蒸気機関の現代版。ストンプ、みんな！最近の 5 つの蒸気機関車最新の蒸気機関の図

31.07.2019

タイヤとホイール

現代世界このため、多くの発明家は、輸送を目的とした車両に蒸気プラントを使用するという考えに再び立ち返ることを余儀なくされています。マシンにはいくつかのオプションを使用する機能がありますパワーユニット、蒸気で作業しています。

ピストンモーター

最新の蒸気エンジンはいくつかのグループに分類できます。

構造的には、インストールには次のものが含まれます。

始動装置。
2気筒パワーユニット。
コイルを備えた特別な容器内の蒸気発生器。

プロセスは次のように進みます。イグニッションをオンにすると、3 つのエンジンのバッテリーから電力が流れ始めます。最初からブロワーが作動し、ラジエーターに空気塊を送り込み、空気チャネルを通ってバーナー付きの混合装置に空気を送ります。

同時に、次の電気モーターが燃料移送ポンプを作動させ、凝縮水をタンクから発熱体の蛇行装置を通って水分離器の本体部分とエコノマイザー内のヒーターに供給し、蒸気発生器に供給します。
始動前は、ロッカー機構によって制御されるスロットルバルブまたはスプールによって蒸気の経路がブロックされているため、蒸気がシリンダーに到達する方法はありません。ハンドルを移動に必要な方向に回し、バルブをわずかに開くことにより、整備士は蒸気機構を作動させます。
排気蒸気は単一のコレクターを通って分配バルブに流れ、そこで一対の不均等な分配に分割されます。小さい部分は混合バーナーのノズルに入り、空気塊と混合し、キャンドルによって点火されます。結果として生じる炎が容器を加熱し始めます。この後、燃焼生成物は水分離器を通過し、水分は凝縮して特別な水タンクに流れ込みます。残ったガスは外へ抜けていきます。

蒸気プラントは機械のトランスミッションの駆動ユニットに直接接続でき、それが作動し始めると機械が動き始めます。しかし、効率を高めるために、専門家はクラッチ機構を使用することを推奨しています。牽引作業や各種点検作業に便利です。

このデバイスは、実質的に制限なしで動作し、過負荷が発生する可能性があり、電源インジケーターの幅広い調整が可能なことによって区別されます。停止中は蒸気エンジンが停止することを付け加えておきますが、これはモーターについては言えません。

この設計では、ギアボックス、スターター装置、空気浄化フィルター、キャブレター、ターボチャージャーを取り付ける必要がありません。さらに、点火システムは簡素化されており、点火プラグは 1 本のみです。

結論として、そのような自動車の生産とその運用は、エンジンを備えた自動車よりも安価であると付け加えることもできます。内燃機関, 燃料が安価になるため、生産に使用する材料が最も安価になります。

スマートフォン時代のほとんどの人の心の中では、蒸気機関車は、微笑ましいような古風なものだと考えられています。自動車業界の歴史における Steam ページは非常に輝かしく、これなしで想像するのは困難です現代の交通機関全然。石油ロビイストだけでなく立法に懐疑的な人々がどんなに努力してもさまざまな国車の開発を夫婦に限定したため、成功したのはほんのしばらくの間だけでした。結局のところ、蒸気自動車はスフィンクスのようなものです。蒸気自動車（つまり、外燃機関を動力源とする）のアイデアは、今日でも有効です。

スマートフォン時代のほとんどの人の心の中では、蒸気機関車は、微笑ましいような古風なものだと考えられています。

そこでイギリスは 1865 年に、蒸気で動く高速自走式馬車の移動を禁止しました。普通の馬車に繋がれた馬を怖がらせないように、市中を時速 3 km より速く移動すること、蒸気の雲を放出することは禁じられていました。蒸気動力トラックに対する最も深刻かつ明白な打撃は、すでに 1933 年に大型車両税に関する法律によって対処されていました。車両。そして 1934 年になって初めて、石油製品の輸入関税が引き下げられ、ガソリンとディーゼルエンジン蒸気の上で。

これほど優雅かつ冷静に進歩をあざける余裕があったのはイギリスだけだった。アメリカ、フランス、イタリアでは、熱心な発明家たちの環境が文字通りアイデアにあふれ、蒸気自動車は新しい形と特性を獲得しました。イギリスの発明家は開発に多大な貢献をしましたが、蒸気車両、法律と当局の偏見により、彼らは内燃機関との戦いに完全に参加することができませんでした。しかし、すべてを順番に話しましょう。

先史時代の参考資料

開発の歴史蒸気自動車蒸気エンジンの出現と改良の歴史と密接に関係しています。西暦1世紀のとき。 e. アレクサンドリアのヘロンは、蒸気で金属球を回転させるというアイデアを提案しましたが、彼のアイデアは単なる遊びとして扱われました。発明者らをさらに心配させたのが他のアイデアだったとしても、車輪付き蒸気ボイラーを最初に設置したのは修道士フェルディナンド・ヴェルブストでした。 1672年。彼の「おもちゃ」も遊びとして扱われていました。しかし、蒸気機関の歴史にとって、その後の 40 年間は無駄ではありませんでした。

