Рассматривая перспективы развития автомобильного транспорта неплохо вспомнить тройку лидирующих технологий на автомобилях в 1900 году. Это были:
• Автомобили с двигателем внутреннего сгорания.
• Электромобили.
• Автомобили с паровым двигателем.
Перспективы ДВС и электромобилей я рассматривал. Остался паромобиль.
Вообще-то при упоминании про паровой двигатель всплывают картинки паровоза, а не паромобиля.
Самый массовый паровоз в мире серия Э.
Наверно, ни один мальчишка не может говорить о паровозах без придыхания! Все знают, что в паровозе есть топка, куда чумазый кочегар без устали бросает уголь, от чего в кабине идет сильнейший жар! Что надо перед тем как поехать надо «развести пары»! Что у машиниста есть преотличнейший свисток, который громко гудит! Что паровоз – это всегда клубы пара и дыма! Это грохот, мощь и восторг!
Предлагаю тест на осведомленность. Где на нижеприведенной схеме паровой двигатель?
№3? №4? №13? 18? И что прячется под номером 6?
Кроме того все знают, что паровозы можно догнать на лошади уже давно устарели и не выпускаются. И что их КПД ни к черту 5-7%.
Поэтому, если начать говорить о паромобиле, то возникает в голове довольно-таки глупая машина с вытянутым круглым «носом», с множеством колес, чадящая и громыхающая, за «баранкой» которой сидит чумазый водитель, ежесекундно бросающий в топку колотые дровишки. И дудящий в свисток!..
Да... Однако все немного не так, точнее совсем не так.
Чем принципиально отличает паровой двигатель (он же двигатель внешнего сгорания) от дизеля или бензинового двигателя (двигателей внутреннего сгорания)? Правильно, отличие заключено в названии, в способе подвода тепла к двигателю.
Так как в топке паровой машины создаются более ровные условия (это вам не постоянные взрывы внутри двигателей ДВС), то топливо сгорает полнее.
Мало того, для паровой машины неважен вид топлива, она неприхотлива к виду топлива. А попробуйте влить в бензобак машины с ДВС не то топливо. Отсюда очень жесткая привязка ДВС к нефти!
Паровой двигатель контактирует лишь с паром, отсюда меньшие требования к конструкционным материалам. Можно легко использовать алюминий, и т.п.
Паровому двигателю в принципе не очень нужно охлаждение. В особых случаях и смазка не нужна…
Паровику, как и электродвигателю не нужны сцепление и коробка передач! Меньше механизмов, меньше причин для поломок, выше ресурс двигателя и выше механический кпд.
Тут следует определиться с коэффициентом полезного действия (КПД) обычного ДВС.
У парового двигателя потери топлива и потели мощности ниже, по описанным ранее причинам.
Теперь поговорит о потерях тепла. У паровоза действительно кпд 1-7%, в силу того, что он выпускает отработанный пар в атмосферу. Этакий большой увлажнитель природной среды. Кстати, поэтому увеличивается расход топлива и воды, что вынуждает к развитию «паровозной» инфраструктуры (например, большая необходимость иметь на каждой станции мягкую «котельную» воду).
Однако, в паровом авто можно использовать паровой конденсатор (т. е. радиатор). Что конечно, слегка уменьшает тепло ставшей полезной работой, однако кардинально снижает тепло потерянное с «выхлопными газами». И в качестве бонуса – существенное сокращение потерь воды.
Вот здесь нацарапал табличку, показывающую перспективность паромобилей даже на фоне машин с ДВС.
Помимо сказанного надо вспомнить, что паровоз предназначен для перемещения многотонных вагонов. В случае паромобилей показатель грузоподъемности снижается. До 0,5-1 тонны в случае легковушки, тонн в случае грузовика и автобуса.
Соответственно снижается размер топки, количество используемого топлива и испаряемой воды. Соответственно уменьшается и время на «разведение паров»…
Как видите не все так печально…
Думаю, не помешает немного анимации:
Схема работы паровой машины двойного действия.
Машина с тройным расширением пара (Компаунд-машина). Пар высокого давления (красный цвет) от котла проходит через машину, выходя в конденсатор при низком давлении (голубой цвет).
