Mūsdienīgs tvaika dzinējs automašīnai. Tvaika dzinējs “dari pats”: detalizēts apraksts, rasējumi

27.03.2019

Salons

Tvaika dzinēji tika izmantoti kā piedziņas dzinējs sūkņu stacijās, lokomotīvēs, uz tvaika kuģiem, traktoriem, tvaika mašīnas mobilajiem tālruņiem un citiem transportlīdzekļiem. Tvaika dzinēji veicināja iekārtu plašu komerciālu izmantošanu uzņēmumos un bija 18. gadsimta industriālās revolūcijas enerģētikas pamats. Vēlāk tvaika dzinējus aizstāja iekšdedzes dzinēji, tvaika turbīnas, elektromotori un kodolreaktori, kas ir efektīvāki.

Tvaika dzinējs darbībā

izgudrojums un attīstība

Pirmo zināmo ierīci, ko darbina ar tvaiku, aprakstīja Aleksandrijas Herons pirmajā gadsimtā, tā saukto "Gārņa vannu" jeb "eolipilu". Tvaiks, kas tangenciāli izplūst no sprauslām, kas piestiprinātas pie lodes, lika pēdējai griezties. Tiek pieņemts, ka tvaika pārvēršana mehāniskā kustībā bija zināma Ēģiptē romiešu valdīšanas laikā un tika izmantota vienkāršās ierīcēs.

Pirmie rūpnieciskie dzinēji

Neviena no aprakstītajām ierīcēm faktiski nav izmantota kā līdzeklis noderīgu problēmu risināšanai. Pirmais ražošanā izmantotais tvaika dzinējs bija "ugunsdzēsēju mašīna", ko 1698. gadā izstrādāja angļu militārais inženieris Tomass Saverijs. Saverijs saņēma patentu savai ierīcei 1698. gadā. Tas bija virzuļa tvaika sūknis, un acīmredzot ne pārāk efektīvs, jo tvaika siltums tika zaudēts katru reizi, kad tvertne tika atdzesēta, un diezgan bīstams ekspluatācijā, jo augstā tvaika spiediena dēļ dažreiz tvertnes un dzinēja cauruļvadi eksplodēja. Tā kā šo ierīci varēja izmantot gan ūdensdzirnavu riteņu pagriešanai, gan ūdens izsūknēšanai no raktuvēm, izgudrotājs to nosauca par "kalnraču draugu".

Tad angļu kalējs Tomass Ņūkomens 1712. gadā demonstrēja savu " atmosfēriskais dzinējs", kas bija pirmais tvaika dzinējs, pēc kura varēja būt komerciāls pieprasījums. Tas bija Savery tvaika dzinēja uzlabojums, kurā Newcomen būtiski samazināja tvaika darba spiedienu. Ņūkmens, iespējams, balstījās uz Papina eksperimentu aprakstu, ko veica Londonas Karaliskā biedrība, un tas viņam, iespējams, bija pieejams ar sabiedrības biedra Roberta Huka starpniecību, kurš strādāja ar Papinu.

Newcomen tvaika dzinēja diagramma.
– Tvaiks ir parādīts purpursarkanā krāsā, ūdens – zilā krāsā.
– Atvērtie vārsti ir parādīti zaļā krāsā, slēgtie – sarkanā krāsā

Pirmais Newcomen dzinēja pielietojums bija ūdens sūknēšana no dziļas raktuves. Raktuvju sūknī šūpuļkrēsls bija savienots ar stieni, kas nolaidās raktuvēs uz sūkņa kameru. Vilces virziena kustības tika pārnestas uz sūkņa virzuli, kas piegādāja ūdeni uz augšu. vārsti agrīnie dzinēji Newcomen atvērts un aizvērts manuāli. Pirmais uzlabojums bija vārstu automatizācija, ko darbināja pati mašīna. Leģenda vēsta, ka šo uzlabojumu 1713. gadā veicis zēns Hamfrijs Poters, kuram nācies atvērt un aizvērt vārstus; kad viņam tas apnika, viņš sasēja ar virvēm vārstu rokturus un devās spēlēties ar bērniem. 1715. gadā jau tika izveidota sviras vadības sistēma, ko darbināja paša dzinēja mehānisms.

Pirmo divu cilindru vakuuma tvaika dzinēju Krievijā konstruēja mehāniķis I. I. Polzunovs 1763. gadā un uzbūvēja 1764. gadā, lai darbinātu pūtēja silfonus Barnaulas Kolivano-Voskresenskas rūpnīcās.

Hamfrijs Geinsboro 1760. gados uzbūvēja kondensatora tvaika dzinēja modeli. 1769. gadā skotu mehāniķis Džeimss Vats (iespējams, izmantojot Geinsboro idejas) patentēja pirmos būtiskos Newcomen vakuuma dzinēja uzlabojumus, kas padarīja to daudz efektīvāku degvielas patēriņu. Vata ieguldījums bija vakuuma dzinēja kondensācijas fāzes atdalīšana atsevišķā kamerā, kamēr virzulis un cilindrs bija tvaika temperatūrā. Vats pievienoja vēl dažus Newcomen dzinējam svarīgas detaļas: ievietoja virzuli cilindra iekšpusē, lai izvadītu tvaiku, un pārveidoja virzuļa turp-kustīgo kustību piedziņas riteņa rotācijas kustībā.

Pamatojoties uz šiem patentiem, Vats Birmingemā uzbūvēja tvaika dzinēju. Līdz 1782. gadam Watt tvaika dzinējs bija vairāk nekā 3 reizes efektīvāks nekā Newcomen. Watt dzinēja efektivitātes uzlabošana noveda pie tvaika enerģijas izmantošanas rūpniecībā. Turklāt atšķirībā no Newcomen dzinēja vatu dzinējs ļāva pārraidīt rotācijas kustību, savukārt agrīnajos tvaika dzinēju modeļos virzulis tika savienots ar sviru, nevis tieši pie savienojuma stieņa. Šim dzinējam jau bija galvenās mūsdienu tvaika dzinēju īpašības.

Vēl viens efektivitātes pieaugums bija augstspiediena tvaika izmantošana (amerikānis Olivers Evans un anglis Ričards Trevitiks). R. Trevitiks veiksmīgi uzbūvēja augstspiediena rūpnieciskos vientaktu dzinējus, kas pazīstami kā "Kornvolas dzinēji". Tie darbojās pie 50 psi jeb 345 kPa (3,405 atmosfēras). Tomēr, palielinoties spiedienam, pastāvēja arī lielākas sprādzienbīstamības briesmas mašīnās un katlos, kas sākotnēji izraisīja daudzas avārijas. No šī viedokļa vissvarīgākais augstspiediena iekārtas elements bija drošības vārsts, kas atbrīvoja lieko spiedienu. Uzticama un droša darbība sākās tikai ar pieredzes uzkrāšanu un iekārtu būvniecības, ekspluatācijas un apkopes procedūru standartizāciju.

Franču izgudrotājs Nikolass Džozefs Kņjo 1769. gadā demonstrēja pirmo darbojošos pašgājēju tvaika transportlīdzekli: "fardier à vapeur" (tvaika ratiņus). Varbūt viņa izgudrojumu var uzskatīt par pirmo automašīnu. Pašgājējs tvaika traktors izrādījās ļoti noderīgs kā mobils mehāniskās enerģijas avots, kas iedarbināja citas lauksaimniecības mašīnas: kuļmašīnas, preses u.c. 1788. gadā Džona Fiča būvētais tvaikonis jau kursēja regulārā reisā. Delavēras upe starp Filadelfiju (Pensilvānija) un Bērlingtonu (Ņujorkas štats). Viņš pacēla uz kuģa 30 pasažierus un devās ar ātrumu 7-8 jūdzes stundā. J. Fiča tvaikonis nebija komerciāli veiksmīgs, jo labs sauszemes ceļš konkurēja ar tā maršrutu. 1802. gadā skotu inženieris Viljams Simingtons uzbūvēja konkurētspējīgu tvaikoni, bet 1807. gadā amerikāņu inženieris Roberts Fultons izmantoja vatu tvaika dzinēju, lai darbinātu pirmo komerciāli veiksmīgo tvaika laivu. 1804. gada 21. februārī pirmā pašpiedziņas dzelzceļa tvaika lokomotīve, ko uzbūvēja Ričards Trevitiks, tika izstādīta Penydarren čuguna rūpnīcā Merthyr Tydfil Dienvidvelsā.

Virzuļa tvaika dzinēji

Virzuļa dzinēji izmanto tvaika jaudu, lai pārvietotu virzuli noslēgtā kamerā vai cilindrā. Virzuļa kustību var mehāniski pārveidot par lineāru kustību virzuļu sūkņi vai rotācijas kustībā, lai darbinātu darbgaldu vai transportlīdzekļu riteņu rotējošās daļas.

vakuuma mašīnas

Agrīnās tvaika dzinējus sākumā sauca par "ugunsdzēsības dzinējiem", kā arī par "atmosfēras" vai "kondensācijas" vatu dzinējiem. Viņi strādāja pēc vakuuma principa un tāpēc ir pazīstami arī kā " vakuuma motori". Šādas mašīnas strādāja, lai darbinātu virzuļsūkņus, katrā ziņā nekas neliecina, ka tās būtu izmantotas citiem mērķiem. Vakuuma tipa tvaika dzinēja darbības laikā tvaika cikla sākumā zems spiediens tiek ievadīts darba kamerā vai cilindrā. Pēc tam ieplūdes vārsts aizveras, un tvaiks atdziest un kondensējas. Newcomen dzinējā dzesēšanas ūdens tiek izsmidzināts tieši cilindrā, un kondensāts izplūst kondensāta savācējā. Tas rada vakuumu cilindrā. Atmosfēras spiediens cilindra augšpusē nospiež virzuli un izraisa tā kustību uz leju, tas ir, jaudas gājienu.

Mašīnas darba cilindra pastāvīga dzesēšana un uzsildīšana bija ļoti izšķērdīga un neefektīva, tomēr šie tvaika dzinēji ļāva sūknēt ūdeni no lielāka dziļuma, nekā tas bija iespējams pirms to parādīšanās. gadā parādījās tvaika dzinēja versija, ko Vats radīja sadarbībā ar Metjū Bultonu, kuras galvenais jauninājums bija kondensācijas procesa noņemšana īpašā atsevišķā kamerā (kondensatorā). Šī kamera tika ievietota auksta ūdens vannā un savienota ar cilindru ar cauruli, kas noslēgta ar vārstu. Kondensācijas kamerai tika pievienots īpašs mazs vakuumsūknis (kondensāta sūkņa prototips), ko darbināja svira un izmantoja kondensāta izvadīšanai no kondensatora. Iegūtais karsts ūdens tika piegādāts ar speciālu sūkni (padeves sūkņa prototipu) atpakaļ uz katlu. Vēl viens radikāls jauninājums bija darba cilindra augšējā gala slēgšana, kura augšpusē tagad atradās zemspiediena tvaiks. Tas pats tvaiks atradās cilindra dubultajā apvalkā, saglabājot nemainīgu temperatūru. Virzuļa kustības laikā šis tvaiks caur īpašām caurulēm tika pārnests uz cilindra apakšējo daļu, lai nākamajā gājienā tas kondensētos. Mašīna faktiski vairs nebija "atmosfēriska", un tās jauda tagad bija atkarīga no spiediena starpības starp zema spiediena tvaiku un vakuumu, ko varēja iegūt. Newcomen tvaika dzinējā virzulis tika ieeļļots ar nelielu ūdens daudzumu, kas uzliets virsū, Watt dzinējā tas kļuva neiespējams, jo tvaiks tagad atradās cilindra augšējā daļā, bija jāpārslēdzas uz eļļošanu ar tauku un eļļas maisījums. Tāda pati smērviela tika izmantota cilindra stieņa blīves kārbā.

Vakuuma tvaika dzinēji, neskatoties uz acīmredzamajiem to efektivitātes ierobežojumiem, bija salīdzinoši droši, izmantojot zema spiediena tvaiku, kas diezgan atbilst 18. gadsimta katlu tehnoloģijas vispārējam zemajam līmenim. Iekārtas jaudu ierobežoja zemais tvaika spiediens, cilindra izmērs, degvielas sadegšanas un ūdens iztvaikošanas ātrums katlā, kā arī kondensatora izmērs. Maksimālo teorētisko efektivitāti ierobežoja salīdzinoši nelielā temperatūras starpība abās virzuļa pusēs; tas padarīja rūpnieciskai lietošanai paredzētās vakuuma iekārtas pārāk lielas un dārgas.