アイザック・ニュートンの自走式馬車の設計 (1680 年)、整備士のトーマス・セイヴァリーの消火装置 (1698 年)、トーマス・ニューコメンの大気エンジン (1712 年) は、機械的作業を行うために蒸気を使用することの大きな可能性を実証しました。当初は蒸気機関が鉱山から水をくみ上げて荷物を持ち上げていましたが、18 世紀半ばまでにイギリスの企業ではそのような蒸気機関が使われるようになりました。蒸気プラントすでに数百人いました。

蒸気機関とは何ですか? 蒸気はどのようにして車輪を動かすことができるのでしょうか? 蒸気エンジンの原理は単純です。水を密閉タンク内で加熱して蒸気の状態にします。蒸気はチューブを通って密閉シリンダー内に排出され、ピストンによって押し出されます。中間コンロッドを介して、前進フライホイールシャフトに伝わります。

これ回路図実際に蒸気ボイラーを運転したのは、重大な欠点.

蒸気の最初の部分は雲となって噴出し、冷却されたピストンは自重で次のストロークに向けて落下しました。実際の蒸気ボイラーの動作のこの原理図には、重大な欠点がありました。蒸気圧力調整システムの欠如により、ボイラーの爆発が頻繁に発生しました。ボイラーを稼働状態にするには、多くの時間と燃料が必要でした。絶え間ない燃料補給と蒸気プラントの巨大なサイズにより、その欠点のリストは増えるだけでした。

新しい機械は 1765 年にジェームスワットによって提案されました。彼はピストンによって絞り出された蒸気を追加の凝縮室に誘導し、ボイラーに水を絶えず追加する必要を排除しました。最後に、1784 年に、彼はピストンを両方向に押すように蒸気の動きを再分配する方法の問題を解決しました。彼が作成したスプールのおかげで、蒸気エンジンはストローク間で中断することなく動作することができました。この原則熱機関ダブルアクションであり、ほとんどの蒸気技術の基礎を形成しました。

創造の上に蒸気機関賢い人がたくさん働いていました。結局のところ、これは実質的に何もないところからエネルギーを得る簡単かつ安価な方法です。

蒸気機関車の歴史を巡る小旅行

しかし、この分野でイギリス人の成功がどれほど壮大であったとしても、最初に蒸気機関を動かしたのはフランス人のニコラ・ジョセフ・キュニョーでした。

クーニョ初の蒸気自動車

彼の車は 1765 年に道路に登場しました。ベビーカーの速度は時速9.5kmという記録的な速度でした。その中で発明者は、平均時速 3.5 km で乗車できる乗客用の 4 つの座席を提供しました。この成功は発明者にとって十分ではないと思われました。

走行距離 1 キロごとに水を補給したり新しい火を点火したりするために立ち止まる必要があることは、大きな欠点ではありませんでしたが、当時の最先端技術であっただけでした。

彼は大砲トラクターを発明することに決めました。こうして、前部に巨大なボイラーを備えた三輪リヤカーが誕生した。走行距離 1 キロごとに水を補給したり新しい火を点火したりするために立ち止まる必要があることは、大きな欠点ではありませんでしたが、当時の最先端技術であっただけでした。

1770 年に作られたクーニョの次のモデルの重量は約 1.5 トンでした。新しいカートは約２トンの荷物を時速７キロで輸送できる。

マエストロクニョは、高圧蒸気エンジンを作成するというアイデアにもっと興味を持っていました。彼はボイラーが爆発する可能性があるという事実さえ気にしませんでした。ボイラーの下に火室を置き、「火」を持ち運ぶというアイデアを思いついたのはクーニョだった。さらに、彼の「カート」は当然のことながら最初のトラックと呼ぶことができます。後援者の辞任と一連の革命により、マスターはモデルを本格的なトラックに開発する機会を与えられませんでした。

独学で学んだオリバー・エヴァンスと両生類

蒸気エンジンを作成するというアイデアには普遍的な比率がありました。北米の州では、発明家のオリバー・エバンスがワットの機械をベースにして約 50 の蒸気設備を作成しました。ジェームズ・ワットの設備のサイズを縮小しようとして、彼は製粉工場用の蒸気エンジンを設計しました。しかし、オリバー・エヴァンスは水陸両用蒸気自動車で世界的な名声を得ました。 1789 年、米国で彼の最初の車が陸上および水上試験に合格しました。

全地形対応車の原型ともいえる水陸両用車に、エヴァンスは蒸気圧10気圧の機械を搭載！

長さ9メートルの自動車ボートの重さは約15トンだった。蒸気機関が動き始めた後輪そしてプロペラスクリュー。ちなみに、オリバー・エヴァンスも高圧蒸気エンジンの開発を支持しました。全地形対応車の原型ともいえる水陸両用車に、エヴァンスは蒸気圧10気圧の機械を搭載！

18 世紀と 19 世紀の発明家が 21 世紀のテクノロジーをすぐに使えるようになったら、どれほどのテクノロジーを思いつくか想像できますか? そしてなんという技術でしょう！

20 世紀、時速 204 km のスタンレー蒸気自動車

はい！ 18 世紀は蒸気輸送の発展に強力な推進力を与えました。数多くの多様な設計の自走式蒸気車両がますます希薄化し始めた馬車輸送ヨーロッパとアメリカの道で。 20 世紀初頭までに、蒸気機関車は大幅に普及し、当時のよく知られたシンボルとなりました。写真と同じように。

