Нефть в паровом двигателе

Попаданцу НЕ на заметку

Здравствуйте. Размещаю данную статью с Яндекс Дзена в ответ на пост уважаемого коллеги Сергея Сталка «Попаданцу в копилку: хорошее дело Запорожцем не назовут». Данная статья рассказывает о истории калоризаторных двигателей (или полу дизелей). Посыл статьи, размещенной Сергеем, не понравился — с юмором и стебом издеваются над трудом предков. Посмотрел бы я что смог сделать автор статьи кроме как пиз…. с дивана. люди в довольно не простых условиях делали ДЕЛО, так как они его понимали. Извините за эмоции. Я работал на заводе который производил эти трактора после переноса производства из Кичкасса. А в совхозе, где я жил до техникума, такой трактор использовали до начала 70х годов для пахоты личных огородов (правда потом сдали на металлолом по неизвестной мне причине).

Англия — родина первого нефтяного двигателя

Реклама двигателей «Хорнсби-Акройд»

Двигатель с калоризатором и водяным охлаждением

«Hot bulb» нагревалась докрасна паяльной лампой перед пуском двигателя. Затем в камеру подавалось топливо и крутился вручную маховик. Топливо испарялось при соприкосновении с горячими стенками калильной камеры, пары смешивались с воздухом, поступающим в головку через дроссель и воспламенялись, нагревшись от стенки камеры и от сжатия. Для поджига топлива не требовалось высокая степень сжатия, как у двигателей Дизеля и, следовательно, не нужно было высокое давление впрыска топлива, т.к. давление сжатия калоризаторного двигателя — около 5 атмосфер, в то время как давление сжатия в дизельном двигателе — от 40 атмосфер.

Двигатель с традиционной калильной головкой (поз.6 на чертеже).

Таким образом, достоинства нефтяного «полудизеля» вполне очевидны: 1) простота в изготовлении, 2)всеядность (могли использоваться природный газ, мазут, керосин, сырая нефть, растительное масло или креозот) 3) Легкость запуска в холодном климате

Недостатки, впрочем, тоже имелись, и немаленькие: 1) Перед запуском необходимо было нагревать калильную головку паяльной лампой, а это потеря 20-30 минут. 2) Низкий КПД двигателя (около 12%) из-за непродуваемой камеры калоризатора и малой степени сжатия 3) Сильные вибрации и низкооборотистость, необходимость применения массивного маховика 4) повышенная пожароопасность 5) невозможность регулирования оборотов.

Массово подобные двигатели выпускались до 30-х годов, а полностью выпуск прекратился лишь в 50-х годах, находя успешное применение в определенных отраслях народного хозяйства, таких, как стационарные приводы различных сельскохозяйственных машин и судовые двигатели, подкупая своей нетребовательностью к топливу, простотой ремонта и обслуживания.

Трактор LANZ BULLDOG. Hot Bulb накаляется открытым пламенем.

Простейшая калильная головка «нефтянок» представляла собой обычную герметичную полость, которую надо было нагревать открытым пламенем (как на фото выше. Охлаждение водой в ранних двигателях отсутствовало. Это вызывало определенные проблемы, т.к. нерегулируемая температура головки могла достигнуть высоких значений, из-за чего воспламенение топливной смеси начиналось раньше времени. Напротив, на холостом ходу камера могла остыть и перестать воспламенять смесь.

Для нормальной работы двигателя необходимо было поддерживать температуру калоризатора в пределах 330 — 600°. При более низкой температуре топливо не воспламенится, либо произойдёт поздняя вспышка; при температуре выше указанной — произойдёт преждевременная вспышка, что приведёт к снижению мощности двигателя.

При работе двигателя с нагрузкой в цилиндр каплями подавали воду для охлаждения, а при малой нагрузке, наоборот — прикрывали подсос воздуха, чтобы калоризатор совсем не остыл.