«Коловратная машина» Н. Н. Тверского не имела ни одной детали, которая бы совершала возвратно-поступательные движения и была идеально уравновешена.
А теперь немного практических воплощений:
Прежде всего, напомню, что порядка 85% всей вырабатываемой на планете электроэнергии вырабатывается паровыми турбинами, которые являются разновидностью парового двигателя. А вы говорите, что стимпанк это фантастика…
В 1900 году примерно половина автомобилей в США была на паровом ходу. Удар под дых паромобилям и электромобилям нанес Форд, когда наладил массовое производство знаменитой «модели Т», выпускавшейся с 1908-го года (а электромобиль Edison-Ford так и не появился).
У паромобиля не было своего Форда, перфекционист Абнер Добль ориентировался на богатеньких буратин, рассчитывая произвести меньше, но создать совершенство…
Doble Model E.
Дольше всего промышленность выпускала паровые грузовики — до 1960—х гг. Весьма активно паровики использовались фермерами США и Великобритании.
Паровой грузовик Сентинел модели VBT 1933 года имел автоматическую топку тем самым не отвлекая шофера от управления машиной.
В Великобритании паровые грузовики были особенно популярны до 1933 года. Тогда законодатели ввели налог на грузовой транспорт, основанный на массе машины, что поставило тяжёлые паровые грузовики в невыгодное положение по сравнению с карбюраторными машинами и, с другой стороны, в 1934 уменьшили тарифы на импортные нефтепродукты (в то время когда паровые грузовики «Сентинел» работали на недорогом местном угле).
Однако, несмотря на это, паровые грузовики использовались там до 1950-х годов, и многие из них продолжают работать и по сей день в качестве туристских автобусов и музейных экспонатов на ходу.
Я считаю, что для личного авто лучше электромобили. Однако кто знает, возможно, мы увидим возрождение паровозов, паровых грузовиков и автобусов. И даже дирижаблей…
Комментарии
Интересно
> Я считаю, что для личного авто лучше
Лучше не от хотелок плясать, а от энергетического потенциала системы. А хотелки под него придумать не проблема, например, чем личный космоплан плох?
Короче, если энергия есть, думать как ее освоить, на что ее потратить - приятный выбор.
Alex в той статье я пропагандировал не Теслу, а этакий крытый электровелосипед... Комфортно, и для здоровья полезно! :)
Будет интересно почитать Вашу дискуссию про " крытый электровелосипед " с жителями тех районов нашей страны где снег лежит 6 месяцев в году ( ну и температуры соответствующие ). Причем я вовсе не о северах веду речь. На севере МО ( где я проживаю ) почти такая картинка и есть. Не в точности, но выпадение снега в октябре никого не удивляет, так же как сход оного в апреле.
П,С, Вы не представляете себе это зрелище: велосипедист, держащий на ходу зонтик от снега(!) в январе. А я таких видел. Продлевает жизнь реально.
А по указанной ссылке пройти не желаете???
"Я считаю, что для личного авто лучше электромобили. "
А вот тут кардинальная ошибка.
Плясать нужно именно от хотелок. Хотелки переформулиовать в цели, к целям разрабатывать план реализации и просто его выполнять.
Таким путем шли люди рострлившие СССР. Они сначала поставили себе цели и потом начали искать варианты их достижения.
Немного не так. В основе был план ГОЭЛРО, сформулированный еще в РИ, но, в силу особенностей ростовщической модели, реализовать его без смены модели было невозможно.
Паровоз - это хорошая тема для утилизации твердого, загрязненного топлива. В иных случаях эффективней использовать ДВС в качестве энергетической установки.
Чем топить ДВС будете, когда нефть будет по 500? ;)
Синтетическим топливом из воды и углекислого газа, производства совместной компании АЭС - известняковый карьер
ДВС на газген переводить будем. Немцы в войну этим промышляли. И мы не отставали. ГАЗ-42, ЗИС-21.
Северные корейцы и сейчас на дровах ездят.
Я бы на такой херне прокатился
На НАМИ или Добле?
На Добле. Раньше умели делать стильные машины. Добл очарователен
Ни одна современная машина не сравнится с этим автомобилем. Нынешние авто похожи на обмылки.В них нет особого шарма, винтажности...не знаю, как это объяснить.
