Альтернативная и малая энергетика на паровом двигателе

Многие жители России- особенно живущие в сельской местности и в отдаленных районах и  ведущие активную хозяйственную и предпринимательскую деятельность страдают от  цен на горючее для своего транспорта. Бензин и солярка дороги, а завозить их приходится из далека.  При этом вокруг — море твердого топлива и горючих отходов.

Авто данного сайта сейчас подходит к возможности  устанавливать  компактный, но тяговитый  паровой двигатель (роторный или аксиально-поршневой) с  компактным прямоточным котлом на шасси автомобиля, чтобы можно было ездить на дешевом (даже подножном) твердом топливе.

Скорость будет не очень велика (до 60 км/ч)- но зато мощный крутящий момент и тяговое усилие. Как раз то что  нужно для  технологических самоходных машин  и грузового транспорта в сельском хозяйстве и в глубинке — на лесоразработках,  торфяниках и проч.

ПАРОВЫЕ ТРАКТОРА И АВТОМОБИЛИ

…. Паровые трактора и автомобили являются  очень перспективной и коммерчески  выгодной техникой, которая на сегодняшний день  оказывается совершенно не развитой.  Конечно – КПД парового двигателя по использованию тепла от сгорания топлива в 2,5-3 раза ниже, чем  КПД  двигателя внутреннего сгорания на бензине, и особенно- солярке.
Но если – КПД в 3 раза хуже, а топливо в 9 -10 раз дешевле, то использование парового трактора или грузовика в 3-4 раза выгоднее….  Действительно  —  литр солярки стоит в ценах  конца 22 года- около 50-52  рубля, а килограмм угля стоит примерно 5 — 6 рублей….
А если мы будем использовать  тягач с паровым двигателем  на лесосеке или на лесопилке, или на уборке урожая, где вокруг  великое  количество  горючих отходов  лесозаготовок  (ветки, сучья,  горбыли, опил  — щепа) или  пожнивных остатков (солома, лузга и проч.) – которые практически бесплатны, то экономическая целесообразность такой техники – она вообще не имеет цены, ибо такое топливо практически бесплатно.   Именно такой тип питания «подножным кормом»  для технологического транспорта на лесоразработках,  в сельском хозяйстве, на строительстве небольших местных объектов в сельской местности – очень  выгодно.  Конечно, не разумно переводить   на паровую тягу с твердым топливом грузовик – длинномер  дальних рейсов для магистральных трасс.  А вот трактор или тягач  местного использования, который весь рабочий день  снует – катается   «туда – сюда – обратно»  на небольшие расстояния  около груды горючих отходов – очень разумное и экономически  оправданное мероприятие.

…. Давайте коротко взглянем на технику в виде паровых грузовиков и паровых тракторов, которая  производилась и использовалась в период  наибольшего развития такой техники. Этот период пришелся  на 20-30 годы прошлого века.  Тогда производители Англии, Германии и Франции  выпускали в год суммарно до 10 тысяч такой техники в год.  А вот после окончания 2-й мировой войны, цены на моторное топливо  для  двигателей внутреннего сгорания резко  снизились, и дешевые бензин и солярка  свели на нет все преимущества использования техники с паросиловыми агрегатами.

КРАТКИЙ АНАЛИЗ  КОНСТРУКЦИЙ ПАРОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ И ТРАКТОРОВ

…. Хорошая классификация дается в книге  «Современные паровые автомобили и  тракторы»  отечественного издания 1936 года.  Прежде всего, транспортные средства делятся на две большие группы, сообразно типу их паросиловой установки:
…. — первый тип:   «overtype» — «высокий тип», когда  двигатель расположен непосредственно сверху на котле. Котел при этом  исключительно паровозного (локомобильного) типа, т.е. жаротрубно — дымогарный.
…. —  второй  тип :   «undertype» — «низкий тип»,  двигатель расположен на раме шасси, т.е. установлен  отдельно от котла. При этом тип котла может быть разным: как котлом «объемного наполнения» — водотрубным, так и жаротрубно-дымогарным, или даже прямоточным котлом, типа «Серполе».