Двигатель с запальником (поз.1 на чертеже)

В 1892 году Стюарт получил патент на калильную головку с водяным охлаждением. Это сразу позволило поднять степень сжатия и мощность двигателя.

Пожалуй, классикой Hot-bulb-калоризаторов можно назвать изделия немецкой фирмы Lanz. На народном немецком тракторе Lanz-Bulldog 12 PS выпуска 1921 года (на фото выше), оснащенном одноцилиндровым калильным двигателем, можно видеть калоризатор в виде полусферической головки в передней части двигателя в разрезе. Видны полости для охлаждающей жидкости, чаша для сбора и горения топлива, лючок для прогрева чаши паяльной лампой.

Также получили распространение двигатели с т.н. запальником. В англоязычной литературе запальник именуется «Hot-tube». Он представляет из себя быстросъемный элемент, который накаляется в снятом виде, затем вводится в камеру сгорания и двигатель заводится (см. на последнем чертеже выше).

Выпуск двигателя системы Дизеля могли осилить единицы — в начале 20 века это были завод Людвига Нобеля, да Коломенский машиностроительный, в то время как выпустить нефтяной двигатель с калоризатором могли позволить себе даже небольшие провинциальные заводики.

Из малых русских производителей среди многих выделяются две личности, как наиболее широко освещенные и мифологизированные в русскоязычной литературе: Блинов и Мамин, оба родом из села Балаково.

Именно поэтому в России получили широкую популярность «нефтянки» за простоту и дешевизну. Часто такие двигатели называли, да и сейчас продолжают называют «Болиндерами», — по названию шведской компании, одной из первых начавшей массово производить такие двигатели как для хозяйственных нужд, так и для судов. На черноморском флоте есть даже такой термин — «болиндер» — т.е. баржа, оснащенная двигателем этой конструкции.

Вот весьма поучительный и веселый отрывок из морской байки про болиндер, взятый с сайта flot.com:

Двухтактный двигатель системы «Болиндер» — это замечта ательное творение человеческого гения. Как и двигатель Дизеля, он не требует электрического зажигания, но в отличие от «дизеля» может работать даже на сырой нефти! Для запуска «Болиндера» в специальное отверстие крышки единственного цилиндра ввинчивают стальной конус с резьбой у основания и шаровидным расширением на конце. Шар предварительно разогревают почти до белого каления, и сразу после ввинчивания конуса быстро раскручивают маховик двигателя. В дальнейшем двигатель работает неторопливо, но зато безостановочно, с характерным звонким «бонг-бонг». Только топливо подавай. Причём бывалые люди говорят, что если к топливу подмешать воды или просто помочиться в топливный бак, то «Болиндер» работает ещё лучше!О своём первом знакомстве с двигателем «Болиндер» мне рассказал командир моего катера мичман Дорогой. Эта история произошла с ним ещё до войны, он тогда только-только пришёл в дивизион зелёным матросом-салагой, и был объектом всяких нехитрых флотских розыгрышей. Например, затачивал напильником лапы якоря на барже и осаживал кувалдой кнехты на причале, бегал по базе с пустым пожарным ведром в поисках швартовой бочки, из которой должен был налить полведра девиации для кока, и т.д.

Однажды Дорогого разбудили среди ночи и велели идти на баржу, чтобы помочь запустить двигатель. Подозревая очередной розыгрыш, Дорогой осторожно спустился в трюм баржи по скоб-трапу и остановился в нерешительности на скользком от мазута полу. Трюм был едва освещён тусклым красноватым светом мазутного факела, коптящего в углу. Около факела какой-то человек накачивал меха небольшого кузнечного горна. Вдруг этот человек выхватил из горна длинными кузнечными щипцами что-то раскалённое, и побежал прямо на Дорогого с криком «С дороги!» и лексическими добавками. Дорогой испуганно шарахнулся в сторону, и упал прямо на группу сидящих на корточках людей, которых вначале не заметил. Эти люди критически оценили поведение Дорогого, снабдив оценку для убедительности лексическими добавками. Человек со щипцами крикнул: «Крутите!» (с лексическими добавками). Все кинулись к большому маховику, около которого замешкавшемуся Дорогому не хватило места. Со второй попытки двигатель заработал и все пошли досыпать.