Saspiešana

Tvaika dzinēja cilindra izplūdes logs aizveras nedaudz pirms virzulis sasniedz savu galējā pozīcija, kas atstāj nedaudz izplūdes tvaiku cilindrā. Tas nozīmē, ka darbības ciklā ir saspiešanas fāze, kas veido tā saukto “tvaika spilvenu”, kas palēnina virzuļa kustību tā galējās pozīcijās. Tas arī novērš pēkšņu spiediena kritumu pašā ieplūdes fāzes sākumā, kad cilindrā nonāk svaigs tvaiks.

Avanss

Aprakstīto "tvaika spilvena" efektu pastiprina arī fakts, ka svaiga tvaika ieplūde cilindrā sākas nedaudz agrāk, nekā virzulis sasniedz galējo stāvokli, tas ir, notiek ieplūdes zināma virzība. Šis pavērsiens ir nepieciešams, lai pirms virzulis sāk savu darba gājienu svaiga tvaika iedarbībā, tvaikam būtu laiks aizpildīt mirušo telpu, kas radās iepriekšējās fāzes rezultātā, tas ir, ieplūdes-izplūdes kanālus un cilindra tilpums, kas nav izmantots virzuļa kustībai.

vienkāršs pagarinājums

Vienkārša izplešanās pieņem, ka tvaiks darbojas tikai tad, kad tas izplešas cilindrā, un izplūdes tvaiki tiek izvadīti tieši atmosfērā vai nonāk īpašā kondensatorā. Pēc tam tvaika atlikušo siltumu var izmantot, piemēram, telpas vai transportlīdzekļa sildīšanai, kā arī katlā ienākošā ūdens priekšsildīšanai.

Savienojums

Izplešanās procesā augstspiediena iekārtas cilindrā tvaika temperatūra pazeminās proporcionāli tā izplešanās procesam. Tā kā nav siltuma apmaiņas (adiabātiskais process), izrādās, ka tvaiks iekļūst cilindrā augstākā temperatūrā nekā tas iziet no tā. Šādas temperatūras svārstības cilindrā noved pie procesa efektivitātes samazināšanās.

Vienu no metodēm šīs temperatūras starpības novēršanai 1804. gadā ierosināja angļu inženieris Arturs Vulfs, kurš patentēja Wulff augstspiediena maisījuma tvaika dzinējs. Šajā mašīnā augstas temperatūras tvaiks no tvaika katla iekļuva augstspiediena cilindrā, un pēc tam tajā izplūdušais tvaiks zemākā temperatūrā un spiedienā nonāca zemspiediena cilindrā (vai cilindros). Tas samazināja temperatūras kritumu katrā cilindrā, kas kopumā samazināja temperatūras zudumus un uzlaboja kopējo koeficientu noderīga darbība tvaika dzinējs. Zema spiediena tvaikam bija lielāks tilpums, un tāpēc tam bija nepieciešams lielāks cilindra tilpums. Tāpēc saliktajās iekārtās zemspiediena cilindriem bija lielāks diametrs (un dažreiz arī garāks) nekā augstspiediena cilindriem.

Šo izkārtojumu sauc arī par "dubulto izplešanos", jo tvaika izplešanās notiek divos posmos. Dažreiz viens augstspiediena balons tika savienots ar diviem zemspiediena baloniem, kā rezultātā tika iegūti trīs aptuveni vienāda izmēra baloni. Šādu shēmu bija vieglāk sabalansēt.

Divu cilindru maisīšanas mašīnas var klasificēt kā:

Krusta savienojums- Cilindri atrodas blakus, to tvaiku vadošie kanāli ir šķērsoti.
Tandēma savienojums- Cilindri ir sakārtoti sērijveidā un izmanto vienu stieni.
Leņķa savienojums- Cilindri atrodas viens pret otru leņķī, parasti 90 grādu leņķī, un darbojas ar vienu kloķi.

Pēc 1880. gadiem saliktie tvaika dzinēji kļuva plaši izplatīti ražošanā un transportēšanā, un kļuva par praktiski vienīgo veidu, ko izmantoja tvaika laivās. To izmantošana tvaika lokomotīvēs nebija tik plaši izplatīta, jo izrādījās pārāk sarežģīta, daļēji tāpēc, ka dzelzceļa transporta tvaika dzinēji ir sarežģīti ekspluatācijā. Lai gan saliktās lokomotīves nekad nav kļuvušas par galveno parādību (īpaši Apvienotajā Karalistē, kur tās bija ļoti reti sastopamas un pēc 20. gadsimta 30. gadiem vispār netika izmantotas), tās ieguva zināmu popularitāti vairākās valstīs.

Daudzkārtēja paplašināšana

Trīskāršās izplešanās tvaika dzinēja vienkāršota diagramma.
Augstspiediena tvaiks (sarkans) no katla iet caur iekārtu, atstājot kondensatoru zemā spiedienā (zilā krāsā).

Saliktās shēmas loģiskā attīstība bija papildu paplašināšanas posmu pievienošana tai, kas palielināja darba efektivitāti. Rezultātā tika izveidota vairākkārtēja paplašināšanas shēma, kas pazīstama kā trīskāršās vai pat četrkāršās paplašināšanas mašīnas. Šādi tvaika dzinēji izmantoja virkni cilindru dubultā darbība, kura apjoms palielinājās ar katru posmu. Dažreiz tā vietā, lai palielinātu zema spiediena cilindru tilpumu, tika izmantots to skaita palielinājums, tāpat kā dažās saliktajās mašīnās.

Labajā pusē redzams trīskāršās izplešanās tvaika dzinējs, kas darbojas. Tvaiks plūst caur iekārtu no kreisās puses uz labo. Katra cilindra vārstu bloks atrodas pa kreisi no attiecīgā cilindra.

Šāda veida tvaika dzinēju izskats kļuva īpaši aktuāls flotei, jo kuģu dzinēju izmēra un svara prasības nebija ļoti stingras, un pats galvenais, šī shēma ļāva ērti izmantot kondensatoru, kas atgriež izplūdes tvaiku formā. saldūdens atpakaļ uz katlu (katlu darbināšanai izmantot sāļo jūras ūdeni nebija iespējams). Uz zemes bāzētiem tvaika dzinējiem parasti nebija problēmas ar ūdens padevi, un tāpēc tie varēja izdalīt izplūdes tvaikus atmosfērā. Tāpēc šāda shēma viņiem bija mazāk aktuāla, īpaši ņemot vērā tās sarežģītību, izmēru un svaru. Vairāku izplešanās tvaika dzinēju dominēšana beidzās tikai ar tvaika turbīnu parādīšanos un plašu izmantošanu. Tomēr mūsdienu tvaika turbīnas tiek izmantots tāds pats plūsmas sadalīšanas princips augsta, vidēja un zema spiediena cilindros.

Tiešās plūsmas tvaika dzinēji

Tvaika dzinēji radās, mēģinot novērst vienu trūkumu, kas raksturīgs tvaika dzinējiem ar tradicionālo tvaika sadali. Fakts ir tāds, ka tvaiks parastajā tvaika dzinējā pastāvīgi maina kustības virzienu, jo viens un tas pats logs katrā cilindra pusē tiek izmantots gan tvaika ieplūdei, gan izplūdei. Kad izplūdes tvaiks atstāj cilindru, tas atdzesē tā sienas un tvaika sadales kanālus. Svaigs tvaiks attiecīgi tērē noteiktu enerģijas daļu to sildīšanai, kas noved pie efektivitātes pazemināšanās. Tvaika dzinējiem ir papildu pieslēgvieta, kuru katras fāzes beigās atver virzulis un caur kuru tvaiks iziet no cilindra. Tas uzlabo iekārtas efektivitāti, jo tvaiks pārvietojas vienā virzienā un cilindra sienu temperatūras gradients paliek vairāk vai mazāk nemainīgs. Vienreizējas izplešanās iekārtas uzrāda aptuveni tādu pašu efektivitāti kā saliktās iekārtas ar parasto tvaika sadali. Turklāt tie var darboties ar lielāku ātrumu, un tāpēc pirms tvaika turbīnu parādīšanās tos bieži izmantoja, lai darbinātu elektroenerģijas ģeneratorus, kuriem nepieciešams liels rotācijas ātrums.

Vienreizējas darbības tvaika dzinēji ir vai nu vienas, vai divkāršas darbības.

Tvaika turbīnas

Tvaika turbīna ir virkne rotējošu disku, kas fiksēti uz vienas ass, ko sauc par turbīnas rotoru, un virkne fiksētu disku, kas mainās ar tiem un ir piestiprināti pie pamatnes, ko sauc par statoru. Rotoru diskiem ir lāpstiņas ārējā pusē, uz šiem lāpstiņām tiek piegādāts tvaiks, kas griež diskus. Statora diskiem ir līdzīgi lāpstiņas, kas iestatītas pretējos leņķos, kas kalpo, lai novirzītu tvaika plūsmu uz nākamajiem rotora diskiem. Katru rotora disku un tam atbilstošo statora disku sauc par turbīnas pakāpi. Katras turbīnas pakāpju skaits un lielums ir izvēlēti tā, lai maksimāli palielinātu tvaika lietderīgo enerģiju ar ātrumu un spiedienu, kas tai tiek piegādāts. Izplūdes tvaiki, kas iziet no turbīnas, nonāk kondensatorā. Turbīnas griežas ar ļoti liels ātrums, un tāpēc, pārsūtot rotāciju uz citu aprīkojumu, parasti tiek izmantotas īpašas pakāpeniskas transmisijas. Turklāt turbīnas nevar mainīt savu griešanās virzienu, un bieži vien ir nepieciešami papildu reversie mehānismi (dažreiz tiek izmantoti papildu apgrieztās rotācijas posmi).

Turbīnas pārvērš tvaika enerģiju tieši rotācijā, un tām nav nepieciešami papildu mehānismi, lai pārvērstu turbīnas kustību rotācijā. Turklāt turbīnas ir kompaktākas nekā turbīnas, un tām ir pastāvīgs spēks uz izejas vārpstu. Jo turbīnās ir vairāk vienkāršs dizains tiem parasti ir nepieciešama mazāka apkope.

Cita veida tvaika dzinēji

Pieteikums

Tvaika dzinējus pēc to pielietojuma var klasificēt šādi:

Stacionāras mašīnas

tvaika āmurs

Tvaika dzinējs vecā cukurfabrikā, Kubā

Stacionāros tvaika dzinējus var iedalīt divos veidos atkarībā no lietošanas veida:

Mainīgas jaudas mašīnas, piemēram, velmētavas, tvaika vinčas un līdzīgas ierīces, kurām bieži jāapstājas un jāmaina virziens.
Spēka mašīnas, kas apstājas reti un kurām nav jāmaina griešanās virziens. Tie ietver spēka motorus spēkstacijās, kā arī rūpnieciskos motorus, ko izmantoja rūpnīcās, rūpnīcās un trošu dzelzceļos pirms elektriskās vilces plašas izmantošanas. Dzinēji zema jauda izmanto kuģu modeļos un īpašās ierīcēs.

Tvaika vinča būtībā ir stacionārs dzinējs, taču tā ir uzstādīta uz pamata rāmja, lai to varētu pārvietot. To var piestiprināt ar trosi pie enkura un pārvietot ar savu vilci uz jaunu vietu.

Transporta līdzekļi

Braukšanai tika izmantoti tvaika dzinēji dažādi veidi transportlīdzekļi, tostarp:

Zeme transportlīdzekļiem:
- tvaika mašīna
- tvaika traktors
- Tvaika ekskavators, un pat
Tvaika lidmašīna.

Krievijā pirmo darbojošos tvaika lokomotīvi 1834. gadā Ņižņijtagilas rūpnīcā uzbūvēja E. A. un M. E. Čerepanovi rūdas transportēšanai. Viņš attīstīja ātrumu 13 jūdzes stundā un pārvadāja vairāk nekā 200 mārciņas (3,2 tonnas) kravas. Pirmā dzelzceļa garums bija 850 m.