Ход у него был очень мягкий, пары разводил быстрее, чем прогревается ДВС, ездил бесшумно и быстро.
А топливо было нефтяным.
Для массового электромобиля нужна система скоростной зарядки аккумулятора, технология такая есть в природе, но в этом случае городской автомобиль на ДВС проигрывает конкуренцию электромобилю с треском, а автопром оказывается в положении паровозостроителей.
а может "металлические топливные элементы"(алюминевые батареи) плюс суперконденсаторы?
В этом "проигрывании с треском" ты энергетиков забыл спросить: согласны ли они прокладывать до каждого домика иликвартиры электрокабель в руку толщиной? Согласны ли они переделать всю инфраструктуру подачи электроэненергии, все подстанции и трансформаторы?
Вот когда ответишь на эти вопросы, тогда и поговорим о шансах электрожоповозок.
Зачем до домика или квартиры? До стоянки/гаража. Технология быстрого заряда никель-кадмиевых батарей (за пару десятков минут) без ущерба для батареи существует уже лет 10, просто ее внедрение - это гроб с музыкой для нескольких отраслей промышленности. В нашей армии пытались внедрить - вояки кинули разработчика, раскурочили всю опытную партию установок, но ноу-хау без его участия воспроизвести не смогли, а приглашать после кидалова обратно - западло.
К многоквартирным домам и так кабели весьма толстые идут.
До стоянки/гаража.
Кстати, появится косвенный стимул ставить автомобили только на положенных местах - вблизи зарядных станций.
Ерунда. Зачем в руку толщиной? Повышаем напряжение до 20 киловольт, ставим дома трансформатор.......
А ничего, что основные сети у нас 6 и 10 кВ?
Предлагаемая вами схема, по большому счету, реализована в пиндостане. Там высокая идет везде, стоят трансы на ответвлениях к потребителям. Такая схема энергоэффективнее. но значительно более опасная.
...весом в несколько тонн. И тянем высоковольтный кабель, метр которого стоит в тысячи раз дороже метра проводки на 220 В.
Дык....
Это....
Зато - модняво. Кто хиппует, тот поймёт. Эдак, зимой то, в минус тридцать пять, с ветерком, да по гололёду и в пробках покататься на электроавтомобиле, да погреть салон двумя киловаттами подогревателя, да потом - домой, в коттедж махнуть, в тридцати километрах от города. И на выходе из города ещё разик вляпаться в пробку!
Кайф. Но, опять же, кайф для тех, кто дело понимает. В десяти километрах от дома замёрзнуть насмерть, потому, что в аккумуляторе не хватило заряда? Это и есть полный европеизм головного мозга. Осторожно усомнюсь, нужно ли, что бы такие вот энтузиасты вообще размножались и продолжали свой род?
Авто будущего: https://aftershock.news/?q=comment/2401885#comment-2401885
Эту идею еще в "Юном Технике" описали в 80-х.
Не взлетит. Менять прицеп - а кто гарантирует, что аккумуляторы в нем имеют такую же степень деградации?
Электромобиль будущего должен строиться по сильно другим принципам, нежели классический.
1) Автомобиль - не роскошь и статусный символ, а утилитарное средство передвижения. Чем проще и дешевле - тем лучше. Но при этом надежность и живучесть - ключевые параметры.
2) Движущихся деталей должно быть пять: четыре мотор-колеса и руль.
3) Прочная силовая рама и пластиковый корпус с легкозаменяемыми деталями.
4) Открытая архитектура с высокой ремонтопригодностью и взаимозаменяемостью деталей.
5) Дешевые свинцовые или никель-кадмиевые аккумуляторы. Система быстрой зарядки.
Дело в том что в реальности акк. на длительную поездку мало когда нужен. Т. е. может хватить одного на 10 машин. А это сильно снижает издержки. Ездить на работу можно и на суперконденсаторе ИМХО.
Аки могут принадлежать изначально "банку", инвестору или производителю и даваться покупателю в аренду (как модемы). В этом случае не играет роли их износ, его учет ведет владелец, а не автолюбитель. К примеру надо - заехал на станцию заправки на суперкондере, взял напрокат. Электросети тоже не принадлежат владельцам квартир только домашняя проводка.