Читайте также:  Разборка ручки коробки передач

Известно, что создатель первого в России опытного образца гусеничного трактора на паровой тяге, русский промышленник и изобретатель, бывший крепостной крестьянин Федор Блинов гораздо больший успех снискал в создании пожарных насосов и двигателей. В то время, как его «самоход с бесконечными рельсами» был отнесен на нескольких промышленных выставках в разряд никчемных диковинок, за пожарный насос изобретатель в 1889 году получил серебрянную медаль, в 1890-х — бронзовую.

В России конца 19 века получили большое распространение дешевые и достаточно несовершенные даже по тем временам нефтяные двигатели, оснащенные простой калильной головкой (или открытым калоризатором) без водяного охлаждения. Помимо пожароопасности, данные двигатели развивали меньшую мощность по сравнению с более совершенными двигателями с охлаждаемым калоризатором. Зачем нужно охлаждение — см. выше вторую главу «Эволюция калоризаторов».

В 1899 году, в возрасте 68 лет, Блинов решает применить вместо открытой калильной головки т.н. запальник, т.е. предварительно раскаленный элемент, помещаемый через крышку в запальную камеру. Как уже говорилось выше, эта система уже применялась в Европе англичанами и шведами.

На собственном заводе со старообрядческим названием “Фабрика нефтяных двигателей и пожарных насосов “БлагословениеП.Ф. Блинова” младший сын Ф. Блинова Порфирий начинает производить двигатели с запальником.

Уже после смерти отца, в 1903-м году, Порфирий подает заявку на патент, и в 1909-м получает привилегию. В части, посвященной описанию запальника, говорится:

“Выпаритель для работающих взрывом двигателей, характеризующийся совокупным применением двухстенной коробки, охлаждаемой водой, и металлического бруска, нагреваемого перед пуском в ход двигателя и помещенного внутрь коробки…”

Изобретение первого в мире запальника в отечественной литературе настойчиво приписывают Блинову, хотя в английской линейке нефтяных двигателей существуют такие же модели, но запальник там именуется «Hot tube«, т.е. «горячая трубка». Кроме того, широко известен калоризаторный двигатель системы Болиндера с запальником, о нем как раз шла речь в предыдущей главе.

По воспоминаниям внучки Ф.Блинова, среди бумаг и книг деда она видела множество периодической английской патентной литературы конца 19 века. Скорее всего, оттуда Блинов и подчерпнул идею запальника.

Запальник Мамина, 20-е годы.

Параллельно продолжил дело Ф. Блинова и его ученик, Яков Мамин вместе с братом Иваном на собственном предприятии — «Чугуно-литейном механическом заводе братьев Я. и И. Маминых«.

В 1903 году на предприятии Я. и И. Маминых был сделан первый двигатель мощностью 9,5 лошадиных сил на базе двигателя английской фирмы “Хорнсби”. Двигатель Маминых работал на нефти.

В 1904 году Мамины подали заявку на изобретение, а в 1908 году получили привилегию и патент № 14061 на двигатель, который назвали “Русский Дизель”. Все эти годы на заводе выпускались нефтяные двигатели мощностью от 3,5 до 30 лошадиных сил.

После революции 1917 года, Мамин продолжал конструировать двигатели, и известен ряд его предложений по модернизации запальника с тем, чтобы добиться оптимального температурного режима.

Двигатели с запальником, в том числе и конструкции Мамина, работали в народном хозяйстве вплоть до 60-х годов 20 века и славились своей всеядностью и ремонтопригодностью в полевых условиях.