Tvaika dzinēju priekšrocības

Tvaika dzinēju galvenā priekšrocība ir tā, ka tās var izmantot gandrīz jebkuru siltuma avotu, lai to pārvērstu mehāniskā darbā. Tas tos atšķir no dzinējiem iekšējā degšana, kuru katram veidam ir nepieciešams izmantot noteikta veida degvielu. Šī priekšrocība ir visvairāk pamanāma, izmantojot kodolenerģiju, jo kodolreaktors nespēj ģenerēt mehānisko enerģiju, bet tikai siltumu, ko izmanto, lai radītu tvaiku, kas darbina tvaika dzinējus (parasti tvaika turbīnas). Turklāt ir arī citi siltuma avoti, kurus nevar izmantot iekšdedzes dzinējos, piemēram, saules enerģija. Interesants virziens ir Pasaules okeāna temperatūras starpības enerģijas izmantošana dažādos dziļumos.

Līdzīgas īpašības ir arī citiem dzinēju veidiem. ārējā degšana, piemēram, Stirlinga dzinējs, kas var nodrošināt augstu augsta efektivitāte, bet tiem ir ievērojami lielāks svars un izmēri nekā mūsdienu tvaika dzinēju tipiem.

Tvaika lokomotīves labi darbojas lielā augstumā, jo to efektivitāte nesamazinās zemā atmosfēras spiediena dēļ. Tvaika lokomotīves joprojām tiek izmantotas Latīņamerikas kalnu reģionos, neskatoties uz to, ka zemienēs tās jau sen ir aizstātas ar modernākiem lokomotīvju veidiem.

Šveicē (Brienz Rothhorn) un Austrijā (Schafberg Bahn) jaunas tvaika lokomotīves, kas izmanto sauso tvaiku, ir sevi pierādījušas. Šāda veida tvaika lokomotīves tika izstrādātas no Swiss Locomotive and Machine Works (SLM) modeļiem ar daudziem mūsdienīgiem uzlabojumiem, piemēram, rullīšu gultņi, moderna siltumizolācija, vieglās eļļas frakciju kā kurināmā sadedzināšana, uzlaboti tvaika cauruļvadi u.c. Līdz ar to šīm lokomotīvēm ir par 60% mazāks degvielas patēriņš un ievērojami zemākas apkopes prasības. Šādu lokomotīvju ekonomiskās īpašības ir salīdzināmas ar mūsdienu dīzeļlokomotīvēm un elektriskajām lokomotīvēm.

Turklāt tvaika lokomotīves ir ievērojami vieglākas nekā dīzeļlokomotīves un elektriskās lokomotīves, kas īpaši attiecas uz kalnu dzelzceļiem. Tvaika dzinēju iezīme ir tāda, ka tiem nav nepieciešama transmisija, kas pārnes jaudu tieši uz riteņiem.

Efektivitāte

Siltumdzinēja veiktspējas koeficientu (COP) var definēt kā lietderīgā mehāniskā darba attiecību pret kurināmā izlietoto siltuma daudzumu. Pārējā enerģija siltuma veidā nonāk vidē. Siltumdzinēja efektivitāte ir

Cugno pirmā tvaika automašīna

Francija. Tvaika auto sacīkstes

Anglija. Pēc tūkstoš jūdzēm

ASV. Tvaika mašīnas Denveras ielās

1925-1935 pasažieru tvaika "Doblbesler" ar divu cilindru dubultās izplešanās tvaika dzinēju ar jaudu 80 ZS (1925−1932).

Tūrisma auto ar 120 ZS četrcilindru tvaika dzinēju. attīstīja maksimālo ātrumu 150 km/h.

1953. gads Mārlovs (Anglija). Zemnieks Artūrs Napers ar tvaika traktoru dodas uz traktoristu sacensībām

Kalnrūpniecības tvaika mašīna darbā

1769. gadā Parīzes ielās parādījās dīvains pašgājējs vagons, kuru vadīja tā radītājs, artilērijas inženieris Nikolass Džozefs Kugno. Dizaina sirds bija dīvains tvaika dzinējs, kas darbojās pēc medicīniskās kannas principa - vara cilindrs tika piepildīts ar tvaiku, pēc kura tika ievadīts ūdens, un iegūtais vakuums velk virzuli. Neskatoties uz arhaisko dizainu, universālis attīstīja pienācīgu ātrumu, par ko liecina pirmo sacensību vēsturē beigas: vadītājs zaudēja kontroli un ietriecās sienā.

Simts gadus vēlāk tvaika mašīnas ar spēku steidzās pa pilsētas ielām, attīstot pieklājīgu ātrumu pat pēc mūsdienu standartiem.

1906. gada janvārī Freds Mariots ar tvaika dzinēju ar pārsteidzoši pieticīgo nosaukumu "Raķete", ko uzbūvēja Stenlija brāļi, pirmo reizi pasaulē pārvarēja 200 kilometru atzīmi, sasniedzot ātrumu 205,4 km/h. "Raķete" apsteidza ne tikai jebkuru tā laika automašīnu, bet pat lidmašīnu. Nākamajā gadā izcilais sacīkšu braucējs avarēja - atkal ar tvaika automašīnu. Kā parādīja izmeklēšana, ar ātrumu 240 km/h. Atcerieties, tas bija 1907. gads. 20. gadsimta sākumā pa ceļiem jau brauca desmitiem tūkstošu tvaika automašīnu, galvenokārt kravas automašīnas. Tie atšķīrās no saviem benzīna kolēģiem ar ārkārtēju izturību un uzticamību un varēja strādāt ar visu, kas deg - oglēm, malku, salmiem. Šīm mašīnām bija mazs ātrums (līdz 50 km / h), tās uzņēma simtiem litru ūdens un izlaida tvaiku atmosfērā. Eiropā tvaika automobiļi kalpoja līdz Otrā pasaules kara sākumam un tika masveidā ražoti Brazīlijā jau pagājušā gadsimta piecdesmitajos gados. Tomēr brīnišķīgajām mašīnām bija arī nopietni trūkumi: pēc cietā kurināmā dūmos paliek daudz pelnu un izdedžu.

satur kvēpus un sēru, kas pilsētas ielām ir absolūti nepieņemami. Bet pat sodrēji tādām mašīnām punktu nepielika. Fakts ir tāds, ka cietā kurināmā katla aizdedzināšana ilga apmēram divas stundas. Tāpēc viņi centās tos nemaz nedzēst - naktī apkures katls bija pieslēgts ēkai, kurai bija nepieciešams siltums, un no rīta pēc 10-15 minūtēm automašīna bija gatava izbraukt uz ceļa. Dzelzceļa tvaika lokomotīves tika izmantotas līdzīgi - mazu ciematu apkurei.

automašīna uz alkohola

Alternatīva bija tvaika automašīna, kas darbojas ar šķidro degvielu: benzīnu, petroleju un spirtu. Šķiet, kāpēc izmantot tvaika katlu, ja šķidrā degviela lieliski sadeg iekšdedzes dzinējā (ICE)?

Taču tā laika inženieri domāja savādāk. Daudziem no viņiem šķita, ka iekšdedzes dzinējs nav piemērots pārvadāšanai: to nevar iedarbināt, neatverot transmisiju, pietiek to palēnināt, un tas apstājas. Iekšdedzes dzinējs neattīsta pietiekamu saķeri visā ātruma diapazonā, un tas ir jāpapildina ar ātrumkārbu. Tagad paskatieties uz tvaika dzinēju. Tam ir iespēja automātiski pielāgoties ceļa apstākļiem. Ja pretestība kustībai palielinās, tas palēnina rotāciju un palielina griezes momentu. Ja kustības pretestība samazinās, tas griežas arvien ātrāk.

Atcerēsimies tvaika lokomotīvi. Viņa tvaika dzinēja virzulis bija savienots ar savienojošo stieni tieši ar riteņiem. Sajūgs un ātrumkārba nebija redzami. Vienkārši pievadot tvaiku uz cilindru, tvaika lokomotīves uzsāka tūkstoš tonnu smagus vilcienus, pakāpeniski palielinot ātrumu, dažreiz zem divsimt kilometriem. Un to visu bez starpelementiem paveica vienkāršākais (salīdzinot ar iekšdedzes dzinējiem) dzinējs.

Tāpēc inženieri izvēlējās izgatavot vieglu, kompaktu tvaika ģeneratoru un iztikt tikai ar vienu tvaika dzinēju, neizmantojot pārnesumkārbu un sajūgu.

Pirmie ar šķidro degvielu darbināmie tvaika vagoni sāka kustēties tikai 23 minūtēs. Viņi izlaida tvaiku atmosfērā, un tiem vajadzēja apmēram 30 litrus benzīna un vairāk nekā 70 litrus ūdens uz 100 kilometriem. Tas bija šis dzinējs, kas stāvēja uz čempionu "Rocket".

auto miljonāriem

1935. gadā Maskavas automobiļu rūpnīcā. Parādījās Staļina (tagad ZIL) automašīna augstākā klase ar sarkankoka korpusu uz Packard šasijas, kas izgatavota no hroma-niķeļa tērauda. Šī automašīna, ko 1924. gadā izgatavoja amerikāņu kompānija Besler saskaņā ar uzņēmuma Doble licenci, bija tvaika automašīna. Zem tā pārsega atradās tvaika ģenerators un divi (viens pēc otra) radiatori. Uz aizmugurējās ass atradās neliels tvaika dzinējs, kas izgatavots vienā blokā ar diferenciāli. Mašīnai nebija sajūga, ātrumkārbas un piedziņas vārpstas. Dzinēju vadīja ar tvaika pedāli. Reizēm bija jāmaina nogriešana - fāze, kurā tiek pārtraukta tvaika ieplūde cilindrā. Parastais aizdedzes atslēgas pagriešana - un pēc 45 sekundēm automašīna aizbrauc. Vēl pāris minūtes - un viņš ir gatavs sākt paātrināties līdz 150 km/h ar paātrinājumu 2,7 m/s2.

Braukt ar tvaika mašīnu ir prieks. Tas pārvietojas klusi un vienmērīgi. To pašu Doble-Besleru turpināja pārbaudīt arī pēc kara. Lūk, ko automašīnas testēšanas inženieris A.N. Maļiņins.

Automobiļu rūpniecībā plaši tiek izmantoti testa stendi ar darbināmām bungām. Šādā stendā automašīna ir uzstādīta ar dzenošiem riteņiem uz īpašām trumuļiem, kas imitē ceļu: dzinējs darbojas, riteņi griežas, “ceļš” kustas, un automašīna stāv uz vietas.

Un tad kādu dienu Maļiņins un profesors Čudakovs (pasaulē slavens personāls automobiļu teorijas jomā) iekļuva tvaika dzinēja kabīnē, kas stāvēja uz šāda stenda. Viņi apsēdās un sēdēja pilnīgā klusumā. Tikai profesors spiež pogas un skatās uz instrumentiem. Inženieris apnika un jautāja: "Vai nav laiks doties?" "Un mēs ejam jau ilgu laiku," atbild profesors. Spidometrs rādīja 20 km/h - tiem laikiem pieklājīga vērtība.

Pēc mūsu priekšstatiem toreiz ielas bija pamestas. Bet, lai pat uz šādas ielas dzirdētu tvaika mašīnas troksni, bija jāpieliek auss pie tvaika ģeneratora izplūdes caurules. Arī šeit ir nepieciešams paskaidrojums. Doble-Besler automašīnas dzinējs strādāja slēgtā ciklā ar tvaika kondensāciju.

500 km braucienam pietika ar 70 litriem ūdens. Nolaist tvaiku uz ielas vajadzēja tikai retos gadījumos. Tāpēc ar labi izgatavotiem mehānismiem automašīnā nekas nevarēja radīt troksni, un no tvaika ģeneratora bija dzirdams tikai liesmas troksnis.

Brauciet uz jebko, kas deg

Degvielas sadegšana iekšdedzes dzinēja (ICE) cilindrā notiek ar pastāvīgi mainīgu skābekļa daudzumu un temperatūru, kā rezultātā veidojas milzīgs daudzums toksisku vielu. Automašīna darba stundai to saražo pietiekami daudz vairāk nekā viena cilvēka nāvei.