18 世紀は蒸気輸送の発展に強力な推進力を与えました。

スタンレー兄弟が 1897 年に本格的に制作に取り組むことを決めたときに売却したのは、写真会社でした。蒸気自動車アメリカで。彼らはよく売れる蒸気自動車を作りました。しかし、これでは彼らの野心的な計画を満足させるには十分ではありませんでした。結局のところ、彼らは多くの同様の自動車メーカーのうちの 1 つにすぎませんでした。それは彼らが「ロケット」を設計するまでのことでした。

1897 年にスタンレー兄弟がアメリカで蒸気自動車の製造に本格的に取り組むことを決めたときに売却したのは、彼らの写真会社でした。

もちろんスタンレーの車も有名でした信頼できる車。蒸気ユニットは後部にあり、ボイラーはガソリンまたは灯油のトーチを使用して加熱されました。複動蒸気2気筒モーターのフライホイールが回転します。リアアクスルチェーントランスミッションを介して。スタンレー・スチーマー社ではボイラー爆発の事例はなかった。しかし、彼らにはセンセーションが必要でした。

もちろん、スタンレー車は信頼できる車であるという評判がありました。

彼らは「ロケット」で世界中にセンセーションを巻き起こしました。 1906年には時速205.4km！誰もこれほど速く運転したことはありません。内燃機関を搭載した自動車がわずか 5 年後にこの記録を破りました。スタンレーの合板スチーム「ロケット」がその形状を定義したレーシングカーこれから何年も。しかし 1917 年以降、スタンレー・スティーマーは競争がますます難しくなっていることに気づきました。安いフォード Tさんは辞めました。

ドーブル兄弟のユニークな蒸気自動車

この有名なファミリーは、20 世紀の 30 年代初頭まで、ガソリンエンジンに対して適切な耐性を提供することができました。彼らは記録のために車を作ったわけではありません。兄弟は蒸気自動車を心から愛していました。そうでなければ、彼らが発明したハニカムラジエーターと点火ボタンを他にどう説明するのでしょうか？彼らのモデルは小さな機関車のようには見えませんでした。

アブナー兄弟とジョン兄弟は蒸気輸送に革命をもたらしました。

アブナー兄弟とジョン兄弟は蒸気輸送に革命をもたらしました。彼の車は動き出すのに10〜20分間暖機運転する必要はありませんでした。点火ボタンは、キャブレターから燃焼室に灯油を送り出しました。彼は点火プラグで点火した後に到着した。水は数秒で加熱され、1分半後に蒸気が発生しました。必要な圧力そして私たちは行くことができました。

排気蒸気は凝縮して次のサイクルに備えるためにラジエーターに送られました。したがって、2000 km のスムーズな走行のために、ドブロフ車はシステム内に 90 リットルの水と数リットルの灯油しか必要としませんでした。これほど効率的なサービスを提供できる人は誰もいません。おそらく、スタンレー家がドーブル兄弟のモデルに出会い、生産を縮小し始めたのは 1917 年のデトロイトオートショーでした。

モデルEが最も多くなりました高級車 20 年代後半のドブロフフェリー車両の最新バージョン。レザーインテリア、磨かれた木材と象の骨の要素は、車内の裕福な所有者を喜ばせました。このようなキャビンでは、最高 160 km/h の速度で走行することができます。点火の瞬間から始動の瞬間まではわずか25秒しかありませんでした。重量 1.2 トンの車が時速 120 km まで加速するのにさらに 10 秒かかりました。

これらすべてのスピード特性が 4 気筒エンジンに組み込まれています。 2つのピストンが水蒸気によって押し出されました。高圧 140気圧で、他の2つは冷却された蒸気を送りました低圧セルラーコンデンサーラジエーターに。しかし、1930年代前半には、これらの美しいドーブル兄弟は生産されなくなりました。

蒸気トラック

しかし、貨物輸送においても蒸気機関車が急速に発展していたことを忘れてはなりません。蒸気自動車が俗物の間でアレルギーを引き起こすのは都市部であった。しかし、荷物は市内だけでなく、どんな天候でも配達しなければなりません。あ都市間バスそして軍事装備は？そこには乗用車それを逃れることはできません。

貨物輸送には、旅客輸送に比べてその寸法という大きな利点があります。

貨物輸送には、旅客輸送に比べてその寸法という大きな利点があります。強力な配置を可能にします発電所車のどこでも。さらに、積載量とクロスカントリー能力が向上するだけです。トラックがどのようなものになるかについては、人々は必ずしもこれに注目していたわけではありません。

湯気の中でトラックイギリスのセンチネルとソ連のNAMIに焦点を当てたいと思います。もちろん、フォーデン、ファウラー、ヨークシャーなど、他にもたくさんありました。しかし、最も耐久性があることが判明したのはセンチネルとナミであり、前世紀の50年代の終わりまで生産されました。石炭、木材、泥炭など、あらゆる固体燃料で作業できます。これらの蒸気トラックの「雑食性」の性質により、石油製品価格の影響を受けず、また、さまざまな用途に使用することも可能になりました。届きにくい場所.