Источник

Помните фильм «Гибридные технологии»,

где было доведено, что мощь паровых изобретений в тысячу раз занижена и вообще нисколько не освещена? Так вот, те, кто пытался ознакомится с данной темой, могут заметить поразительную вещь, что в публикациях «первый паровой трактор» многие авторы противоречат друг другу, в каждой публикации указывая разных изобретателей, кто был первым и какая была первой модель парового трактора. Самые правдивые, это те, которые констатируют «когда был первый паровик, доподлинно неизвестно». А откуда это может быть известно, если патентное право, введенное в Великобритании и весьма ревностно охраняемое британскими законами, до 1800 года не позволяло никому строить самодвижущиеся экипажи с паровой силовой установкой. Также вспоминаем, что 1700-тые и 1800-тые года. это время, когда не то, что горели библиотеки и архивы по всему Миру, но также и целые каменные города с античными высотками.

Читайте также:  Руководство по ремонту двигателя октавия

Во-вторых, нам по традиции подпихивают под видом первого трактора, дескать непрактичного, неприспособленного, слаботехнологичного и некрасивого такое изображение:

И мало где пишется, что это не именно паровой трактор. Это перевозной паровой двигатель домашнего завода! От него работать могла лесопилка, мельница, домашняя ткацкая фабрика, можно использовать как генератор для добывания электричества и вообще можно модернизировать под любой вид производства на дому. То есть, в позднем средневековье люди могли себе позволить такую механическую роскошь, которой нам остается лишь завидовать. За то людям смотрящим в свои ладошки внушают что не работать на дядю, а иметь свое дело и свою собственную промышленность, это примитивность.

Хотя всё обстоит с точностью да наоборот. Экономист Брайян Артур писал «В 1890 было три способа двигать автомобили — с помощью пара, бензина и электричества. И один из них самый плохой — бензин». Но капиталисты начали развивать что? Правильно, самую беЗполезную технологию и вытеснять самое нужное.

В толпу вложили, что паровой транспорт медленный, что является полной дезинформацией, ведь мало кто в курсе, что паровые автомобили с успехом конкурировали с машинами с ДВС вплоть до 1930-х годов.В 1800-тых паровые автомобили вовсю носились по городским улицам, развивая приличные даже по сегодняшним меркам скорости. В январе 1906 года Фред Мариотт на паровичке с удивительно скромным названием «Ракета», разгонялся до 205,4 км/ч. «Ракета» обгоняла не только любой автомобиль того времени, но и даже самолет. В следующем году прославленный гонщик разбился — опять же на паровом автомобиле. Как показало расследование, на скорости 240 км/ч. В это время транспорт на бензине ползал черепашьей скоростью.

От бензиновых собратьев они отличались чрезвычайной долговечностью и надежностью. Что и говорить, если до сих пор в Великобритании паровые двигатели широкоиспользются. Могли работать на всем, что горит, — угле, дровах, соломе. Плюс не забываем котел можно разогревать и электроэнергией, которую можно получать от аккумулятора, от солнца, да и от движения самого транспорта.

Инженеры того времени рассуждали, что ДВС для транспорта не пригоден: его нельзя запустить, не размыкая трансмиссию, достаточно его притормозить, и он глохнет. ДВС не развивает достаточную тягу во всем диапазоне скоростей, и его приходится дополнять коробкой передач. А теперь посмотрите на паровую машину. Она обладает способностью автоматически приспосабливаться к дорожным условиям. Если сопротивление движению возрастает, она замедляет вращение и увеличивает крутящий момент. Если же сопротивление движению уменьшается, она вращается все быстрее и быстрее.

Основным преимуществом паровых машин является то, что они могут использовать практически любые источники тепла для преобразования его в механическую работу. Паровые локомотивы неплохо показывают себя на больших высотах, поскольку эффективность их работы не падает в связи с низким атмосферным давлением. Другим преимуществом является низкое загрязнении окружающей среды.