Экономика должна быть экономной. Транспорт должен быть общественный вроде метро. На все прочее - налог на роскошь и выброс СО2.
Колесо Дуюнова ?
Мотор-колеса известны около 100 лет. Еще на нью-йоркских такси начала века стояли.
Интересно. Если есть дефицит нефти, но много угля, то нормальное решение.
Хотя есть еще вариант с ДВС на газу с газогенератором на твердом топливе.
Паровой двигатель для НАМИ-12:
Приколюха паровиков заключается в том, что они могут работать на всём, что горит. В том числе и на "тяжёлой" нефти, которой в мире ещё дохрена.
Современный паровой двигатель” Дж. Крэнка (на англ.).
По заданию агентство DARPA велись разработки к 2008 г. военного автомобиля-робота EATR (Energetically Autonomous Tactical Robot (EATR) — энергонезависимый автономный тактический робот), который мог бы работать на любой биомассе, как растительного, так и животного происхождения. При представлении образца разработчиков покритиковали за кровожадность (работа на животной биомассе). После доработки робота в новой модификации осталось только биотопливо растительного происхождения. В составе робота предусмотрен манипулятор с пилой, который под наблюдением двух видеокамер ведет отпиливание веток деревьев или кустарников с листьями, срывает траву, подбирает щепки и загружает их в паровой реактор, в котором при наличии катализатора производится их сжигание с подводом теплоты в цикл двигателя. Разработаны модели разной мощности при работе на разных топливах, в том числе на солнечной энергии. Эффективность установки Cyclone Mark V достаточно высока, на одну милю (1.6 км) пути уходит около 0.7 килограмма биомассы с учетом того, что дополнительная энергия используется на питание бортовой электроники и систем связи.
В основу двигателя Cyclone положен поршневой двигатель внешнего сгорания, работающий по водяному циклу Ренкина с регенерацией, при сжигании в реакторе разных видов топлива: твердого (он испытывался даже при сжигании апельсиновой кожуры), газообразного топлива, жидкого, включая сжиженный природный газ. Головная американская компания Cyclone Technologies LLLP получила аналогичный патент США (US 7,080,512) на этот двигатель в 2006 г., два года спустя – отдельно на камеру сгорания парогенератора, а позже – на весьма компактный конденсатор отработавшего пара. Патенты-аналоги по отношению к этому патенту США, кроме России, выданы в Корее, Китае, Южной Африке, Австралии и др. странах. В рассмотрении находятся многочисленные патентные заявки в США на прочие составляющие узлы двигателя «Циклон».
Достигнутый на испытаниях в начале 2012 г. КПД единого котло-двигатель-конденсаторного агрегата«Циклон» при мощности всего 73,6 кВт составил 31,5 % при давлении свежего водяного пара 22 МПа и температуре 650°С. Выхлоп пара осуществлялся в конденсатор. КПД гораздо более мощных паротурбинных ТЭС равен 33–42 % при соизмеримых параметрах свежего пара.
http://nnhpe.spbstu.ru/maloizvestnoe-oborudovanie-dlya-proizvodstva-elek...
Критиков не смутило, что военный робот сам по себе предназначен для убийства.
Вроде не 1 апреля?
При БП трактор и пароход перспективны из подручных материалов.
Более просты и малооборотисты - меньше износ и точность деталей.
Если уже в 19 веке могли строить при недоразвитом металловедении.
Вопрос дилетанта: не является ли взрывоопасность паровых двигателей той причиной, которая напрочь перечёркивает все многочисленные преимущества перед тем же ДВС?
Да вот тоже читал и думал. Правда, не известно какие там объемы пара. Этож при аварии можно и сильно обвариться...
на котловых накопительного типа да
а вот на "спиральных котлах" с рекуперацией пара это не так заметно тк объемы пара относительно небольшие
Является. Котел и система постоянно под давлением перегретого пара 5-10 Атм. Если хочется поднять КПД парового двигателя до уровня ДВС, то давление в котле надо поднять примерно до 200 Атм. Получается самобеглая бомба на колесиках.
Меня давно интересовал вопрос - почему это (т. е. радиатор) не было сделано на паровозах???