英語なまりの働き者センチネル

この 2 つのトラックの違いは製造国だけではありません。蒸気発生器の配置の原則も異なりました。センチネルは、ボイラーに対して蒸気エンジンが上下に配置されていることが特徴です。蒸気発生器は上部に配置されると、システムによって車軸に接続されたエンジンチャンバーに高温の蒸気を直接供給しました。カルダンシャフト。蒸気エンジンが底部、つまりシャーシに配置されていた場合、ボイラーが水を加熱し、チューブを通じて蒸気をエンジンに供給するため、温度損失が保証されていました。

センチネルは、ボイラーに対して蒸気エンジンが上下に配置されていることが特徴です。

蒸気エンジンのフライホイールからカルダンまでのチェーントランスミッションの存在は、どちらのタイプでも一般的でした。これにより、デザイナーは顧客に応じてセンチネルの生産を統一することができました。インドなどの暑い国向けに、蒸気トラックボイラーとエンジンを低く分離した位置に配置。冬が寒い国向け - アッパー一体型。

インドなどの暑い国では、ボイラーとエンジンが低く分離された蒸気トラックが製造されました。

これらのトラックには実証済みのテクノロジーが数多く使用されています。蒸気分配スプールとバルブ、単動エンジンと複動エンジン、高圧または低圧、ギアボックスの有無にかかわらず。しかし、これによってイギリスの蒸気トラックの寿命は延びませんでした。これらは 20 世紀の 50 年代の終わりまで生産され、第二次世界大戦前および第二次世界大戦中には軍務に就いていましたが、依然として大きく、蒸気機関車を彷彿とさせるものでした。そして、彼らの急進的な近代化に興味を持つ人がいなかったため、彼らの運命は決まった。

これらは 20 世紀の 50 年代の終わりまで生産され、第二次世界大戦前および第二次世界大戦中には軍務に就いていましたが、依然として大きく、蒸気機関車を彷彿とさせるものでした。

誰が何を気にしても、私たちにとっては – 米国

戦争で荒廃した経済を立て直すためにソビエト連邦、少なくとも手の届きにくい場所、つまり国の北部やシベリアでは、石油資源を無駄にしない方法を見つける必要がありました。ソ連の技術者には、センチネルの頭上設置型 4 気筒直動蒸気エンジンの設計を研究し、「チェンバレンに対する答え」を開発する機会が与えられました。

30 年代、ロシアの研究所と設計局は、木材産業向けに代替トラックを作成する試みを繰り返しました。

30 年代、ロシアの研究所と設計局は、木材産業向けに代替トラックを作成する試みを繰り返しました。しかし、そのたびに問題はテスト段階で止まっていました。技術者らは自らの経験と鹵獲した蒸気車両を研究する機会を利用して、このような蒸気車両の必要性を国の指導部に説得することに成功した。さらに、ガソリンの価格は石炭の 24 倍です。そして、タイガの薪のコストについては、まったく言及する必要はありません。

Yu. Shebalin 率いる設計者のグループは、蒸気ユニット全体を可能な限り簡素化しました。 4気筒エンジンとボイラーを1つのユニットにまとめ、車体とキャビンの間に配置した。このインストールをシリアル YaAZ (MAZ)-200 のシャーシに取り付けました。蒸気の仕事とその凝縮は、閉じたサイクルで組み合わされます。バンカーからの木塊の供給は自動で行われた。

こうしてNAMI-012は林道で、というか誕生しました。明らかに、固体燃料のバンカー供給の原理と蒸気エンジンの位置は、トラックガス発生プラントの実践から借用されました。

森の主の運命 – NAMI-012

家庭用蒸気の特徴フラットベッドトラックと木材運搬船NAMI-012はこんな感じでした

耐荷重 – 6トン
速度 – 45 km/h
無給油での航続距離は80km、水分補給ができれば150km
低速トルク – 240 kgm。これはベースの YaAZ-200 のほぼ 5 倍です。
自然循環ボイラーは 25 気圧の圧力を生成し、蒸気の温度を 420°C に高めました。
エジェクターを介して貯水池から直接水を補給することが可能でした
全金属製のキャビンにはボンネットがなく、前方に押し出されていた
速度は、フィード/カットオフレバーを使用してエンジン内の蒸気の量によって制御されました。その助けを借りて、シリンダーは25/40/75％まで充填されました。
1つバックギアそして3つのコントロールペダル。

蒸気トラックの重大な欠点は、100 km の走行ごとに 400 kg の薪を消費することと、寒い天候ではボイラー内の水を取り除く必要があることでした。

蒸気トラックの重大な欠点は、100 km の走行ごとに 400 kg の薪を消費することと、寒い天候ではボイラー内の水を取り除く必要があることでした。しかし、最初のサンプルに存在した主な欠点は、荷物を降ろしたときのクロスカントリー能力が低いことでした。その後、後部に比べて、前部車軸がキャビンと蒸気ユニットによって過負荷になっていることが判明しました。彼らは、全輪駆動の YaAZ-214 に近代化された蒸気発電所を設置することでこの課題に対処しました。現在、NAMI-018 木材トラックの出力は 125 馬力に増加しています。

しかし、蒸気発生器トラックは国中に普及する時間がなく、前世紀の 50 年代後半にすべて廃棄されました。

しかし、蒸気発生器トラックは国中に普及する時間がなく、前世紀の 50 年代後半にすべて廃棄されました。ただし、ガス発生器と併用。自動車の改造コスト、経済効果、使いやすさは、ガソリン車と比較して労働集約的であり、疑問があったためです。ディーゼルトラック。さらに、この時までにソビエト連邦では石油生産がすでに確立されていました。