Tvaika ģeneratora deglī visi procesi notiek nemainīgā un labākie apstākļi, tāpēc tvaika automašīnas izplūdes gāzu toksicitāte ir simtiem reižu zemāka nekā automašīnai ar iekšdedzes dzinēju. Vienkārši sakot, degvielas sadegšana tvaika ģeneratorā ir ilgs nepārtraukts process, piemēram, virtuves gāzes deglī. Gandrīz visām reakcijām ir laiks tajā pabeigt, ko nevar izdarīt iekšdedzes dzinēja cilindrā.

Vissvarīgākais automašīnas rādītājs ir degvielas patēriņš. "Dobl-Besler" izlaidums 1924. gadā ar masu 2200 kg vidēji iztērēja 18 litrus benzīna uz 100 km. Uz to laiku tas bija diezgan mazs un šādas masas automašīnām bija pieņemams 40 gadus. Ņemiet vērā, ka tvaika ģeneratora deglī var sadegt jebkura šķidrā degviela - benzīns, petroleja, spirts, augu eļļa, mazuts... Lai gan uzdevums ir samazināt izmaksas vai ietaupīt degvielu Šis gadījums nebija iestatīts. Auto bija paredzēts miljonāriem.

Moonshine mantinieks joprojām

Vissvarīgākais automašīnas elements ir tvaika ģenerators. To 1914. gadā izstrādāja amerikāņu izgudrotāji brāļi Doble, un to ražoja Detroitā. Tas sastāvēja no 10 plakanām spolēm, kas virknē savienotas korpusā, kas izgatavots no karstumizturīga tērauda. Arī korpusa sienas bija savītas ar ūdens caurulēm. Aukstais ūdens no kondensatora, izmantojot nelielu sūkni, vispirms tika padots caurulē, kas bija aptīta ap korpusa sienām, kur tas tika nedaudz uzsildīts. Tas samazināja siltuma zudumus caur sienām. Un tad tas iekļuva spirālēs, kur uzvārījās un pārvērtās par pārkarsētu tvaiku ar 4500C temperatūru un 120 atmosfēru spiedienu. Šādi tvaika parametri tajā laikā tika uzskatīti par ārkārtīgi augstiem. Saskaņā ar teoriju, palielinoties tvaika temperatūrai un spiedienam, tvaika dzinēja efektivitāte palielinās. Izmantojot šīs priekšrocības, brāļi Doble padarīja to ļoti ekonomisku un vieglu. Viņai bija divi cilindri, un katrs no tiem bija dvīņi. Tvaiks vispirms tika piegādāts neliela diametra augšējai daļai, kur tas paplašinājās un darbojās. Pēc tam viņš iekļuva apakšējā daļā, kurai bija liels diametrs un tilpums, kur veica papildu darbus. Divkāršās izplešanās princips īpaši noderēja, braucot pa pilsētu. Šeit bieži (piemēram, paātrinājuma vai starta brīdī) automašīnai tika piegādātas lielas tvaika porcijas, kas nespētu atdot visu savu enerģiju, vienreiz izplešoties.

Izplūdes tvaiki atdeva savu siltumu aukstajam ūdenim, kas iekļuva tvaika ģeneratorā, un tikai pēc tam iekļuva kondensatorā, kur pārtapa ūdenī. Ūdens tika piegādāts tvaika ģeneratoram porcijās, kas bija pietiekamas, lai pabeigtu vienu vai divus tvaika dzinēja virzuļa gājienus. Tāpēc tvaika ģeneratorā vienlaikus bija tikai daži desmiti gramu ūdens, un tas padarīja to absolūti sprādziendrošu. Kad caurule plīsa, krāsnī straumē ieplūda tvaiks un automātika izslēdza degli. Līdzīgs gadījums notika tikai vienu reizi - pēc vairāk nekā 200 tūkstošu kilometru noskrējiena. Viņi par to uzzināja tikai tāpēc, ka automašīna pārstāja iedarbināties. Remonts ilga ne vairāk kā stundu un tika samazināts līdz spoles nomaiņai.

Kur viņi aizgāja

Rodas jautājums: ja tvaika mašīnas ir tik labas, tad kāpēc tās nav aizstājušas mašīnas ar iekšdedzes dzinējiem? Tvaika dzinējs, piesātināts ar automatizāciju, ar daudzām palīgierīcēm, 20. gadsimta sākumā bija sarežģītāks un dārgāks nekā iekšdedzes dzinējs, un tajā pašā laikā tam bija zemāka efektivitāte. Turklāt tas aizņēma diezgan daudz vietas - galvenokārt tāpēc, ka bija nepieciešama atsevišķa ūdens tvertne. Tajos laikos neviens neierobežoja izplūdes gāzu toksicitāti. Un tvaika dzinējs pazuda.

Kopš tā laika iekšdedzes dzinējs ir kļuvis daudz sarežģītāks, apaudzis ar elektroniku, un tā izplūdes gāzu toksicitātes samazināšanai tiek izmantota īpaša sistēma. Arī transmisijas ir kļuvušas sarežģītas. Tāpēc nav zināms, ar ko mēs tagad brauktu, ja vides prasības parādītos pusgadsimtu agrāk.

Tas sāka savu ekspansiju 19. gadsimta sākumā. Un jau tajā laikā tika būvētas ne tikai lielas rūpnieciskām vajadzībām paredzētās vienības, bet arī dekoratīvās. Lielākā daļa viņu klientu bija bagāti muižnieki, kuri vēlējās izklaidēt sevi un savus bērnus. Pēc tam, kad tvaika dzinēji bija stingri nostiprinājušies sabiedrības dzīvē, dekoratīvos dzinējus sāka izmantot universitātēs un skolās kā izglītības modeļus.

Mūsdienu tvaika dzinēji

20. gadsimta sākumā tvaika dzinēju nozīme sāka samazināties. Viens no retajiem uzņēmumiem, kas turpināja ražot dekoratīvos mini dzinējus, bija Lielbritānijas uzņēmums Mamod, kas ļauj iegādāties šādu iekārtu paraugu arī šodien. Bet šādu tvaika dzinēju izmaksas viegli pārsniedz divsimt mārciņu, kas nav nemaz tik maz par piekariņu pāris vakariem. Turklāt tiem, kam patīk pašiem montēt visu veidu mehānismus, daudz interesantāk ir ar savām rokām izveidot vienkāršu tvaika dzinēju.

Ļoti vienkārši. Uguns uzsilda ūdens katlu. Temperatūras ietekmē ūdens pārvēršas tvaikā, kas spiež virzuli. Kamēr tvertnē ir ūdens, spararats, kas savienots ar virzuli, griezīsies. Šis ir tvaika dzinēja standarta izkārtojums. Bet jūs varat salikt modeli un pavisam citu konfigurāciju.

Nu, pāriesim no teorētiskās daļas uz aizraujošākām lietām. Ja jūs interesē kaut ko darīt ar savām rokām un jūs pārsteidz šādas eksotiskas mašīnas, tad šis raksts ir tieši jums, tajā mēs ar prieku pastāstīsim par dažādiem tvaika dzinēja montāžas veidiem ar savām rokām. rokas. Tajā pašā laikā pats mehānisma izveides process sagādā ne mazāku prieku kā tā palaišana.

1. metode: DIY mini tvaika dzinējs

Tātad, sāksim. Samontēsim vienkāršāko tvaika mašīnu ar savām rokām. Nav nepieciešami zīmējumi, sarežģīti instrumenti un īpašas zināšanas.

Sākumā mēs ņemam no jebkura dzēriena apakšas. Nogrieziet apakšējo trešdaļu. Tā kā rezultātā mēs iegūstam asas malas, tās ir jāsaliek uz iekšu ar knaiblēm. Mēs to darām uzmanīgi, lai nesagrieztu sevi. Tā kā lielākajai daļai alumīnija kārbu ir ieliekts dibens, tas ir jāizlīdzina. Pietiek ar pirkstu stingri piespiest pie kādas cietas virsmas.

1,5 cm attālumā no iegūtā "stikla" augšējās malas ir jāizveido divi caurumi pretī viens otram. Šim nolūkam ieteicams izmantot caurumu, jo ir nepieciešams, lai tie būtu vismaz 3 mm diametrā. Burkas apakšā ieliekam dekoratīvu sveci. Tagad mēs ņemam parasto galda foliju, saburvājam to un pēc tam aptiniet savu mini degli no visām pusēm.

Mini sprauslas

Tālāk jums ir jāņem vara caurules gabals 15-20 cm garumā.Ir svarīgi, lai tas būtu iekšpusē dobs, jo tas būs mūsu galvenais mehānisms konstrukcijas iedarbināšanai. centrālā daļa tūbiņas aptin ap zīmuli 2 vai 3 reizes, lai sanāk neliela spirāle.

Tagad jums ir jānovieto šis elements tā, lai izliektā vieta būtu novietota tieši virs sveces dakts. Lai to izdarītu, mēs piešķiram caurulei burta "M" formu. Tajā pašā laikā mēs parādām sadaļas, kas iet uz leju caur bankā izveidotajiem caurumiem. Tādējādi vara caurule ir stingri nostiprināta virs dakts, un tās malas ir sava veida sprauslas. Lai konstrukcija varētu griezties, ir nepieciešams saliekt "M elementa" pretējos galus par 90 grādiem dažādas puses. Tvaika dzinēja dizains ir gatavs.

Dzinēja iedarbināšana

Burku ievieto traukā ar ūdeni. Šajā gadījumā ir nepieciešams, lai caurules malas būtu zem tās virsmas. Ja sprauslas nav pietiekami garas, varat pievienot nelielu svaru kārbas apakšai. Bet esiet uzmanīgi, lai nenogremdētu visu dzinēju.

Tagad jums ir jāaizpilda caurule ar ūdeni. Lai to izdarītu, vienu malu var nolaist ūdenī, bet otru ievilkt gaisu it kā caur cauruli. Mēs nolaižam burku ūdenī. Aizdedzam sveces daktiņu. Pēc kāda laika ūdens spirālē pārvērtīsies tvaikā, kas zem spiediena izlidos no sprauslu pretējiem galiem. Burka traukā sāks griezties pietiekami ātri. Tādā veidā mēs ieguvām tvaika dzinēju, ko dari pats. Kā redzat, viss ir vienkārši.

Tvaika dzinēja modelis pieaugušajiem

Tagad sarežģīsim uzdevumu. Samontēsim nopietnāku tvaika mašīnu ar savām rokām. Vispirms jums jāņem krāsas kārba. Jums jāpārliecinās, ka tas ir absolūti tīrs. Uz sienas, 2-3 cm no apakšas, izgriežam taisnstūri ar izmēriem 15 x 5 cm Garā mala ir novietota paralēli burkas apakšai. No metāla sieta izgriežam gabalu ar laukumu 12 x 24 cm. No abiem garās puses galiem izmērām 6 cm. Šīs daļas izliecam 90 grādu leņķī. Mēs iegūstam nelielu “platformas galdu” ar laukumu 12 x 12 cm ar kājām 6 cm. Iegūto konstrukciju uzstādām kārbas apakšā.

Ap vāka perimetru ir jāizveido vairāki caurumi un jāievieto puslokā gar vienu vāka pusi. Vēlams, lai caurumu diametrs būtu aptuveni 1 cm. Tas ir nepieciešams, lai nodrošinātu pareizu ventilāciju. iekšējā telpa. Tvaika dzinējs nedarbosies labi, ja pie uguns avota nebūs pietiekami daudz gaisa.

galvenais elements

Mēs izgatavojam spirāli no vara caurules. Jums ir nepieciešami apmēram 6 metri 1/4 collas (0,64 cm) mīkstas vara caurules. Mēs izmērām 30 cm no viena gala.Sākot no šī punkta, ir nepieciešams veikt piecus spirāles pagriezienus ar diametru 12 cm katrs. Pārējā caurule ir saliekta 15 gredzenos ar diametru 8 cm. Tādējādi otrā galā jāpaliek 20 cm brīvai caurulei.

Abi vadi tiek izvadīti caur ventilācijas atverēm burkas vākā. Ja izrādās, ka ar taisnās daļas garumu tam nepietiek, tad vienu spirāles apgriezienu var atlocīt. Ogles novieto uz iepriekš uzstādītas platformas. Šajā gadījumā spirāle jānovieto tieši virs šīs vietas. Ogles rūpīgi izklāj starp to pagriezieniem. Tagad banku var slēgt. Rezultātā mēs ieguvām kurtuvi, kas darbinās dzinēju. Tvaika dzinējs ir gandrīz izdarīts ar savām rokām. Mazliet palicis.