…. Схему  «overtype» использовали исключительно в прожорливых  и тихоходных тракторах – тягачах,  которые были крайне тяжелыми и громоздкими, что определялась конструкцией их котла паровозного типа, а так же низкими параметрами пара, которые такие котлы могли  развивать. Напомню, что паровозные котлы работали на давлении пара не более 12-14 атм.   и действовали  исключительно на выхлоп  отработавшего пара в атмосферу. Т.е. без конденсаторов.

Паровой трактор

…. Схема «undertype», когда паровой двигатель  расположен на раме шасси, т.е. установлен  отдельно от котла, использовалась в большом  разнообразии компоновок. Эта компоновка  применялась как для различных тракторов- тягачей, так и для автомобилей, в том числе и легковых.  В этом случае использовались котлы самой различной компоновки, в том числе и на жидком топливе — от керосина, до мазута.  Прямоточные котлы  на жидком топливе выходили на рабочий режим через 30-40 секунд (именно секунд!), после розжига горелки. А наиболее технически совершенные модели котлов создавали давление пара в 100 атм, что обеспечивало достаточно высокую экономичность и большую мощность таких паро-силовых установок.  Например,  на давлении в 100 атм.   работал мотор немецкого парового грузовика фирмы «Henschel», при температуре перегрева в 450 ⁰С.  На давлении в 100 атм. работала паросиловая установка опытной модели отечественного экспериментального авто на базе легковой «Победы», созданной в середине 50-х годов. Таких машин было создано 4 экземпляра, на испытательном пробеге они на хороших дорогах разгонялись до 120 км/час.

Паровой тягач

…. Конечно — сегодня вряд ли имеет смысл создавать легковой автомобиль или автопоезд дальних перевозок по магистральным трассам с приводом от паровой машины на угле или на дровах- опилках- соломе.  Но вот тягач- трактор для сельского хозяйства,  лесоразработок или для дорожного строительства – это очень нужно всем тем малым предприятиям, которые страдают от высоких цен на дизельное топливо и на бензин.
Давайте  посмотрим  повнимательнее на фотографии и схемы, практически столетней давности, которые представляют нам вершину развития транспортных средств с паросиловыми установками

Компактный паровой трактор

…. В СССР после Великой Отечественной войны — в конце 40-х, первой половине   50-х гг  20 века  были спроектированы и созданы в опытных образцах  уникальные конструкции парового транспорта.
… Первое-  паровой трактор ПТ-54 (на основе  дизельного трактора ДТ-54), он  работал на угле. Применение  парового двигателя  подало возможность исключить  из конструкции трактора коробку передач, карданную передачу, муфту сцепления  и коническую пару.  Устранение таких элементов трактора  компенсировало  появление тяжелого парового котла и бункера с углем. В итоге — паровой трактор оказался лишь немного тяжелее своего дизельного предшественника, зато у него отчасти возрос  крутящий момент и тяговое усилие… Топливный бункер содержал  400 кг угля, и это  обеспечивало   работу трактора на  3,5 часа при максимальной нагрузке.

Паровой трактор ПТ-54

… Второе —  в начале 50-х годов в СССР создан уникальный паровой  грузовик- тягач для работы на лесоразработках НАМИ — 012. Машина питалась бревнами — дровами, имела двигатель мощностью в 100 л.с. и могла таскать груз до 12 тонн весом. Но он так и остался созданным в экспериментыльных нескольких экземплярах.

А в Англии до середины 50-х годов выпускались и активно ездили паровые грузовики фирмы «Sentinel» на угле.

• . — * — * — * —

Осенью 22 года. Я начал понемногу приближаться к своему давнему замыслу. Сделать паротяглый самоход. Начну с мотоцикла. Почему мотоцикл- потому что его будет проще всего транспортировать в авто фургоне на разные показательные выступления, фестивали и слеты. Котел будет иметь топку на 110 литров. Площадь теплообмена котла будет иметь 1,6 кв метра. Колосниковая решетка площадь 0,15 кв.метра. Мощность паровой машины будет не менее 22 л.с. Установка будет 2-х контурной. Паросиловой контур будет на ORC цикле. Двигатель будет роторным двойного расширения.

Все подробности немного позже.

Кто хочет подробнее узнать о паровых мотоциклах в историческом прошлом- читайте мою статью на моем канале в Яндекс Дзен — https://dzen.ru/media/id/60aa543f7c06eb09302ba1a0/parovoi-motocikl-udivitelnaia-realnost-60bc2e9b61893124cba7e919