Смотрим на дореволюционный мощный царский паровой трактор «Путиловец»:


А вот паровой кран в Гизборне (Новая Зеландия), 1889 год:

По нашим понятиям улицы тогда были пустынны. Но чтобы услышать шум работы парового автомобиля даже на такой улице, приходилось прикладывать ухо к выхлопной трубе парогенератора. Тут тоже требуется пояснение. Двигатель автомобиля «Добл-Беслер» работал по замкнутому циклу с конденсацией пара. Семидесяти литров воды хватало на 500 км езды. Выпускать пар на улицу приходилось лишь в редких случаях. Поэтому при хорошо сделанных механизмах в автомобиле просто ничего не могло шуметь, а из парогенератора доносился лишь шум пламени.

В отличие от паровых технологий, сгорание топлива в цилиндре двигателя внутреннего сгорания (ДВС) протекает при постоянно меняющихся количестве кислорода и температуре, что приводит к образованию огромного объема токсичных веществ. Легковой автомобиль за час работы вырабатывает их достаточно для гибели не одного человека. В горелке же парогенератора все процессы протекают при постоянных и наилучших условиях, поэтому токсичность выхлопа парового автомобиля в сотни раз ниже, чем у автомобиля с ДВС.

Парогенератор, превративший локомобиль в поистине уникальное транспортное средство, был разработан американскими изобретателями братьями Добл в 1914 г. Он состоял из 10 соединённых последовательно плоских змеевиков в корпусе из жаропрочной стали – типа усложнённого варианта самогонного аппарата. Холодная вода из конденсатора при помощи насоса подавалась в трубку, обвивающую стенки корпуса, где немного подогревалась, а дальше поступала в змеевики, закипала и превращалась в перегретый пар. Двигатель Добла запускался всего за полторы минуты!

Возникает вопрос: если паровые машины так хороши, почему их не ставить на трактора или, например, на самолёты? Да и вообще на все транспортные средства? Почему они не вытеснили двигатели внутреннего сгорания? Ответ так же прост, как и горек: паровые автомобили и трактора были ликвидированы в результате сговора нефтяных компаний и крупнейших автопроизводителей – другой причины для победы более сложного, менее мощного и менее долговечного, к тому же загрязняющего воздух ДВС над паровым двигателем не было.

Читайте также:  Рейтинг надежности авто двигатели

Всё просто: производство автомобилей с ДВС к 1920-м годам превратилось в колоссальный промышленный сектор, тесно связанный с нефтедобычей и нефтепереработкой. Автомобилестроение и нефтянка были способны задавить кого угодно, а локомобили «давить» было из-за чего: паровой двигатель работает не несколько лет, как ДВС, а все сто лет и больше. До сих пор есть аппараты, которым два века, а их можно о сих пор завести и ехать. И бензина ему не надо, и моторного масла; так, глядишь, вся нефтянка могла сойти на нет. И на рубеже 1920-1930-х годов с локомобилями начались неприятности. В 1933 г. английские законодатели ввели налог на грузовой транспорт, основанный на массе машины, что поставило тяжёлые паровые грузовики в невыгодное положение по сравнению с карбюраторными машинами, а в 1934 г. уменьшили тарифы на импортные нефтепродукты. «Странным образом исчезали доступные источники необходимой для котлов воды (придорожные колонки и резервуары), начались проблемы с поставщиками комплектующих деталей. Это вызвало проблемы со сбытом и производством – и, как следствие, финансовые затруднения. Локомобильных производителей медленно доводили до разорения, после чего их дело выкупали автомобильные компании. Затем цеха тут же закрывались, оборудование вывозили, а чертежи локомобилей прятали в архивы»

А теперь вспоминаем, что такая же история была и с трамваями:

В докладе советника Сената США Брэдфорда Снелла 1974 года были приведены доказательства того, что с 1936 по 1950 годы General Motors совместно с Firestone Tire, Standard Oil of California и Phillips Petroleum создавали подставные холдинговые компании, через которые скупали трамвайные линии и ликвидировали их. Применялись прямые угрозы, шантаж, обман и подкуп чиновников, использовались обширные связи руководства в правящих и банковских кругах. В итоге на смену трамваям постепенно пришли вонючие, медленные автобусы. Производителем этих автобусов были все те же General Motors.