Ūdens tvertne

Tagad jums ir jāņem vēl viena krāsas kārba, bet mazāka izmēra. Tās vāka centrā ir izurbts caurums ar diametru 1 cm.Burkas sānos ir izveidoti vēl divi caurumi - viens gandrīz apakšā, otrs - augstāk, pie paša vāka.

Viņi ņem divas garozas, kuru centrā no vara caurules diametriem ir izveidots caurums. Vienā garozā ievietota 25 cm plastmasas caurule, otrā – 10 cm tā, ka to mala knapi lūr ārā no korķiem. Mazas burkas apakšējā atverē tiek ievietota garoza ar garu cauruli, bet augšējā atverē - īsāka caurule. Mazāko kārbu novietojam virs lielās krāsas bundžas tā, lai caurums apakšā būtu pretējā pusē lielās kannas ventilācijas kanāliem.

Rezultāts

Rezultātam vajadzētu būt šādam dizainam. Mazā burciņā ielej ūdeni, kas caur caurumu apakšā ieplūst vara caurulē. Zem spirāles tiek iekurts ugunskurs, kas silda vara trauku. Karsts tvaiks paceļas augšup pa cauruli.

Lai mehānisms būtu pilnīgs, ir nepieciešams piestiprināt pie augšējais gals vara caurules virzulis un spararats. Rezultātā sadegšanas siltumenerģija tiks pārveidota riteņu griešanās mehāniskajos spēkos. Ir milzīga summa dažādas shēmas izveidot šādu ārdedzes dzinēju, taču visos vienmēr ir iesaistīti divi elementi - uguns un ūdens.

Papildus šim dizainam jūs varat salikt tvaika, taču tas ir materiāls pilnīgi atsevišķam rakstam.

Doble Model F-34 Sedans ar Buick 60 virsbūvi

Ja ne izgudrotāja Abnera Doble neierobežotā tiekšanās pēc pilnības, mēs, iespējams, vēl šodien braucam ar klusiem tvaika vagoniem.

Divdesmitajā gadsimtā tvaika automašīnas ātri zaudēja savas pozīcijas zem iekšdedzes dzinēju (ICE) automašīnu spiediena. Tvaika dzinējiem bija mazāk siltuma efektivitāte un lielākā daļa enerģijas vienkārši tika izmesta atmosfērā. Un turklāt tos vajadzēja uzsildīt līdz pusstundai pirms kustības uzsākšanas, lai atšķaidītu tvaikus un paaugstinātu spiedienu līdz vajadzīgajam līmenim.

Bet nav noteikumu bez izņēmumiem - tvaika dzinēju ēras beigās parādījās unikāla automašīna Doble Model E, unikāls pēc savām īpašībām. Šī automašīna no nulles līdz 120 km/h paātrinājās tikai 10 sekundēs, un ar kreisēšanas ātrumu 130 km/h tā kustējās gandrīz klusi.

Automašīnas ar revolucionāru tvaika dzinēju tika reklamētas kā The Magnificent Doble - "Magnificent Doble".

Abners (krieviski Avenir) Doble dzimis iedzimtu inženieru ģimenē, viņa tēvs Viljams Eštons Dobls bija spainveida ūdens turbīnas līdzizgudrotājs, un viņa vectēvs, arī vārdā Abners, kļuva par uzņēmuma The Abner Doble dibinātāju. , kas sāka ražot kalnrūpniecības iekārtas zelta laikmetā. drudzis, kas pārņēma Kaliforniju, pēc tam, kad bija pagājis tīrradņu meklēšanas karstums, Abnera Seniora firma sāka būvēt tramvajus Sanfrancisko.

1890. gadā dzimušais Abners bija vecākais no brāļiem, kad viņam bija 16 gadu, kopā ar jaunākajiem brāļiem Džonu Eštonu (1892), Viljamu Eštonu jaunāko (1894) un Vorenu Džesu (1898) un uzbūvēja savu automašīnu no bojātas automašīnas atliekām. Balts tvaika dzinējs, uz šasijas viņi šai mašīnai uzstādīja sava dizaina dzinēju, lai gan paštaisītais izstrādājums izrādījās neuzticams.

Brāļu pirmā automašīna. Foto uzņemts 1912. gadā Vorens un Viljams sēžam automašīnā

Abners absolvēja vidusskolu 1909. gadā un iestājās Masačūsetsas Tehnoloģiju institūtā 1910. gadā. Studējot tur, viņš nolēma apmeklēt netālo Stenlija Steamer rūpnīcu, kas bija tvaika automašīnu tirgus līderis ASV. Abners apmeklē rūpnīcu un sāk stāstīt Frensisam Stenlijam par savu kondensācijas sistēmu, kas palielinātu mašīnas darbības rādiusu. Taču tvaika automobiļu ražotāju saniknoja šis students, kurš atļāvās uzdrīkstēties mācīt dokam būvēt tvaika mašīnas, un rezultātā jaunietis tika izmests pa durvīm. Abners pēc pirmā semestra pamet un kopā ar Džonu, kurš bija prātīgāks tvaika dzinēju priekšmetā, atklāj savu darbnīcu Voltemas pilsētā, kur pēc četriem gadiem uz American Underslung parādās tvaika mašīna. šasiju, ko viņi sauca par Doble Model A. Automašīnas katls tika ņemts no Stanley Steamer, un dzinējs bija viņa paša konstruēts, uz tā Aber izmantoja to pašu tvaika dzesēšanas sistēmu, kas aprīkota ar termostatu, par ko viņš stāstīja Stenlijam, kā Rezultātā automašīna varēja nobraukt visus 320 km vienā katla uzpildīšanā.

Doble Model A Touring

Uzbūvējuši automašīnu, brāļi dodas uz Ņūtonu, kur atrodas brāļu Stenliju rūpnīca, viņi sāk braukt šurpu turpu ar savu automašīnu uzņēmuma ēkas priekšā, ieintriģēti brāļi Stenliji izskrien uz ielas, lai redzētu, kāda tas ir auto, kas neizdala ne izplūdes gāzes, ne pāris, sev par pārsteigumu, viņi pie stūres atrod to pašu augstprātīgo, kurš reiz nācis viņus mācīt.

Automašīnas dizains izskatījās šādi: zem garā pārsega bija kurtuve ar katlu, zem priekšējā sēdekļa bija ūdens tvertne, aizmugurējā ass tika integrēts ar 2 cilindru dzinēju ar tilpumu 5,1 litrs, aiz ass bija tvertne ar petroleju kurtuves sildīšanai. Dzinēja griezes moments tika padots tieši uz dzenošajiem aizmugurējiem riteņiem, līdz ar to automašīnai nebija ātrumkārbas, sajūga un kardāna vai ķēdes piedziņas, lai ieslēgtu atpakaļgaitas pārnesumu, bija tikai jānospiež pedālis, kas pārslēdza vārstu, un motors sāka griezties otrā virzienā. Ģenerators bija starp aizmugurējā ass un petrolejas tvertne, un tā tika pārklāta ar siltumizolācijas sietu, lai motors nepārkarstu šo elektromehānisko agregātu.

Dobley ģimenei bija White tvaika dzinējs, 1906. gada modelis. Abners, kurš tajā laikā vēl mācījās skolā, un viņa jaunākais brālis Džons (kas zina, varbūt viņš bija tehniskais ģēnijs ģimenē) to izmantoja saviem pirmajiem eksperimentiem. 1910. gada rudenī Abners iestājās Masačūsetsas Tehnoloģiju institūtā. Pirms pirmā un vienīgā semestra pabeigšanas viņš noorganizēja savu "eksperimentālo darbnīcu" netālu no Voltemas pilsētas Masačūsetsā. Tieši tur nākamo četru gadu laikā viņš projektēja un uzbūvēja savu otro tvaika dzinēju A modeli, pēc tam trešo - modeli B. Viņa ģimene piešķīra naudu radošumam, un jaunākais brālis viņam atkal palīdzēja celtniecībā. Kopā viņi pārdomāja un daudzējādā ziņā pārveidoja katru aspektu tvaika automobiļu rūpniecība. Tagad Abners kļuva par nopietnu izgudrotāju un reģistrēja pirmos patentus - tvaika katla regulatoram, par elektriskā apkure priekšdeglis, termostats, degvielas un ūdens regulators tvaika katliem. Nākamo divu desmitgažu laikā viņš uzkrāja 32 patentus.

Divkāršā testēšanas laboratorija ar tehniķiem un dzinēju

1914. gadā brāļi nodibināja paši savu uzņēmumu Abner Doble Motor Vehicle Company, kura ietvaros izgatavo vēl četras 25 zirgspēku A modeļa automašīnas, kurām atrod pircējus. Tajā pašā gadā uz pirmā auto bāzes tika uzbūvēts nākamais Doble Model B. Tas bija patiesi revolucionārs auto tvaika auto pasaulē, kas lēnām zaudēja savu vietu. Fakts ir tāds, ka tvaika automašīnām, kuras bija jāsagatavo kustībai pusstundas vai stundas laikā, jaudas rezerve bija maksimums 80 km, bet tagad, ja ūdens padeve ir 90 litri, automašīnas autonomija ir palielinājusies. paplašināts līdz prātīgiem 2000 km, t.i. gandrīz 20 reizes!

Galvenais jauninājums modelī B bija uzlabots kondensators. Iepriekšējos tvaika automašīnu modeļos, tajā pašā Baltajā, jau bija kondensators cauruļveida radiatora formā. No dzinēja izspiestie tvaiki radiatorā atkal tika pārvērsti ūdenī, tādējādi palielinot automašīnas nepārtraukto nobraukumu. Tomēr nobraukums joprojām nepārsniedza 150 km, un kondensators ātri aizsērēja ar biezu motoreļļa, kas tika piegādāts, lai ieeļļotu cilindru un pēc tam izlidoja kopā ar tvaiku. Model B kondensatorā Doble izmantoja šūnveida jeb šūnu radiatoru. Tā dzesēšanas laukums izrādījās sešas reizes lielāks nekā White. Turklāt cilindra eļļošanai tika izmantota šķiltavu eļļa - šī eļļa vairs neaizsērēja šūnveida režģi. Tagad nobraukums bija pusotrs līdz divi tūkstoši kilometru vienā degvielas uzpildes stacijā 90 litros ūdens.

Modelis B bija tikai prototips, taču tas piesaistīja visas valsts automobiļu preses uzmanību. “Ievērojama dinamika, bez dūmiem vai tvaika jebkurā ātrumā, pateicoties lieliskajai kondensācijas sistēmai,” 1914. gada aprīlī apbrīnoja ietekmīgais žurnāls The Automobile.

1915. gada vasarā Doble brauca ar modeli B uz Detroitu, Amerikas automobiļu rūpniecības centru, cerot iegūt finansiālu atbalstu. Pēc gadu ilgām sarunām uzņēmums General Engineering tika nodibināts ar 200 000 ASV dolāru kapitālu, lai uzbūvētu tvaika automašīnu. Savā jaunajā automašīnā Model C jeb Doble-Detroit Abner un Džons saglabāja savu dizainu un koncentrējās uz "tvaika audzēšanas problēmu". " Pagāja samērā īss laiks, lai kurtuvē iekurtu uguni un radītu pietiekami daudz tvaika. Džons, kurš ir īpaši kompetents elektrotehnikā, ir atteicies no apgrūtinošās un neuzticamās kņadas ar sērkociņiem un pūtēju par labu sistēmai elektriskā aizdedze, jaunākais izstrādāts benzīna transportlīdzekļiem.