速くて手頃な価格の最新の蒸気自動車

蒸気機関車のアイデアが永遠に忘れられるとは思わないでください。現在、ガソリンやディーゼル燃料で動作する内燃エンジンに代わるエンジンへの関心が大幅に高まっています。世界の石油埋蔵量は無限ではありません。はい、石油製品の価格は上昇し続けています。設計者たちは内燃機関を改良しようと懸命に努力したため、アイデアは限界に近づきました。

電気自動車、水素自動車、ガソリン自動車、蒸気自動車が再び話題になっています。こんにちは、忘れられた19世紀！

現在、ガソリンやディーゼル燃料で動作する内燃エンジンに代わるエンジンへの関心が大幅に高まっています。

英国の技術者 (またも英国!) が蒸気エンジンの新しい機能を実証しました。彼がインスピレーションを作成したのは、蒸気機関車の関連性を示すためだけではありませんでした。彼の発案は記録のために作られました。 274 km/h – これは、高さ 7.6 メートルの自動車に搭載された 12 個のボイラーによって加速される速度です。液化ガスの蒸気温度は、わずか 40 リットルの水で瞬時に 400℃ に達します。考えてみてください。ロケットが打ち立てた蒸気自動車の速度記録を破るには、103 年の歴史がかかりました。

最新の蒸気発生器では、粉末状の石炭や他の安価な燃料 (重油、液化ガスなど) を使用できます。これが、蒸気自動車がこれまで、そしてこれからも人気がある理由です。

しかし、環境に優しい未来が来るためには、再び石油ロビイストの抵抗を克服する必要がある。

このタイトルの記事は、雑誌「発明家と革新者」第 7 号、1967 年に掲載されました。もし蒸気機関が忘れ去られることなく改良され続けていたら、今日では競争力を失っていただろう、と同紙は述べている。

自動車産業が急速に発展し、内燃機関 (ICE) が完全に開発されたにもかかわらず、蒸気エンジンの話題は依然としてさまざまな出版物に繰り返し登場し、世間の注目を集めようとしています。これは何が原因でしょうか?

まず第一に、重大な欠点にもかかわらず、蒸気エンジンには人類が知っている他のエンジンにはない非常に重要な利点があります。シンプルさ、信頼性、耐久性、低コスト、環境性、静音性を極限まで追求した設計です。高効率などなど。偉大なアインシュタインでさえ、「完璧とは、これ以上付け加えるものが何もないときではなく、これ以上取り除くものが何もないときである。」と言いました。蒸気エンジンのすべてが非常に機能的であるため、実際に奪うものは何もありません。現代の内燃機関それどころか、多くの追加要素が「詰め込まれ」ており、補助機構そして、これ以上追加するものは何もないと思われる楽器。

しかし、これらはすべて、他のことに比べれば取るに足らない些細なことです。交通ガス私たちの地球上のすべての生命にとって破壊的です。車が贅沢品であり、誰もが車を購入できるわけではなかった頃、車の台数はまだ少なく、車が人にも野生動物にも重大な危害を与えることはありえませんでした。今日、状況は変わりました。車が贅沢品ではなくなって久しい（非常に高価な車もあるが、独占モデル）そして本当にそうです必要な手段平均的な、あるいはそれほど平均的ではない収入の多くの人々にとって、非常にアクセスしやすい運動です。これは、車の数が年々増加しているという事実につながり、これは周囲のあらゆるものに害を及ぼすことを意味します。排ガス、何倍にも増えます。これは、大都市や交通量の多い高速道路で特に顕著です。環境保護活動家たちは警鐘を鳴らしており、すべての生き物は大量の車の排気ガスで死に、建物は破壊され、路面は悪化し、有毒な霧の雲が空中に漂っています。

一部の自動車会社はこの問題の解決に積極的に取り組んでおり、環境に優しい製品を提供しようとしています。きれいな車、または少なくとも内燃機関からの排気ガスによって引き起こされる害を軽減します。しかし、これらの試みはすべて効果がないことが判明しました。一方、蒸気エンジンの使用現代の車現代的な解釈では、環境問題を比較的短期間で完全に解決することが可能になります。

前世紀の 80 年代に遡ると、雑誌「Technology of Youth」の号の 1 つに「Steam Again」という記事が掲載され、そこでは道路輸送における蒸気エンジンの使用の可能性についても議論されていました。この記事では、フォルクスワーゲンビートルを改造して蒸気エンジンを組み込んだドイツの発明家について言及しました。

判明しましたユニークな車すごいと技術特性。従来の大型の蒸気ボイラーの代わりに、発明者は同様の設計のコンパクトな装置を設置しました。車のラジエーター。フォルクスワーゲンのガソリンエンジンは再構築され、一部の部品が強化されました。液体は蒸気を生成するために使用されました燃料インジェクター。点火はグロープラグを使用して行われました。暖機して 70 気圧の作動蒸気圧に達するまでに 5 ～ 7 分かかりました。エンジン出力は40馬力だったが、240馬力となった。車は、動き始めた瞬間を判断できないほどスムーズに発進したり、車輪のゴムが耐えられないほど急激に「突進」したりする可能性があります。フル前進速度では、ドライバーはスチームレバーをフルに簡単に切り替えることができます。逆行する。新車のプロのテストドライバーは、蒸気機関のフォルクスワーゲンを運転した経験があり、多くの車に特徴を与えたと主張する熱狂的なレビューを書きました。滑らかな走り、静かさ、トルクフルさなど、その良さが本当に分かるのは蒸気自動車を運転してからです。