Особенно была отмечена способность самолёта к реверсивному ходу и быстрому торможению. Когда Airspeed 2000 приземлялся, пилот включал реверс – и пропеллер, вращаясь в обратную сторону, почти мгновенно и мягко, в отличие от тормозов на шасси, останавливал машину. Самолёты с ДВС на тот момент на такие «трюки» были не способны. Airspeed 2000 вполне успешно эксплуатировался (на службе в почтовом ведомстве США), но продолжения идея не получила. Самолет Бесслеров летал до 1936 г., после чего следы его теряются. Н. Прайс впоследствии предлагал свои идеи паровых авиадвигателей фирме «Локхид», но был отвергнут. Кроме братьев Бесслер, паровой самолет примерно в те же годы сделал Харольд Джонстон.

Статья в сборнике работ «Развитие паровых автомобилей и летательных аппаратов»: «По полученной из надежных источников информации, в пригороде Берлина в обстановке особой секретности на протяжении многих месяцев строится самолет, приводимый в движение паровым двигателем. Руководителем проекта является герр Хюттнер, ведущий инженер электростанции Клингенберг.
.
После опубликования технико-тактических характеристик летательного аппарата в газете The Daily Telegraph, чешский корреспондент, получивший доступ этой информации, был арестован в Берлине.

Казалось бы, где, как не в Советском Союзе, свободном от диктата нефтяных и автомобильных магнатов, стране с плановой экономикой, наладить выпуск машин с паровым двигателем?

Ведущие специалисты НАМИ, знакомые, естественно, с разработками Добла, в 1935 г. предложили советскому правительству начать работы по разработке паровых автомобилей, тракторов и бронетехники. Однако их призыв остался без ответа. В 1938 г. НАМИ всё-таки получил задание начать разработку таких машин, но… не получил финансирования. В 1949 г. Ярославский автозавод выпустил пробную партию грузовика НАМИ-012, паровой двигатель которого работал на дровах – для отдалённых лесодобывающих районов. Машина показала довольно высокие характеристики, но в серийное производство её отчего-то не пустили. Разработанные в начале 1950-х грузовики НАМИ-0125, работавший как на твёрдом, так и на жидком топливе, и НАМИ-012Б, работавший только на жидком топливе так и остались проектами, хотя были весьма перспективны. Объяснения этому решению найти трудно.

Почему же в не зависимом от «проклятых империалистов» СССР не начали серьёзно работать над паровыми двигателями (хотя локомобили малыми серями делали в Брянске, на дореволюционном заводе Мальцова, с 1873 по 1957 г.)? Тут мы вступаем в сферу догадок, доказательств никаких нет. Но всё же можно предположить: потому же, почему и на Западе. Советская экономика 1930-х годов зависела от поставок западной техники и оборудования, и советским начальникам иностранные партнёры наверняка объяснили: не надо никаких локомобилей. Тем более что в 1930-40-х годах в Москве жил знаменитый «красный миллионер», американец А. Хаммер, связанный как с нефтяной, так и с автомобильной промышленностью США (он создал нефтяную компанию Occidental Petroleum, а также лоббировал строительство Горьковского автозавода фирмой Ford). Ему, «другу» Ленина и Сталина, было легко объяснить «красным директорам», что ДВС куда лучше парового двигателя.

А ведь история мирового машиностроения в случае развития паровой техники могла бы пойти совершенно другим путём – в частности, человечество было бы избавлено от диктата нефтяных гигантов. И с экологией в городах дело обстояло бы несравненно лучше.

Источник

Adblock
detector