1916. gada dubultais modelis C- daudzsološs, bet neveiksmīgs auto

Sistēma darbojās šādi: petroleja zem spiediena tika izlaista caur karburatoru-degli, ar aizdedzes sveci augstā temperatūrā tika aizdedzināts ar degošu degvielu bagāts maisījums - gluži kā iekšdedzes dzinējā. Elektriski darbināms daudzplākšņu rotējošais kompresors pievadīja gaisu un iepūta aizdedzināto maisījumu sadegšanas kamerā. Tur tika uzturēta stabila degšana, sildīts tvaika katls un ražots tvaiks. Viss process tika sākts no viena slēdža informācijas panelī. Pirmo reizi bija tvaika mašīna, kas iedarbināja tikpat viegli kā benzīns. Pēc iedarbināšanas, protams, vēl bija jāgaida, līdz katls uzsils un paaugstinās vajadzīgais spiediens, taču tagad “tvaiku atšķaidīšana” aizņēma nepilnas 90 sekundes. Pēc tam, kad automašīna sāka kustēties, vēl viens automātiska ierīce, kas uzturēja nepieciešamo tvaika spiedienu - šim nolūkam, atkarībā no ceļa rakstura un vajadzīgā ātruma, krāsnī periodiski tika uzkurināta liesma.

Sabiedrība ar nepacietību gaidīja pārdošanas sākumu visu 1917. gadu. Tikai trīs mēnešu laikā kopš prezentācijas Nacionālajā autoizstādē Ņujorkā ir saņemti 5390 priekšapmaksas pasūtījumi ...

1917. gada dubultais modelis C: 7-vietīgs phaeton (augšējais) un 4-vietīgs ātrgaitas zibens (apakšā)

Tagad beidzot bija tvaika mašīna, kas varēja konkurēt ar ICE automašīnām par vieglu iedarbināšanu un vadāmību, 1917. gada janvārī brāļi nolemj izstādīt automašīnu Ņujorkas Nacionālajā auto izstādē, tajā gadā tika prezentēti aptuveni 100 jauni auto, bet Doble -Detroitas Model C izrādījās vienīgā tvaika pirmizrāde šajā šovā. Automašīna piesaistīja sabiedrības uzmanību, jo. Automašīnas priekšrocības bija: ātra iesildīšanās auto darba stāvoklī, klusums kustībā, viegla vadāmība, jo kontrolei bija nepieciešama tikai stūre ar uzstādītu spiediena regulatoru, kas kalpoja kā akselerators, bremžu pedālis, kā arī atpakaļgaitas pedālis. Līdz 1917. gada aprīlim šim auto bija iesniegti 5390 pieteikumi, piegādes bija jāsāk 1918. gadā, taču, pārdevis tikai 11 automašīnas, Abners Doble norāda, ka sakarā ar ASV ieiešanu Pirmajā pasaules karā un militārās tehnikas ražošanu. kļūst valsts priekšgalā, tad viņš, kam nav tērauda, ir spiests pārtraukt savu produktu ražošanu. Bet patiesībā ražošanas pārtraukšanas patiesais iemesls bija konstrukcijas defekti, praksē, braucot, vadītājs nezināja, kur automašīna brauks, uz priekšu vai atpakaļ, arī pats progresīvais motors nebija bez bērnu slimībām.

Automašīna nekad nav nonākusi apritē, un uzņēmums drīz pazuda. Abners Dobls sabrukumu skaidroja ar metāla trūkumu, kas radās pēc tam, kad ASV 1917. gada aprīlī iestājās Pirmajā pasaules karā. Šī versija neiztur kritiku – neskatoties uz karu, amerikāņu auto industrija 1917. gadā sasniedza jaunu pavērsienu – 1,75 miljonus automašīnu gadā. Faktiski ikdienas darbībā Doble-Detroit parādīja nopietnus trūkumus. “Automašīna ir stulba un neuzticama,” atcerējās kāds autovadītājs, kuram izdevās iegādāties vienu no 11 tolaik uzbūvētajām automašīnām. "Kad sākat, jūs nekad nezināt, kur automašīna virzīsies uz priekšu vai atpakaļ." Dzinējs raustījās, neizturēja pastāvīgo griezes momentu uz vārpstas. Eļļas un ūdens maisījums cauruļveida tvaika katlā var izraisīt ļoti bīstamu putošanu un ogļu nogulsnes. Neskatoties uz izsmalcinātajām automātiskajām vadības ierīcēm, pareiza ūdens līmeņa uzturēšana tvaika katlā ilgstošas darbības laikā nebija tik vienkārša, un tas izraisīja cauruļu sadegšanu un citus, nopietnākus bojājumus.

Zīmējumi no Doble Detroit kataloga publicēts 1917. gada janvārī. Nav zināms, vai šīs mašīnas būvētas vai palikušas uz papīra. Un lūk, kā izskatījās viņiem paredzētais dzinējs:

Drīz brāļi sastrīdējās, jo. Abners piesavinājās sava jaunākā brāļa Džona, kurš būtībā bija modeļa C autors, intelektuālās tiesības, kuru aizvainoja viņa vecākais brālis, Džons iesūdz viņu tiesā par autortiesību pārkāpumu, un viņš pamet uzņēmumu un atgriežas Kalifornijā. Tikmēr Abners un abi jaunākie brāļi turpina strādāt kopā, piemēram, 1918. gadā viņi uzbūvēja tvaika tvertni, kas patiešām ir bez darba. 1921. gada februārī viņi visi atgriežas mājās, jo. 28 gadu vecumā no limfmezglu vēža mirst viņu brālis Džons. Sanākuši kopā pēc šāda trieciena, brāļi tā paša gada vasarā nodibināja jaunu uzņēmumu - Doble Steam Motors, kura birojs un rūpnīca atradās Imerivilā, savā Kalifornijas štatā. Lai savāktu naudu jauna biznesa uzsākšanai, Abners ķērās pie krāpšanas ar akciju pārdošanu, par ko 1924. gadā tika saukts pie tiesas, lai gan tur tika attaisnots. 1922. gadā brāļi būvē jauns dzinējs, kas saņem virzuļa tvaika ieplūdes sistēmu, ir nomainīts arī apkures katls, tas ir kļuvis cauruļveida, atrodas vertikāli, un par galveno atšķirīgo ir kļuvis degļa novietojums katla augšpusē. Citādi auto atkārtoja iepriekšējās mašīnas dizainu, tajā pašā laikā brāļi nolemj savām mašīnām piešķirt digitālo indeksu, kas faktiski parāda dzinēja numuru, bet ne modeli, lai gan teorētiski tie visi nedaudz atšķīrās no viens otru.

Visā plašai sabiedrībai paredzētajā literatūrā tikai Abners tika minēts kā ģeniāls izgudrotājs, visa uzņēmuma smadzenes. Protams, viņa brālis jutās aizvainots. Nebaidoties no tiesvedības, Džons apsūdzēja savu brāli nelikumīga izmantošana viņa patents automātiskai degvielas padevei. Noguris no iekšējām ķildām, Abners pameta Detroitu un atgriezās mājās Sanfrancisko. Un 1921. gada februārī, tikai 28 gadu vecumā, Džons Dobls nomira no limfmezglu vēža.

Dizaina birojs Doble Steam Motors Emerivilā, Kalifornijā. 1920. gadu vidus

Traģēdija sapulcināja ģimenes paliekas un deva apņēmību vēlreiz mēģināt izveidot praktisku tvaika mašīnas modeli. Piecus mēnešus pēc Džona nāves Abners un viņa divi brāļi Viljams un Vorens paziņoja par Doble Steam Motors dibināšanu. Pēc divu gadu darba viņiem bija pirmais modeļa E šasijas prototips.

Pirmkārt, brāļi apšaubāmo tvaika katlu nomainīja pret viencaurules tvaika ģeneratoru, kas sastāv no vienas bezšuvju tērauda caurules. Tā garums bija 173 metri, un tas bija savīti stingrā spirālē 55 cm diametrā un 33 cm augstumā. Abners izstrādāja jaunu četrcilindru dzinēja izkārtojumu. Divi augstspiediena baloni saņēma tvaiku tieši no tvaika ģeneratora, no tiem izplūstošais izplūdes tvaiks iekļuva divos zemspiediena cilindros, atdeva atlikušo enerģiju un tika nosūtīts uz kondensatoru. Tvaika dzinējs bija neatņemama sastāvdaļa ar aizmugurējā ass, nebija pat piedziņas vārpstas, kas varētu radīt nevajadzīgas vibrācijas vai buzz. Ar ātrumu 144 km/h motors griezās ar nesteidzīgi 1350 apgr./min.

Abner Doble(trešais no kreisās) pusdienās ar biznesa partneriem

Sekcijveida tvaika ģenerators

1920. gados Doble Model E brauca kā neviens cits auto. Pat viņa skaņa bija īpaša. Kad vadītājs pagrieza aizdedzes atslēgu, no pārsega apakšas atskanēja spēcīga nopūta, ko nomainīja apslāpēts rīkles rūciens. Tomēr pagāja pusminūte, un šī skaņa norima. Kad auto iedarbināja, tas vairs neizdūra nekādas skaņas, izņemot kluso riepu šalkoņu. Parastais nervozs pārslēgšanas ritms, ar to saistītā dzinēja gaudošana nebija nekas no tā, jo Model E trūka pārnesumkārbas un sajūga. Vadītājs vienkārši atvēra droseļvārstu (viņa rokturis bija piestiprināts tieši pie stūres), un automašīna paātrinājās - brīvi, bez spriedzes. Ātrums auga bez neveiksmēm un neveiksmēm. Savukārt automašīna ar četru metru garenbāzi un greznu virsbūvi no slavenajām Valtera M. Mērfija ratiņu darbnīcām svēra aptuveni 2,5 tonnas.

"Tajā bija kaut kas mistisks," sacīja autobraucēji. - Cietas masas kombinācija ar spēju steigties kā vējam. Un tas ir pilnīgi kluss." Tolaik bieži tika teikts: "Braukt ar divnieku ir kā lidot pa burvju paklāju."

Cēlā majestātiskuma un graciozitātes kombinācija Modelis E ir parādā vienai lietai – to vadīja tvaika dzinējs. Savā ziņā tas ir līdzīgs pēdējam mēmā kino šedevram - Čārlija Čaplina "Modernajiem laikiem", kas uzņemta 1935. gadā. Tas bija jaunākais un izsmalcinātākais kādreiz lieliskās tehnoloģijas auglis, kas līdz tam laikam jau bija pārdzīvojis savu derīgumu. Šī automobiļu šedevra varenība un liktenis atspoguļo tā radītāja dabu, apvienojot fenomenālu inženiera talantu un noteiktas personīgās vājības.

Abner Doble no šūpuļa griezās starp dažādu mašīnu un mehānismu rūkoņu un čaukstēšanu. Viņš dzimis 1890. gadā inženiera-mehāniķu ģimenē, lepojoties ar savu profesiju. Tajos laikos vispievilcīgākā mašīna bija automašīna. 20. gadsimta mijā ar tvaiku darbināmas mašīnas spēlēja pirmo vijoli: tikko bija izgudroti benzīna iekšdedzes dzinēji, tie bija trokšņaini, graboši un kratoši mehānismi, kas radīja daudz raižu un nepatikšanas. Elektromobiļi bija dārgi – gan paši par sevi, gan ekspluatācijā.

1925. gada Doble E Sedans,Šis modelis nobrauca 1500 jūdzes (2400 km), neuzpildot ūdens tvertni un attīstīja ātrumu 144 km/h.

Tomēr tvaika dzinējiem bija arī savi trūkumi. Tvaika dzinējiem bija mazāka termiskā efektivitāte, un lielākā daļa enerģijas tika vienkārši izmesta atmosfērā. Un, lai gan tvaika dzinēja darba daļas bija vienkāršas un uzticamas, ar to saistītās iekārtas - apkures katls, krāsns, sūkņi, vārsti un regulatori - izrādījās elpu aizraujoši sarežģītas, kurām bija nepieciešama pastāvīga uzmanība un laikietilpīga apkope. Lielākajai daļai 1900. gadu sākuma tvaika automašīnu — Stanley, White, Locomobile — ar aukstu iedarbināšanu bija nepieciešamas 10 līdz 30 minūtes, lai izkliedētu tvaiku un palielinātu spiedienu līdz vajadzīgajam līmenim.

Ir pienācis jauns gadsimts, benzīna automašīnas ir strauji attīstījušās, savukārt tvaika tehnoloģija ir stagnējusi daudzus gadus. Līdz brīdim, kad Abneram Doblem bija iespēja iesaistīties šajā cīņā, cīņa starp benzīnu un tvaiku būtībā bija beigusies. Tomēr viņš savu iespēju nepalaida garām.