民俗職人による自家製蒸気自動車の製作例はそれほど多くありませんが、今でもその独特の特性を持つ蒸気自動車の支持者がおり、この記事の著者もその一人です。忘れ去られた蒸気機関の何が私たちを惹きつけるのでしょうか？まず第一に、その極めてシンプルさと信頼性です。ある英国人は 40 年間蒸気自動車を運転しましたが、その間ずっとエンジンを一度も覗いたことはありませんでした。誰から最新のドライバー同じことを自慢できますか？さらに、これは今日非常に重要なことですが、蒸気エンジンは、ほとんどすべての最も安価な燃料で動作でき、燃料は特別な火室で燃焼し、完全に燃焼し、有害な廃棄物がないため、環境に悪影響を及ぼしません。内燃機関からの排気ガスはなぜ有害なのでしょうか環境? 燃料は完全には燃焼せず、ガスとともに燃料残留物が噴霧されたエアロゾル状態で空気中に放出されるためです。これらの油の脂肪微粒子は、人間やすべての生き物の肺に付着します。路面、植物について。家や周囲のすべてのものを厚い油膜で覆い、すべての生き物を破壊します。

かつて、蒸気機関は内燃機関を支持して放棄されました。その理由は、内燃機関にはさまざまな欠点がありましたが、内燃機関の方がはるかにコンパクトであり、これが特に重要だったからです。道路輸送蒸気機関車は長い間使われていたため、鉄道、蒸気船も。それはすべて、大型の蒸気ボイラーのせいでした。

最新の技術により、蒸気エンジンの過去の欠点を簡単に解消し、複雑で高価な内燃エンジンを簡単に置き換えることができる、コンパクトで経済的、シンプルで信頼性の高いエンジンを作成することが可能になりました。たとえば、以前の蒸気ボイラーを車のラジエーターほどのコンパクトな熱交換器に置き換えることはかなり可能です。低品位の液体燃料またはガスを燃料として使用できます。蒸気機関車が走行中に、高温の蒸気の雲の放出を伴い、かなり大きな「パフ」という音を立てることは誰もが知っています。この欠点も簡単に解消できます。廃蒸気を水タンク内の給水の加熱に誘導することで燃料消費量を大幅に節約でき、同時に蒸気の脈動を均一にしてジェット出力をより均一にし、騒音を大幅に低減できます。

蒸気ロータリーエンジンと蒸気アキシャルピストンエンジン

蒸気ロータリーエンジン（回転式蒸気機関）は、パワーマシン、その生産の開発は現在まで適切な開発を受けていません。

一方で、ロータリーエンジンのさまざまな設計は 19 世紀の最後の 3 分の 1 に存在し、電気エネルギーを生成し、あらゆる種類の物体に動力を供給する目的でダイナモを駆動するなど、うまく機能していました。しかし、このような蒸気機関（蒸気機関）の製造の品質と精度は非常に原始的であったため、効率が低く、出力も低かったです。それ以来、小型の蒸気エンジンは過去のものになりましたが、本当に非効率で将来性のないピストン蒸気エンジンとともに、将来性のある蒸気ロータリーエンジンも過去のものになりました。

その主な理由は、19 世紀後半の技術レベルでは、真に高品質で強力で耐久性のあるロータリーエンジンを作ることができなかったことです。
したがって、あらゆる種類の蒸気エンジンと蒸気機械のうち、蒸気タービン膨大な電力（20MW以上）があり、今日では我が国の発電量の約75％を占めています。蒸気タービンをさらに増やすハイパワーミサイルを搭載した戦闘潜水艦や大型の北極砕氷船の原子炉からエネルギーを供給します。でもそれだけです巨大な車。蒸気タービンは、サイズが小さくなるにつれて効率が大幅に低下します。

