El contenido del artículo:
- Steam como motor de progreso
- Los primeros vagones de ferry
- "Coche de alcohol"
- De un destilado ilegal a una unidad de cuatro ruedas
- Millonarios "doble"
- El destino de las máquinas de vapor
- Hoy es
La era de los coches de gasolina, tan familiar y fiable, aún perdura. Pero los fabricantes de automóviles de renombre mundial ya están comenzando a producir vehículos eléctricos económicos y respetuosos con el medio ambiente, que tarde o temprano sacarán del mercado a los automóviles con motores de combustión interna.
Sin embargo, durante su historia, la humanidad ha conocido otras fuentes de energía, por ejemplo, las máquinas de vapor, que se utilizaron en algunos tipos de máquinas.
Steam como motor de progreso
Foto: la máquina de vapor de Kyunho
Hitos de la creación de máquinas de vapor:
- La primera máquina de vapor de la historia fue concebida e implementada por un ingeniero Por Hero of Alexandriaque vivió hace dos mil años en Grecia. Él mismo no entendió por qué inventó una pelota de juguete que giraba alrededor de su eje, puesta en movimiento por el vapor que se elevaba desde abajo. La tecnología, al no haber encontrado aplicación, se ha hundido en el olvido durante mil quinientos años.
- jesuita Ferdinand Verbst construyó y presentó al emperador chino (1672) un juguete: un pequeño automóvil autopropulsado impulsado por vapor.
- Isaac Newton Dibujó dibujos de un carro de vapor, donde, debido a una caldera con boquilla y liberación de vapor manual, la estructura podría moverse.
- Thomas Newkman creó una máquina de vapor similar a las modernas, solo que con una caldera muy grande, que adaptó como máquina para bombear aguas subterráneas.
- James Watt trajo a la mente el diseño de Newksman, colocándole un condensador y haciendo un ciclo del proceso de conversión del vapor en agua y viceversa. Logró poner la unidad resultante en el marco y probar el movimiento iniciado por el vapor. Habiendo recibido una patente para una invención, suavizó enormemente el ardor de otros desarrolladores de una idea similar.
- Nicolás Joseph Cugno, un ingeniero de artillería francés, inventó un vagón de vapor autopropulsado para transportar armas. Dentro de la estructura que pesaba menos de una tonelada había un cilindro de cobre, que se llenaba con vapor, después de lo cual se inyectaba agua y el vacío resultante se aspiraba en el pistón.
El carro de vapor solo podía moverse durante un kilómetro, después de lo cual se requería un "reabastecimiento de combustible" con agua hirviendo. Pero podría transportar hasta dos toneladas de carga por este kilómetro.
Al comando le gustó la idea, el diseñador recibió el visto bueno y 20.000 francos para revisar la idea. Como resultado, el carro aprendió a moverse a una velocidad de 7 km / h durante un tiempo bastante largo debido a la cámara de combustión instalada debajo de la caldera. Esta velocidad fue suficiente para que el carro de vapor hiciera el primer accidente, chocando contra la pared de la casa a causa de la rueda que atrapó la "cuña". La "abuela" francesa del vagón de vapor se conserva ahora en el museo.
- Sylvester Roper creó el primer prototipo de una motocicleta: una bicicleta de vapor. Los vecinos intentaron apelar a los agentes del orden, la bicicleta creada por el inventor hizo ese ruido, pero, por desgracia, ¡no había leyes que prohibieran andar sobre dos ruedas!
- Richard Trevithick, y más tarde Walter Hancock, quien finalizó la idea, se convirtió en los creadores del ómnibus de vapor, un vehículo comercial capaz de viajar hasta 32 kilómetros.
- Kazimir Yankevich de Rusia también intentó crear un automóvil para un par e incluso se le ocurrió un "rodamiento rápido" que podría funcionar tanto con carbón como con agua. Por desgracia, el proyecto no se implementó.
Los primeros vagones de ferry
A principios de 1906, el conductor Fred Marriott, conduciendo un ferry construido en una planta de producción propiedad de los Stanley Brothers y proféticamente llamado "Rocket", por primera vez en la historia logró acelerar a 205 km / h.
¡Sonaba triunfante! Después de todo, el automóvil, conducido por un ferry, adelantó a todos los vehículos, incluidos los aviones. Habiendo registrado otro récord de velocidad de 240 km / h, el corredor se estrelló hasta morir.
Ya el comienzo del siglo XX estuvo marcado por el hecho de que los coches de vapor, principalmente camiones, circulaban con confianza por las carreteras. Se diferenciaron de los primeros automóviles con gasolina por varios factores:
- durabilidad;
- fiabilidad;
- omnívoros (podrían funcionar con cualquier combustible, desde carbón hasta paja).