1925. gada Doble modelis E-20(pēdējie cipari nenorāda modifikāciju, bet gan automašīnas sērijas numuru sērijā)

1924. gada sākumā modelis E tika pārbaudīts Ņujorkā Amerikas Automobiļu kluba vadībā. Pirmkārt, un tas bija ziemas augstums, automašīna tika atstāta pa nakti garāžā. Kad viņu izritināja uz ielas, viņa 90 minūtes stāvēja aukstumā. Tad tika ieslēgta aizdedze, tvaika katls pamodās un rūca. Darba spiediens tika sasniegts 23 sekundēs. Automašīna pacēlās gaisā ar četriem pasažieriem. Līdz 64 km/h tas paātrinājās 12,5 sekundēs.

Pēc automašīnas pabeigšanas rūpnīcas testu laikā automašīna, kuras jauda bija 75 l / s, paātrinājās līdz 160 km / h, bet paātrinājums līdz 120 km / h vispār prasīja 10 sekundes, un dzinēja vilce bija tāda, ka, atverot strauji gāzi, tad, paātrinot, auto ar rodstera virsbūvi pacēla priekšējos riteņus kā mūsdienu dragsteri. Vēl viens automašīnas pluss bija diapazons, ar 110 litru tvertni smagais tvaika dzinējs varēja nobraukt 2400 km. Mašīnai ar visiem nopelniem tāds bija liels trūkums- cena, tikai šasija maksāja 30 reizes vairāk nekā bāzes Ford T, plus virsbūves izmaksas - trešdaļa no šasijas cenas, kā rezultātā cipars bija 12 000 dolāru! Skaidrs, ka tādu auto varēja pasūtīt tikai turīgie, es pat teiktu bagātākais cilvēks, Hovards Hjūzs kļuva par vienu no šīs mašīnas faniem, varbūt kāds noskatījās filmu "Aviators", te runa ir tikai par viņu, kurš apgalvoja, ka Doble Model E - labākais auto pasaulē.

Viljams Dobls pie stenda tvaika spiediena mērīšanai

Plaši izplatītais Doble-Detroit apšaubāmais stāsts aizbaidīja daudzus potenciālos modeļa E pircējus. Bez starptautiskas reklāmas automašīnas komerciālās izredzes bija ārkārtīgi ierobežotas. Turklāt tas bija ļoti dārga mašīna. Tikai viena šasija maksāja 9500 USD. Vēl 9000 ASV dolāru Mērfija virsbūve. Salīdzinājumam, masīvais Ford T tajos gados tika pārdots par 300 USD. Un pat par šīm cenām uzņēmums zaudēja naudu par katru pārdoto automašīnu. "Abners nekad neieņēma otro klasi," sacīja Vorens Dobls. Praktiski katrs komponents tika izvēlēts pēc labākās kategorijas: Bosch elektriskie elementi, Rolls-Royce stila hroma-niķeļa tērauda rāmis, ziloņkaula krāsā inkrustēta stūre, pulētas hroma-vanādija tērauda lokšņu atsperes. Lai izveidotu 16" bremžu trumuļi, rūpnīcā sāka ar 40 kilogramus smagu tērauda sagatavi, kuru pēc kalšanas uzasināja uz mašīnas, līdz palika sešus kilogramus smaga bunga. Uz grīdas palika 34 kg ļoti dārgu skaidu.

Rūpnīca Emerivilā

Tā kā auto bija dārgs, tas bija jāizgatavo kvalitatīvi, tāpēc mašīnas rāmis tika izgatavots no kvalitatīva tērauda, mašīnas elektrību no Vācijas ieveda Bosch, automašīnu stūres tika izgatavotas no Kamerūnas melnkoks (melnkoks), un šī stūres rata rokturis rotāja sudraba vācu juvelierizstrādājumos izlieta emblēma. Tajā pašā laikā tika izstrādāts lētāks modelis Doble-Simplex, kas tika būvēts uz Jordan* šasijas un saņēma 4 cilindru dzinēju, bet ne divkāršās darbības dzinēju, kā E modelim, tomēr uzbūvējis tikai vienu prototipu, Abner Doble, kuram bija perfekcionista raksturs, nolēma šo auto sērijā nelaist, jo pēc viņa domām tas nebija tik labs.

1926. gadā bez vieglajiem automobiļiem parādījās arī vairāki autobusi, kas būvēti sadarbībā ar International Harvester firmām, tika uzbūvēti 5 Doble Model H autobusi un uzņēmumam Detroit Motorbus Co divi Doble Model G autobusi ar līdzīgām spēkstacijām kā pasažieru modelim. Vieglā automašīna tolaik tika piedāvāta jebkurā virsbūves dizainā, sākot no 2-vietīgiem rodsteriem līdz 7-vietīgiem limuzīniem. Līdz 1930. gadam bija uzbūvētas tikai 24 E sērijas automašīnas, un 24. automašīnu Abners uzbūvēja sev. visu šo laiku viņš brauca ar Model C, kuru nemitīgi pilnveidoja, un auto ar segvārdu "Vecā antilope" kalpoja par jauninājumu izmēģinājumu poligonu.

1922. gada dubultais modelis D. Zīmējumi no korporatīvā kataloga

1930. gadā parādījās pēdējā automašīnu sērija - F modelis, kas izcēlās ar tvaika ģeneratoru un uzlabotas konstrukcijas dzinēju, līdz 1931. gada aprīlim tika uzbūvētas tikai 7 šādas automašīnas; direktoru padome atteicās emitēt papildu akcijas, no kurām peļņa būtu ļāvusi savākt vēl 50 automašīnas, kuras, starp citu, tika ražotas ar zaudējumiem, neskatoties uz to pasakaino cenu, bet tomēr pagalmā bija ekonomisks. un direktori nolēma, ka uzņēmumu ir vieglāk likvidēt. Interesantākais ir tas, ka vienu no šīs firmas mašīnām iegādājas vācu magnāts Oskars Henšels un, piemēram, ja pie varas nākušie vācu bosi brauca no patriotiskām jūtām tikai uz Vācu automašīnas, tad ir kadri, kuros Oskara Henšela draugs Hermans Gērings braukā pa vienu no parādēm ar Doble Model F-35.

Doble Model E-15, kas pieder Mr. Schenk

E modeļa dzinējs

Dubultais modelis F-35. Gērings, 4. Reihstāga prezidents un Vācijas princis Filips Doble Model F-35 Tourer aizmugurējā sēdeklī. 1933. gads, Kaseles pilsēta

Starp citu, divas no saražotajām šīs sērijas automašīnām bija aprīkotas ar virsbūvēm no Buick 60, kurām bija līdzīgs garenbāzes garums, lai gan principā pašai pirmajai mašīnai F30 arī bija aizgūta virsbūve, tai bija 2- durvju rodsters no LaSalle.

Mēnesi pirms uzņēmuma slēgšanas Abner Doble dodas uz Jaunzēlandi, kur tika izsaukts uz Price & Co rūpnīcu, lai projektētu un būvētu tvaika autobusus. Pēc tam, kad viņš dodas uz Angliju, kur viņš sāk konsultēties ar Sentinel Wagon Works, kas specializējās lokomotīvju un tvaika kravas automašīnu ražošanā, pēdējie tika ražoti līdz pat 50. gadu vidum. Mazais brālis Vorens pēc durvju aizvēršanas pašu uzņēmums, tika uzaicināts jau pieminētais vācietis Oskars Henšels uz Vāciju, kur viņa vadībā sākas darbs pie Henschel & Sohn tvaika kravas automašīnām un laivām, vecākais brālis sāka konsultēt arī vācu rūpniekus, kuri izrādīja interesi par tvaika mehānismi- A. Borsig Co. Pēc tam, kad pie varas nāca nacionālsociālisti un sākās valsts finansējums rūpniecībai, izzuda nepieciešamība pēc tvaika transportlīdzekļiem, un projekti par tiem tika slēgti, tāpēc Vorens atgriezās dzimtenē, un Abners, starp citu, turpināja strādāt britu labā līdz 1936. gadam. Lielbritānijā 1935. gadā viņš pārdeva savu personīgo E-24 kupeju.

Atgriežoties mājās, viņš sāka konstruēt jaunas paaudzes tvaika autobusus, kurus plānoja ražot bijusī rūpnīca brāļi Stenliji, kas savas durvis slēdza 1924. gadā, taču, neatrodot pietiekamu finansējumu, projekts klusi izmira. 1946. gadā viņš kļuva par Milvoki Nordberg Manufacturing Company konsultantu. Šīs firmas autobusos parādījās labākie viņa izstrādātie motori, kurus viņš nosauca par Ultimax, taču viņš uzņēmumā strādāja līdz 1948. gadam, pēc tam, lai kaut kā dzīvotu, 58 gadus vecs vīrietis sāka tirgot Electrolux putekļu sūcējus. . Tomēr 1950. gadā viņam par prieku McCulloch Motors no Losandželosas nolīga Doblu kā konsultantu. Kopā ar jauno inženieri Stīvensu un veco vīru Rosko Hofmanu, kurš 20. gadsimta 30. gados bija eksperimentējis ar mašīnām ar aizmugurējo dzinēju, Doblam nācās uzbūvēt modernu tvaika dzinēju. sporta auto ar aizmugurējo motoru. 1953. gadā tika uzbūvēts prototips, tiesa, ar benzīna dzinēju no Porsche 356.

Neilgi pēc prototipa parādīšanās Doble uzzina, ka vadība nolēma automašīnu nelaist ražošanā, lai gan Doble uzbūvēja diezgan jaudīgu 6 cilindru (3 augstspiediena un trīs zemspiediena cilindri) dzinēju, kas kalnā ražoja 155 ZS. Lieta bija tāda, ka uzņēmums vienkārši nebūtu varējis pavilkt šo projektu par naudu, un tika nolemts pāriet uz turbīnu un kompresoru ražošanu, šis uzņēmums joprojām pastāv ar Paxton zīmolu **. Pāris gadus pēc projekta slēgšanas Abner Doble konsultēja divus privātīpašniekus, kuri vēlējās būvēt paši savus tvaika vagonus, taču šie projekti nerealizējās.

1961. gada jūlijā, notverot to vēsturisko brīdi, kad cilvēce ar reaktīvās piedziņas palīdzību devās iekarot kosmosu, šis sirmgalvis, kurš neatzina iekšdedzes dzinēja pārākumu pār tvaika piedziņu, nomira.

P.S. Runājot par mašīnas uzticamību, ir viena mašīna, kas nobrauca 965 000 km bez bojājumiem, veicot tikai sistēmas tīrīšanu, vēl viens interesants fakts ir tas, ka šīs firmas automašīnas ir atļautas uz ceļiem. kopīgs lietojums Kalifornijas štatā, jo emisijas atbilst visstingrākajiem drošības standartiem, un automašīnas dinamiskās īpašības ļauj droši atstāt aiz muguras modernākus satiksmes dalībniekus.

Mūžīgā neapmierinātība ir kļuvusi par svētību un lāstu Abneram Doblem. Līdz savai nāvei 1961. gadā Abners strādāja par inženieri un centās pierādīt, ka pašreizējā iekšdedzes dzinēju dominēšana autotransportā ir saistīta tikai ar autoražotāju agresīvo tirgus politiku, nevis to izcilo inženieriju. Viņa neremdināmās slāpes pēc pilnības bija labas radošumā, bet kaitīgas ražošanā. Modelis E joprojām ir piemineklis, ko viņš uzcēla savam sapnim.

Doble E ar Murphy's California Top korpusu.

Patiesībā ir grūti noticēt, ka viņa produkti tika novērtēti vienādi ar visdārgāko šasiju. Dārgākie Mērfija korpusi, ar kuriem esmu sastapies, maksā 3500 USD. Un nevis 9000, kā teikts rakstā. Es neatradu nekādas dokumentālas norādes par šādām cenām. Un ja tā, tad Model E ar izcilu virsbūvi īpašniekam maksāja 13 000 USD - neprātīgi dārgi, bet tomēr ne divreiz dārgāk kā Duesenberg J, kas aprīkots ar augstāko klasi.

Automašīnas ar revolucionāru tvaika dzinēju tika reklamētas kā The Magnificent Doble - "Magnificent Doble". Un tie ir patiešām lieliski. Nevis no estētiskā, bet tehniskā viedokļa. Un fakts, ka vienam no 20.gadsimta “dīzeļpankam” cilvēkiem Hovardam Hjūzam bija šāds auto, uzskatāmi parāda, cik caurspīdīga ir robeža starp steampunk un dieselpunk.