…。そのため、安価な固形燃料やさまざまな可燃性廃棄物の燃焼から得られる蒸気を有効利用できる、動力蒸気エンジンや出力 2000 ～ 1500 kW (2 ～ 1.5 mW) 未満の蒸気エンジンは世界中に存在しません。。
今日のこの空の技術分野（そして製品の供給が非常に必要とされているまったく需要のない商業的ニッチ市場）、低出力パワー機械のこのニッチ市場において、蒸気ロータリーエンジンはまさにその地位を確立することができ、またそうすべきである。価値のある場所。そして、その必要性は我が国だけでも何万台にも及びます...特に自律発電や独立電源用の中小型動力機械は、大都市から離れた地域の中小企業や小規模企業で必要とされています。大規模な発電所: - 小さな製材所、人里離れた鉱山、野外キャンプや森林区画など。
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ロータリー蒸気エンジンが、最も近い親戚であるレシプロ蒸気エンジンや蒸気タービンの形式の蒸気エンジンよりも優れている要因を見てみましょう。
… — 1) ロータリーエンジンは、ピストンエンジンのような容積式動力機械です。それらの。蒸気は蒸気タービンのように一定の豊富な流量ではなく、厳密に定量的に作動キャビティに時々供給されるため、単位電力あたりの蒸気消費量が低くなります。そのため、蒸気ロータリーエンジンは、単位出力あたり蒸気タービンよりもはるかに経済的です。
— 2) ロータリー蒸気エンジンには、ピストン蒸気エンジンよりも大幅に (数倍) 大きなガス作用力が作用する肩部 (トルク肩部) があります。したがって、発生する出力は蒸気ピストンエンジンよりもはるかに高くなります。
— 3) ロータリー蒸気エンジンは、ピストン蒸気エンジンよりもはるかに長いストロークを持っています。蒸気の内部エネルギーのほとんどを次のエネルギーに変換する能力を持っています。役に立つ仕事.
— 4) 蒸気ロータリーエンジンは、蒸気のかなりの部分が蒸気ロータリーエンジンの作動セクション内で直接水に凝縮することを困難にすることなく、飽和 (湿った) 蒸気で効果的に動作できます。これも増えます稼働効率蒸気ロータリーエンジンを使用した蒸気発電所。
— 5 ) 蒸気ロータリーエンジンは、従来の機関車型蒸気エンジンの低速すぎるピストンエンジン(毎分200～600回転)とは対照的に、発電に最適な毎分2～3千回転の速度で動作します。、または高速すぎるタービン（毎分1万〜2万回転）から。

同時に、蒸気ロータリーエンジンは技術的には製造が比較的簡単であるため、製造コストが比較的低くなります。製造コストが非常に高い蒸気タービンとは対照的です。

この記事の簡単な要約 - 蒸気ロータリーエンジンは、固体燃料や可燃性廃棄物の燃焼熱から蒸気圧を変換する非常に効率的な蒸気動力機械です。機械力そして電気エネルギーへ。

このサイトの著者は、蒸気ロータリーエンジンの設計のさまざまな側面に関する発明に関して、すでに 5 つ以上の特許を取得しています。出力が 3 ～ 7 kW の小型ロータリーエンジンも多数生産されています。出力 100 ～ 200 kW の蒸気ロータリーエンジンの設計が現在進行中です。
しかし、ロータリーエンジンには「一般的な欠点」があります。それは、シールシステムが複雑であり、小型エンジンの場合、製造コストが非常に複雑で小型すぎることが判明します。

同時に、このサイトの著者は、ピストンの反対方向の動きを備えた蒸気アキシャルピストンエンジンを開発しています。このレイアウトすべてのバリエーションの中で最もエネルギー効率の高いバリエーションです可能なスキームピストンシステムの採用。
これらの小型エンジンは、いくぶん安価でシンプルです。回転モーターそして彼らが使用するシールは最も伝統的で最もシンプルなものです。

以下は小型アキシャルピストンの使用ビデオです。ボクサーエンジンピストンの反対運動を伴います。

現在、このような３０ｋＷのアキシャルピストン対向エンジンが製造されている。摩擦対において蒸気エンジンの速度は内燃機関の速度の 3 ～ 4 分の 1 であるため、エンジンの寿命は数十万時間と予想されます。」ピストンシリンダー「真空環境下でイオンプラズマ窒化処理を施し、摩擦面の硬度は62～64HRC単位となります。窒化法による表面硬化処理の詳細は、をご覧ください。

これは、反対方向に動くピストンを備えた同様のアキシャルピストンボクサーエンジンの動作原理のアニメーションです。

ちょうど 212 年前の 1801 年 12 月 24 日、イギリスの小さな町カンボーンで、整備士のリチャード・トレビシックは、蒸気機関犬用カート。今日、この出来事は簡単に注目すべきものとして分類されるかもしれませんが、特に蒸気エンジンは以前から知られており、車両 (ただし、車と呼ぶのは非常に言い過ぎですが) にも使用されていたため、重要ではありません... しかし、興味深い点は次のとおりです。今技術の進歩 19世紀初頭の蒸気とガソリンの大「戦い」の時代を著しく彷彿とさせる状況を作り出した。電池、水素、バイオ燃料だけが戦わなければならない。すべてがどのように終わるのか、そして誰が勝つのか知りたいですか? ヒントは与えません。ヒントを言わせてください：テクノロジーはそれとは何の関係もありません...

1. 蒸気エンジンの流行は過ぎ、内燃エンジンの時代が到来しました。念のために繰り返しますが、1801 年、8 人の乗客を比較的快適にゆっくりと乗せることができる四輪馬車がカンボーンの街を走りました。この車は単気筒の蒸気エンジンで駆動され、燃料は石炭でした。蒸気車両の製造は熱心に始まり、19世紀の20年代にはすでに蒸気乗合バスが最高時速30kmの速度で乗客を輸送し、修理間の平均走行距離は2.5〜3千kmに達しました。

次に、この情報を他の情報と比較してみましょう。同じ1801年に、フランス人のフィリップ・ルボンがこのデザインの特許を取得しました。ピストンエンジン照明ガスを動力源とする内燃機関。たまたま、その 3 年後にルボンが亡くなり、他の人が彼が提案した技術的解決策を開発しなければならなくなりました。ベルギーの技術者ジャン・エティエンヌ・ルノワールが電気火花点火式のガスエンジンを組み立て、その設計を車両への搭載に適したレベルにまで引き上げたのは 1860 年のことです。

