дизайна бутален двигателвътрешно горене, работещ на газ за осветление. Така се случи, че три години по-късно Лебон почина и други трябваше да разработят предложените от него технически решения. Едва през 1860 г. белгийският инженер Жан Етиен Леноар сглобява газов двигател със запалване от електрическа искра и довежда дизайна му до нивото на годност за инсталиране на превозно средство.

И така, автомобилен парен двигател и двигател с вътрешно горене са на практика една и съща възраст. Коефициентът на полезно действие на парна машина с този дизайн през онези години беше около 10%. Ефективността на двигателя Lenoir е само 4%. Само 22 години по-късно, към 1882 г., Август Ото го подобрява толкова много, че ефективността на вече бензиновия двигател достига... цели 15%.

2. Парната тяга е само кратък момент в историята на прогреса.Започвайки през 1801 г., историята на парния транспорт продължава активно почти 159 години. През 1960 г. (!) в САЩ все още се произвеждат автобуси и камиони с парни двигатели. През това време парните машини са се подобрили значително. През 1900 г. в САЩ 50% от автомобилния парк е бил "на пара". Още в онези години възниква конкуренция между пара, бензин и - внимание! - електрически колички. След пазарния успех на Ford Model-T и, изглежда, поражението на парната машина, през 20-те години на миналия век дойде нов скок в популярността на парните автомобили: цената на горивото за тях (мазут, керосин) беше значително по-ниска от цената на бензина.

До 1927 г. Stanley произвежда около 1000 парни коли годишно. В Англия парните камиони успешно се конкурират с бензиновите камиони до 1933 г. и губят само поради въвеждането на данък върху тежкотоварния транспорт от властите и намаляването на митата върху вноса на течни петролни продукти от Съединените щати.

3. Парната машина е неефективна и неикономична.Да, някога беше така. "Класическата" парна машина, която отделя отработена пара в атмосферата, има ефективност не повече от 8%. Въпреки това, парна машина с кондензатор и профилирана проточна част има ефективност до 25–30%. Парната турбина осигурява 30–42%. Инсталациите с комбиниран цикъл, където газовите и парните турбини се използват "в комбинация", имат ефективност до 55-65%. Последното обстоятелство накара инженерите на BMW да започнат да работят върху варианти за използване на тази схема в автомобили. Между другото, ефективността на съвременните бензинови двигатели е 34%.

Разходите за производство на парен двигател по всяко време са били по-ниски от разходите за карбураторни и дизелови двигатели със същата мощност. Разходът на течно гориво в новите парни двигатели, работещи в затворен цикъл на прегрята (суха) пара и оборудвани със съвременни системи за смазване, висококачествени лагери и електронни системи за регулиране на работния цикъл, е само 40% от предишния.

4. Парната машина стартира бавно.И беше едно време... Дори стокови автомобили Stanley фирми "отгледани двойки" от 10 до 20 минути. Подобряването на конструкцията на котела и въвеждането на режим на каскадно отопление направи възможно намаляването на времето за готовност до 40-60 секунди.

5. Парната кола е твърде бавна.Това е грешно. Рекордът за скорост от 1906 г. - 205,44 км / ч - принадлежи на парен автомобил. В онези години колите с бензинови двигатели не знаеха как да карат толкова бързо. През 1985 г. парен автомобил се движи със скорост от 234,33 км / ч. А през 2009 г. група британски инженери проектират парна турбина "болид" с парно задвижване с мощност 360 к.с. с., който успя да се движи с рекордна средна скорост в състезанието - 241,7 км/ч.

6. Парната кола пуши, неестетична е.Гледайки стари рисунки, изобразяващи първите парни екипажи, изхвърлящи гъсти облаци дим и огън от комините си (което, между другото, показва несъвършенството на пещите на първите „парни машини“), разбирате къде е постоянната асоциация на пара двигател и сажди идват от.

Относно външен видмашини, точката тук, разбира се, зависи от нивото на дизайнера. Малко вероятно е някой да каже, че парните коли на Abner Doble (САЩ) са грозни. Напротив, те са елегантни дори по днешните стандарти. И освен това те караха безшумно, гладко и бързо - до 130 км / ч.

Интересно е, че съвременните изследвания в областта на водородното гориво за автомобилни двигатели породиха редица "странични разклонения": водородът като гориво за класическите бутални парни двигатели и особено за паротурбинните двигатели осигурява абсолютна екологичност. "Димът" от такъв мотор е ... водна пара.

7. Парната машина е причудлива.Не е вярно. Конструктивно е много по-опростен от двигател с вътрешно горене, което само по себе си означава по-голяма надеждност и непретенциозност. Ресурсът на парните машини е много десетки хиляди часове непрекъсната работа, което не е типично за други видове двигатели. Въпросът обаче не се изчерпва с това. По силата на принципите на работа, парната машина не губи ефективност при понижаване на атмосферното налягане. Поради тази причина превозните средства с парни двигатели са изключително подходящи за използване във високите части, по трудни планински проходи.

Интересно е да се отбележи още едно полезно свойствопарен двигател, който между другото е подобен на електрически двигател постоянен ток. Намаляването на скоростта на вала (например с увеличаване на натоварването) води до увеличаване на въртящия момент. По силата на това свойство автомобилите с парни двигатели не се нуждаят принципно от скоростни кутии - те самите са много сложни и понякога капризни механизми.