Los motores de vapor se distinguían por un modo de baja velocidad (no más de 50 km / h): tenían que tener constantemente un gran volumen de agua en stock y el vapor gastado escapaba constantemente a la atmósfera. Los vagones de vapor se utilizaron ampliamente en Europa hasta principios de la década de 1940, y en Brasil se produjeron en masa incluso una década después.
Las máquinas de vapor tenían importantes desventajas:
- el combustible sólido a la salida se convirtió en un gran montón de cenizas;
- los gases de escape y el humo contenían altas concentraciones de azufre y hollín;
- encender la caldera de combustible sólido fue largo, al menos un par de horas. A alguien se le ocurrió la idea de calentar las casas dejando las máquinas de vapor conectadas al sistema de calefacción durante la noche. Si trabajó toda la noche, entonces el feromóvil no necesitaba ser energizado nuevamente: 15 minutos fueron suficientes para que pudiera continuar moviéndose nuevamente.
"Coche de alcohol"
A los ingenieros les pareció que el motor de combustión interna no era apto para el transporte. Se detiene cuando se reduce la velocidad y no se puede arrancar después de abrir la transmisión.
El motor de combustión interna tampoco pudo desarrollar tracción en un rango de velocidad diferente, no arrancaría sin una "muleta" en forma de transmisión.
El coche, lanzado por el ferry, parecía imitar cualquier cambio en la situación del tráfico. El aumento de la resistencia hizo que el motor se desacelerara, aumentando el par en paralelo. A medida que disminuía la resistencia, aumentaba la rotación. Por lo tanto, los creadores de los transbordadores lucharon de todas las formas posibles para crear un generador de vapor compacto capaz de mover el automóvil sin la participación de dispositivos adicionales en forma de embrague y caja de cambios.
Aprendieron a llenar los motores de los vagones de vapor con cualquier líquido. Los transbordadores de combustible líquido pudieron comenzar a moverse 23 minutos después de que el motor se calentara, y necesitaron 30 litros de gasolina y 70 litros de agua para cubrir cien kilómetros.
La gente ha descubierto que la quema de combustible en el cilindro de un motor de combustión interna emite muchas sustancias tóxicas a la atmósfera. Un automóvil pequeño con motor de gasolina es capaz de producir tantas sustancias nocivas durante una hora de funcionamiento que si se cerrara un pequeño espacio a su alrededor, esto provocaría la muerte de personas cercanas.
El quemador del generador de vapor es menos tóxico en la salida: el combustible se quema sin cambios, lo que contribuye a la finalización completa de las reacciones.
Un factor importante en la eficiencia de una máquina es la cantidad de combustible consumido. Entonces, la "estrella" estadounidense en tracción a vapor "Doble-Besler", ensamblada a mediados de la década de 1920, tenía una masa de 2 toneladas con cola. Al mismo tiempo, el consumo de combustible fue de 18 litros por cada cien kilómetros. Para su época, este fue un muy buen indicador; además, siguió siendo el punto de referencia durante casi cuarenta años.
El quemador del generador de vapor procesa líquido en cualquier forma. El vagón del ferry siguió funcionando con queroseno y alcohol, con gasolina, fueloil e incluso con aceite vegetal. Y esto no fue en absoluto un intento de reducir el costo del proceso de reabastecimiento de combustible, era solo que los autos tipo Doble eran omnívoros, pero solo estaban disponibles para millonarios.
De un destilador de luz de luna a una unidad de cuatro ruedas
En la foto: los hermanos Doble
El generador de vapor era el elemento más importante de la máquina de vapor. El desarrollo fue implementado por ingenieros de Detroit, los hermanos Doble. Conectaron diez bobinas planas en serie, alojadas en una carcasa de acero refrigerada por agua.
El líquido frío se bombeó a las tuberías de refrigeración ubicadas alrededor de la carcasa de alta temperatura, donde se calentó. Esto minimizó la pérdida de calor.Después de eso, el líquido llenó las bobinas para que, después de hervir, se convirtiera en vapor con una temperatura de 4.5 mil grados Celsius y una presión de 120 atmósferas.
Los hermanos Doble buscaban aumentar la temperatura y la presión, lo que en conjunto aumentaba la eficiencia. Los ingenieros lograron que el generador de vapor fuera bastante ligero y económico.
Vapor procesado de cilindros gemelos. Primero, se bombeó al vértice de menor diámetro, donde, al expandirse, generó energía. Luego se "movió" a un cilindro más grande, a su parte inferior, realizando un trabajo adicional.
Las dos etapas de expansión resultaron ser de gran utilidad cuando el automóvil circulaba por las calles. Durante el inicio del movimiento y durante la aceleración, ingresaron volúmenes significativos de vapor, pero cuando no hubo necesidad de máxima producción de energía, se expandieron una vez.