видимо в пору дешевого угля не хотели усложнять конструкцию ради кпд. а потом и вовсе пар стал не актуален.
Маслом из паровой машины засирало трубки изнутри, поэтому практиковался частичный выхлоп в воду в тендер, а часть выхлопа шла в трубу на увеличение тяги.
Что, кстати, повышало общий КПД ;)
Эх!!!
Самое главное упустил - паровой самолет братьев Беслер!!!
http://www.reaa.ru/cgi-bin/yabb/YaBB.pl?num=1290274940
На сегодняшнем уровне, с соответствующей степенью расширения, с бесшатунной кинематикой паровик будет и дешевле, и практичней и экономичней.
Но вот то, что он дешевле его и убьет, вернее убьют нонешние производители :)).
А уж ежели парогазовый цикл брать, как в торпедах, да еще с турбинами - ДВС конкретно в жопе.
А на хрена это баблорубам за свой счет нам жизнь улучшать????
А почему собственно если речь заходит о паровике, то обязательно обсуждают поршневой двигатель. то есть классическую паровую машину Джеймса Уатта.
Вот в представлении современного человека Имя Тесла ассоциируется с современным электомобилем. Мало кто вспоминает, что еще в в 1913 Никола Тесла запатентовал безлопастную "паровую турбину пограничного слоя", или иначе "турбину Тесла"
Конструкция турбины настолько проста, что легко может быть изготовлена самостоятельно в кружке "Оч.Умелые ручки"
При этом ее КПД может достигать 60-70 %. Конечно это не полный КПД всего цикла, а только лишь самой тепловой машины, но это тоже немало.
Добавим к этому современный метод сжигания угля, который использует в качестве топлива мелкодисперсную угольную пыль. (См. Пылеугольные горелки) В одном из типов пылеугольной горелки угольная пыль "впрыскивается" во внешнюю камеру сгорания вместе с воздухом, и поджигается за счет электрического пробоя, который происходит как раз по частицам углерода. Такие горелки уже давно разработаны и применяются, например, в цементной промышленности. Они обеспечивают полное сгорание угля и высокую стабильность непрерывного горения без срыва потока.
Вот соединить две эти идеи и можно получить интересный результат.
Вот не надо за всех говорить. У многих Тесла ассоциируется с бредом РенТВ и ловким распилом бюджетных миллиардов Илоном Маском.
Ну не у всех
просто бало пилить дело конечно интересное, но не всем.
http://www.youtube.com/watch?v=o5SaecAA4Jg
http://www.youtube.com/watch?v=K4tUe3Vhgp4
Опять коварный заговор *подставить нужное* против честных и благородных изобретателей *подставить нужное*!
В статье несколько раз упоминается что "в 1900 году паровиков было 50%". И скромно умалчивается общее ничтожное количество автотранспорта в том году и тот факт что все эти забавные самобеглые тележки тогда были еще не транспортом а просто развлечением.
В статье несколько раз упоминается что паровик "может работать на любом топливе, не то что эти мерзкие ДВС". А про танковые многотопливные дизели вы не слышали? Про Южную Америку ездящую на спирту не слышали? Про газогенераторные переделки ДВС времен войны ездящие на угле и дровах вы не слышали? Про переделку на газ обычных бензиновых легковушек даже не спрашиваю.
Ну и на счет заговора и расчудесных паровых технологий которые "СКРЫВАЮТ!!111": почему даже такие технологически-развитые и не добывающие ни капли нефти страны как Германия и Япония продолжают на 100% зависеть от поставщиков топлива а не развивать паровички под имеющийся у них уголь?
Паровозу дрова в качестве топлива котёл убивали насмерть меньше чем за год, самые крутые паровозы ходили на нефти.
Вы не вполне правы. Паровики проиграли при изменении правил игры, что не столь критично, но не сошли с дистанции по термодинамике и механике, и вполне могут вернуться. Как и их антипод - двигатель Стирлинга (антипод потому что КПД и требования к точности изготовления у него во столько же раз выше, чем у ДВС, во сколько раз эти параметры ниже для паровой машины). Оба имеют преимущество перед ДВС - любое топливо. Или Вы знаете танковый двигатель на жиже, газе и угольной пыли?
Страницы