つまり、自動車の蒸気機関と内燃機関はほぼ同じ時代にあるのです。当時のその設計の蒸気エンジンの効率は約 10% でした。エンジン効率レノアはわずか4％だった。わずか 22 年後の 1882 年までに、アウグストオットーはそれを大幅に改良し、現在のガソリンエンジンの効率は 15% にも達しました。

2. 蒸気牽引は進歩の歴史のほんの一瞬にすぎません。 1801 年に始まり、蒸気輸送の歴史はほぼ 159 年間にわたって活発に続きました。 1960 年 (!)、アメリカでは蒸気エンジンを搭載したバスやトラックがまだ製造されていました。この時代に蒸気機関は大幅に改良されました。 1900 年には、米国の自動車車両の 50% が蒸気機関車でした。すでにその年には、蒸気、ガソリン、そして注目すべきものの間で競争が生じていました。 - 電気馬車。フォードの T 型が市場で成功し、蒸気機関が敗北したかに見えた後、前世紀の 20 年代に蒸気自動車の人気が新たに高まりました。蒸気自動車の燃料 (重油、灯油) のコストが大幅に安くなりました。ガソリン代よりも。

1927 年まで、スタンレー社は年間約 1,000 両の蒸気自動車を生産していました。イギリスでは、蒸気トラックは 1933 年までガソリントラックとの競争に成功しましたが、当局が重税を導入したためだけに負けました。貨物輸送米国からの液体石油製品の輸入関税を引き下げる。

3. 蒸気エンジンは非効率で不経済です。はい、かつてはこんな感じでした。廃蒸気を大気中に放出する「古典的な」蒸気エンジンの効率は 8% にすぎません。ただし、凝縮器とプロファイルされた流路を備えた蒸気エンジンの効率は最大 25 ～ 30% です。蒸気タービンは 30 ～ 42% を供給します。ガスタービンと蒸気タービンを組み合わせて使用する複合サイクルプラントの効率は最大 55 ～ 65% です。後者の状況により、BMW のエンジニアはこの方式を自動車に使用するためのオプションを検討し始めました。ちなみに現代の効率はガソリンエンジンは34％です。

蒸気エンジンの製造コストは常にキャブレターのコストよりも低く、ディーゼルエンジン同じ力。過熱 (乾) 蒸気の閉サイクルで作動し、最新のシステム潤滑、高品質ベアリング、動作サイクルを調整するための電子システムは、以前のレベルのわずか 40% です。

4. 蒸気エンジンがゆっくりと始動します。そしてこれはかつて... 量産車スタンレー社は10分から20分間「カップルを別居」した。ボイラーの設計を改善し、カスケード加熱モードを導入したことにより、準備時間を 40 ～ 60 秒に短縮することができました。

5. 蒸気機関車はのんびりしすぎます。これは間違っています。 1906 年の速度記録 - 205.44 km/h - は蒸気自動車によるものです。当時の車は、ガソリンエンジン彼らはそんなに速く運転する方法を知りませんでした。 1985 年、蒸気自動車は時速 234.33 km で走行しました。そして 2009 年に、英国の技術者のグループが 360 馬力の蒸気ドライブを備えた蒸気タービン「自動車」を設計しました。記録を持って動けたSさん平均速度レース中 – 241.7 km/h。

6. 蒸気機関車は煙を出して見苦しい。煙突から煙と火の濃い雲を吐き出す最初の蒸気車を描いた古代の図面を見れば (ちなみに、これは最初の「蒸気機関」の火室の不完全性を示しています)、蒸気エンジンと煤はそこから来ていました。

について外観車の場合、ここでの問題は、もちろんデザイナーのレベルによって異なります。アブナー・ドーブル（米国）の蒸気自動車が醜いと言う人はいないでしょう。それどころか、現代の基準から見てもエレガントです。そして、彼らはまた、静かに、スムーズに、そして速く、最大130 km / hで運転しました。

興味深いことに、この分野における最新の研究は水素燃料のために車のエンジン古典的なピストン蒸気エンジン、特に蒸気タービン機械の燃料としての水素は、絶対的な環境への優しさを保証します。このようなモーターから出る「煙」は…水蒸気です。

7. 蒸気機関は気まぐれです。それは本当ではない。構造的には内燃エンジンよりもはるかに単純であり、それ自体がより高い信頼性と気取らないことを意味します。蒸気エンジンの耐用年数は、連続運転で数万時間に及びますが、これは他のタイプのエンジンでは一般的ではありません。しかし、問題はそれだけではありません。動作原理により、蒸気エンジンは大気圧が低下しても効率が低下しません。このため、蒸気機関車は高地や険しい峠での使用に非常に適しています。

もう一つ注目すべき点は興味深いです有用な特性ちなみに、蒸気エンジンは直流電気モーターに似ています。シャフト速度が低下すると (たとえば、負荷が増加すると)、トルクが増加します。この特性により、蒸気エンジンを搭載した自動車は基本的にギアボックスを必要としません。機構自体は非常に複雑で、場合によっては気まぐれなものです。