Los vapores gastados transfirieron calor al líquido enfriado que tiende al generador de vapor. El vapor volvió al estado líquido solo en el condensador. La humedad ingresó al generador de vapor en porciones, lo suficiente para que la máquina de vapor pudiera hacer uno o dos movimientos de pistón. Por lo tanto, de hecho, el generador de vapor contenía una pequeña cantidad de agua, lo que lo hacía seguro para una explosión.
Si el tubo se rompía, entraba vapor al horno, apagando el quemador. E incluso un caso así sucedió solo una vez, cuando el automóvil dejó de arrancar repentinamente después de doscientos kilómetros. La reparación y el reemplazo de la bobina defectuosa tomó exactamente una hora.
"Doble" de millonarios
Foto: ferry
Poco antes del estallido de la guerra por parte de Alemania en Europa, el actual ZIL, que en ese entonces se llamaba Planta de Automóviles de Moscú con el nombre de Stalin, decidió producir un modelo exclusivo del automóvil.
El cuerpo del apuesto hombre estaba decorado con caoba. Se encontraba sobre un chasis de acero al cromo-níquel fabricado por Packard. Para un modelo, los diseñadores soviéticos tomaron el ferry Doble, ensamblado en 1924 por la compañía estadounidense Besler.
El movimiento fue establecido por un generador de vapor y radiadores emparejados. Un ferry bastante en miniatura se adjuntó al eje trasero, formando un solo sistema con diferencial. Los embragues, transmisiones y ejes cardán familiares para los conductores modernos no eran necesarios.
La velocidad se puede controlar con un pedal de vapor. De vez en cuando, solo era necesario cambiar la fase de cese de la admisión de vapor en el cilindro. Después de encender el motor, el automóvil tardó 45 segundos en comenzar a moverse. Un par de minutos más y el coche podría acelerarse a 150 km / h.
El vagón del ferry se movía suave y silenciosamente. Llegó a la corte de la élite soviética, sus juicios continuaron después de la conclusión de la paz con Alemania. Uno de los participantes en el desarrollo de la versión soviética de "Doble", A.N. Malinin, fue el encargado de probar la muestra.
Para ciertas pruebas, las cintas de correr se utilizan en la industria automotriz. El automóvil se coloca en el soporte de modo que las ruedas motrices estén estrictamente sobre los tambores. Como resultado, giran, obligando a las ruedas a girar e imitar la conducción en la carretera. En este caso, la máquina está parada con el motor en marcha.
Cuando el ingeniero de pruebas Malinin y una gran autoridad en el campo teórico del automóvil, el profesor Chudakov, subieron al automóvil, este último presionó los botones y se quedó en silencio. Cinco minutos después, Malinin no pudo resistir: "¿No es hora de empezar?" A lo que el profesor respondió: "Llevamos mucho tiempo conduciendo, el velocímetro marca 20 kilómetros". La velocidad era bastante decente, pero para que el oído captara al menos algo del sonido del generador de vapor, era necesario presionar de cerca el tubo de escape.
Setenta litros de agua en exceso eran suficientes para medio millar de kilómetros, y los problemas que requerían la liberación de vapor eran extremadamente raros. Por lo tanto, en el automóvil, en el que todas las piezas estaban ajustadas entre sí con precisión y precisión, nada hacía ruido.
El destino de las máquinas de vapor
Si los transbordadores eran tan convenientes y buenos, ¿por qué exactamente los autos ICE han logrado ocupar un nicho en el entorno automotriz?
El caso es que el motor para pareja tenía una automatización muy compleja y un montón de todo tipo de unidades complementarias. Al mismo tiempo, su fabricación resultó más cara y dio menos eficiencia.
Otra desventaja fue su gran tamaño, en particular: un tanque con suministro de agua. En ese momento, nadie pensó en el respeto al medio ambiente, como resultado, la máquina de vapor fue expulsada gradualmente del mercado por automóviles más baratos con motores de combustión interna.
Hoy es
Foto: modelo Inspiration
Empujado fuera del mercado, transbordadores no, no, sí, y excitan las mentes de los ingenieros. En 2009, en la pista, el automóvil de vapor Inspiration, depredador y aerodinámico, logró establecer un nuevo récord para los automóviles de vapor: 225 km / h.
La potencia del automóvil era de 360 hp y el movimiento se inició con dos turbinas con una presión de 40 bar, que fueron bombeadas por 12 calderas modernas.
La pregunta sigue siendo: ¿qué estaríamos manejando hoy, si la humanidad estuviera preocupada por el problema de preservar el medio ambiente cincuenta años antes?