P Pēc sava biznesa sabrukuma Abner Doble pārcēlās uz Apvienoto Karalisti un īslaicīgi strādāja par Sentinel konsultantu. Pasaule ir maza, un tvaika pasaule ir vēl ciešāka! Lai gan to ieskauj dzinēji, kas darbojās ar oglēm un pastāvīgi prasīja uguni un ūdeni, Amerikāņu izgudrotājs Laikam jutos kā akmens laikmetā.

Šeit ir šodienas atsauksmes par šo automašīnu: Kalifornijas pilsonis Džeimss D. Cranks ir mīlējis Doble automašīnas kopš brīža, kad viņš tos pirmo reizi ieraudzīja 1947. gadā. Tad viņam bija 12 gadi. Tagad viņš par šīm mašīnām un to dizainu zina vairāk nekā jebkurš cits. Viņa paša "Model E", faetons ar fiksētu mīksto jumtu, ir nobraucis 600 000 km. Crank uzskata, ka automašīnu ir ļoti viegli vadīt. Komerciālā strūklas petroleja nodrošina "mīkstu" liesmu kurtuvē. Automašīna ātri un nevainojami reaģē uz stūri, tās izturēšanos līkumos nevar salīdzināt ar nevienu tā laikmeta auto. Krank automašīna ātri paātrina līdz komfortablam kreisēšanas ātrumam 130 km / h, viss svešs troksnis ir vējš, riepas un ik pa laikam deglis ieslēdzas. Reizēm Krens paskatās uz mērierīcēm — tvaika spiedienu un temperatūru, ūdens līmeni, dzinēja eļļošanu —, taču viņš tiešām tik labi pārzina savu automašīnu, ka viņam to diez vai vajag. Klusums, zemi dzinēja apgriezieni, vibrāciju trūkums – tas viss kopā rada miera atmosfēru. "Šīs mašīnas ar jums sarunājas, tām ir savs ritms," viņš saka. "Jūs varat vadīt automašīnu ar aizsietām acīm."

60. gadu beigās ASV valdība noteica stingrus ierobežojumus transportlīdzekļu emisijām, un 1968. gada maijā vairākas federālās aģentūras notika uzklausīšanas par alternatīvām spēkstacijām. Ford un Thermo Electron paziņoja par kopīgas tvaika dzinēju programmas uzsākšanu. Tikmēr GM ir sadarbojies ar citu tvaika uzņēmumu Energy Systems Inc. Tika nolemts izlaist vairākus tvaika sedanus Kalifornijas lielceļu patruļai. 1973. gada oktobrī arābi pasludināja naftas embargo, un autoražotājiem nācās pāriet uz konkrētākiem mērķiem, solot tiešu iziešanu. Tas bija par parasto benzīna dzinēju efektivitātes uzlabošanu. Šie centieni noveda pie tik nozīmīgiem rezultātiem, ka tvaika dzinējs uz visiem laikiem tika atstāts ārpus konkurences.

avoti

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

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

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

Atcerēsimies vairāk par tvaika dzinēja vēsturi tehnoloģijā: šeit piemēram, bet šeit vai šeit piemēram. Jūs varat atcerēties vēl lielāku tēmu Oriģinālais raksts ir vietnē InfoGlaz.rf Saite uz rakstu, no kura izgatavota šī kopija -

Tieši pirms 212 gadiem, 1801. gada 24. decembrī, mazajā Anglijas pilsētiņā Kambornā mehāniķis Ričards Trevitiks demonstrēja sabiedrībai pirmos ar tvaiku darbināmos Suņu ratus. Šodien šo notikumu varētu droši klasificēt kā ievērojamu, bet ne nozīmīgu, jo īpaši tāpēc, ka tvaika dzinējs bija zināms jau iepriekš, un to pat izmantoja transportlīdzekļos (lai gan tas būtu ļoti sarežģīti saukt tos par automašīnām) ... Bet lūk, kas ir interesanti: šobrīd tehnoloģiskais progress ir radījis situāciju, kas pārsteidzoši atgādina lielās tvaika un benzīna "kaujas" laikmetu 19. gadsimta sākumā. Būs jācīnās tikai ar akumulatoriem, ūdeņradi un biodegvielu. Vai vēlaties uzzināt, kā tas viss beidzas un kurš uzvarēs? Es neieteikšu. Padoms: tehnoloģijai ar to nav nekāda sakara ...

1. Aizraušanās ar tvaika dzinējiem ir pagājusi, un ir pienācis laiks iekšdedzes dzinējiem. Lietas labā es atkārtoju: 1801. gadā pa Camborne ielām ripoja četrriteņu kariete, kas relatīvi ērti un lēni spēja pārvadāt astoņus pasažierus. Automašīna tika darbināta ar viena cilindra tvaika dzinēju, un ogles kalpoja par degvielu. Tvaika transportlīdzekļu izveide tika uzsākta ar entuziasmu, un jau 19. gadsimta 20. gados pasažieru tvaika omnibusi pārvadāja pasažierus ar ātrumu līdz 30 km / h, un vidējais kapitālā remonta nobraukums sasniedza 2,5–3 tūkstošus km.

Tagad salīdzināsim šo informāciju ar citiem. Tajā pašā 1801. gadā francūzis Filips Lebons saņēma dizaina patentu virzuļdzinējs iekšdedzes, strādā pie apgaismes gāzes. Sagadījās, ka trīs gadus vēlāk Lebons nomira, un citiem bija jāizstrādā viņa piedāvātie tehniskie risinājumi. Tikai 1860. gadā beļģu inženieris Žans Etjēns Lenuārs samontēja gāzes dzinēju ar aizdedzi no elektriskās dzirksteles un paaugstināja tā dizainu līdz uzstādīšanai transportlīdzeklim.

Tātad automašīnas tvaika dzinējs un iekšdedzes dzinējs ir praktiski viena vecuma. Tādas konstrukcijas tvaika dzinēja efektivitāte tajos gados bija aptuveni 10%. Lenoir dzinēja efektivitāte bija tikai 4%. Tikai 22 gadus vēlāk, līdz 1882. gadam, Augusts Otto to uzlaboja tik daudz, ka tagadējā benzīna dzinēja efektivitāte sasniedza ... pat 15%.

2. Tvaika vilce ir tikai īss mirklis progresa vēsturē. Sākot ar 1801. gadu, tvaika transporta vēsture aktīvi turpinājās gandrīz 159 gadus. 1960. gadā (!) ASV vēl tika būvēti autobusi un kravas automašīnas ar tvaika dzinējiem. Šajā laikā tvaika dzinēji ir ievērojami uzlabojušies. 1900. gadā ASV 50% automašīnu parka tika "tvaicēti". Jau tajos gados radās konkurence starp tvaiku, benzīnu un - uzmanību! - elektriskie ratiņi. Pēc Ford Model-T panākumiem tirgū un, šķiet, tvaika dzinēja sakāves, pagājušā gadsimta 20. gados parādījās jauns tvaika automobiļu popularitātes kāpums: to degvielas izmaksas (mazuts, petroleja) bija ievērojami zemākas nekā benzīna izmaksas.

Līdz 1927. gadam Stenlijs saražoja aptuveni 1000 tvaika vagonus gadā. Anglijā tvaika mašīnas līdz 1933. gadam veiksmīgi konkurēja ar benzīna automobiļiem un zaudēja tikai tāpēc, ka varas iestādes ieviesa nodokli smago kravu pārvadājumiem un samazināja tarifus šķidro naftas produktu importam no ASV.

3. Tvaika dzinējs ir neefektīvs un neekonomisks. Jā, kādreiz tā bija. "Klasiskā" tvaika dzinēja, kas izplūda atmosfērā izplūdes tvaikus, efektivitāte nav lielāka par 8%. Taču tvaika dzinējam ar kondensatoru un profilētu plūsmas daļu ir līdz 25–30% efektivitāte. Tvaika turbīna nodrošina 30–42%. Kombinētā cikla stacijām, kurās gāzes un tvaika turbīnas tiek izmantotas "kopā", efektivitāte ir līdz 55–65%. Pēdējais apstāklis pamudināja BMW inženierus sākt strādāt pie šīs shēmas izmantošanas iespējām automašīnās. Starp citu, mūsdienu benzīna dzinēju efektivitāte ir 34%.

Tvaika dzinēja ražošanas izmaksas visu laiku bija zemākas nekā tādas pašas jaudas karburatora un dīzeļdzinēju izmaksas. Šķidrās degvielas patēriņš jaunos tvaika dzinējos, kas darbojas slēgtā ciklā ar pārkarsētu (sausu) tvaiku un aprīkoti ar modernām eļļošanas sistēmām, augstas kvalitātes gultņiem un elektroniskām darba cikla regulēšanas sistēmām, ir tikai 40% no iepriekšējā.

4. Tvaika dzinējs ieslēdzas lēni. Un tas bija reiz... Pat krājuma automašīnas Stenlija firmas "audzēja pārus" no 10 līdz 20 minūtēm. Katla konstrukcijas uzlabošana un kaskādes apkures režīma ieviešana ļāva samazināt gatavības laiku līdz 40-60 sekundēm.

5. Tvaika mašīna ir pārāk lēna. Tas ir nepareizi. 1906. gada ātruma rekords - 205,44 km/h - pieder tvaika mašīnai. Tajos gados automašīnas ar benzīna dzinējiem neprata braukt tik ātri. 1985. gadā tvaika automašīna brauca ar ātrumu 234,33 km/h. Un 2009. gadā britu inženieru grupa izstrādāja tvaika turbīnas "bolīdu" ar tvaika piedziņu ar jaudu 360 ZS. s., kas sacīkstēs spēja pārvietoties ar rekordlielu vidējo ātrumu - 241,7 km/h.

6. Tvaika mašīna kūp, ir neestētiska. Aplūkojot vecos zīmējumus, kuros attēlotas pirmās tvaika brigādes, kas izmet biezus dūmu un uguns mākoņus no saviem skursteņiem (kas, starp citu, norāda uz pirmo "tvaika mašīnu" krāšņu nepilnībām), jūs saprotat, kur pastāv tvaika asociācija dzinējs un sodrēji nāca no.

Kas attiecas uz izskats mašīnas, jēga šeit, protams, ir atkarīga no dizainera līmeņa. Diez vai kāds teiks, ka Abnera Doble (ASV) tvaika mašīnas ir neglītas. Gluži pretēji, tie ir eleganti pat pēc mūsdienu standartiem. Turklāt viņi brauca klusi, vienmērīgi un ātri - līdz 130 km / h.

Interesanti, ka mūsdienu pētījumi automobiļu dzinēju ūdeņraža degvielas jomā ir radījuši vairākus "sānu atzarus": ūdeņradis kā degviela klasiskajiem virzuļmotora tvaika dzinējiem un īpaši tvaika turbīnu dzinējiem nodrošina absolūtu videi draudzīgumu. Šāda motora "dūmi" ir ... ūdens tvaiki.

7. Tvaika mašīna ir dīvaina. Tā nav patiesība. Strukturāli tas ir daudz vienkāršāks nekā iekšdedzes dzinējs, kas pats par sevi nozīmē lielāku uzticamību un nepretenciozitāti. Tvaika dzinēju resurss ir daudzi desmiti tūkstošu stundu nepārtraukts darbs, kas nav raksturīgi cita veida dzinējiem. Tomēr lieta neaprobežojas ar to. Atbilstoši darbības principiem tvaika dzinējs nezaudē savu efektivitāti, pazeminoties atmosfēras spiedienam. Šī iemesla dēļ ar tvaiku darbināmi transportlīdzekļi ir īpaši labi piemēroti izmantošanai augstienēs, sarežģītās kalnu pārejās.

Interesanti atzīmēt vēl vienu noderīgs īpašums tvaika dzinējs, kas, starp citu, ir līdzīgs elektromotoram līdzstrāva. Vārpstas ātruma samazināšanās (piemēram, palielinoties slodzei) izraisa griezes momenta palielināšanos. Pateicoties šai īpašībai, automašīnām ar tvaika dzinējiem nav nepieciešamas ātrumkārbas - tie paši par sevi ir ļoti sarežģīti un dažreiz kaprīzi mehānismi.