Jedinstveni sovjetski parni automobil

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-16 16:06

Jedinstveni kamion, o kojem će biti riječi, rođen je davne 1949. godine. Tada su još bila oštra sjećanja na surova ratna vremena, kada su transportni radnici morali izvršavati svoje zadatke u stražnjem i na frontu uz nedostatak tekućeg goriva - benzina.

Plinska vozila s teškim i hirovitim instalacijama, koja su omogućila dobivanje svjetlećeg plina za pogon tradicionalnih motora i ložena drvima, djelomično su pomogla u rješavanju problema. Slični strojevi tada su se proizvodili u automobilskim tvornicama Gorky i Ural, dobili su određenu distribuciju u sječi Sibira, ali zbog male snage motora odlikovali su se niskom učinkovitošću. Dizajnerima je postalo jasno: plinski generator je ispunio svoju povijesnu zadaću, potreban je napredniji alternativni motor, a prisjetili su se i parnih postrojenja koja su se u ograničenim količinama koristila u inozemstvu na kamionima 20-40-ih, ali su se trošila kao gorivo, a ne ogrjev., ali ugljen …

1949 godina. Između Sovjetskog Saveza i Amerike postoji "hladni rat" koji riskira da preraste u pravi (upravo ove godine SSSR je testirao prvu atomsku bombu). A u institutu NAMI grade trajektne automobile koji voze na drvo! Sada možete vidjeti jedinstvene crteže ovih strojeva i izvješća o njihovim testovima…

Možete li napraviti parni automobil na drva? Nitko na svijetu nikada nije riješio takav problem. A stručnjacima vodećih granskih istraživačkih instituta za automobile i automobilske motore NAMI je ponudio da preuzmu novi, neistraženi posao. Za voditelja projekta imenovan je energetski inženjer Yuri Shebalin, a dizajn se temeljio na 7-tonskom kamionu YAZ-200, čiju je proizvodnju svladala Jaroslavska automobilska tvornica 1947. godine.

Nosivost parnog automobila morala je biti najmanje 6,0 tona s ukupnom masom ne većom od 14,5 tona, što uključuje 350-400 kg drva za ogrjev u bunkerima i 380 kg transportirane vode u kotlu parnog stroja. Maksimalna brzina bila je predviđena za 40-45 km / h, a potrošnja drva za ogrjev, koja je imala sadržaj vlage do 47%, trebala je biti ograničena na 4-5 kg / km. Jedno punjenje gorivom je trebalo dovoljno za 80 km. U slučaju uspješnog završetka radova na prototipu s rasporedom kotača 4 × 2, bila je predviđena izrada modifikacije s pogonom na sve kotače, a potom i čitav niz parnih kamiona različite namjene i nosivosti za rad u područjima gdje je Dostava dizel goriva i benzina bila je otežana, a lokalno gorivo bila su drva za ogrjev.

Pred nama su nacrti koji su od vremena požutjeli i izbrisali se na naborima. U donjem desnom kutu prikazuje se: "Parni automobil NAMI-012". Ispod je kratica BPA - Bureau of Steam Vehicles. Tri potpisa: "projektant", "provjereno", "odobren". A datum je 18. listopada 1949. godine.

Znate li što je ovaj dan značajan? Tada je pilot Tyuterev na mlaznom lovcu MiG-15 po prvi put prevladao zvučnu barijeru!

Ali natrag na zemlju. Čak i prije rata, tridesetih godina, NAMI (koji se tada zvao NATI) aktivno je razvijao postrojenja za proizvodnju plina: omogućili su dobivanje plina za rasplinjače iz svega što je moglo izgorjeti. Ugljen, treset, sječka, čak i briketi od prešane slame. Istina, instalacije su bile teške i hirovite, a snaga motora nakon prelaska na "pašu" pala je za gotovo trećinu.

Sentinel S.4 iz Engleske poslužio je kao prototip trajektnih automobila NAMI (na ploči je vidljiv sovjetski broj)

Uzimajući u obzir glomaznost parne elektrane, Yu. Shebalin i njegov glavni kolega u ovom radu Nikolaj Korotonoshko (kasnije glavni dizajner NAMI-ja za terenske kamione) usvojili su izgled kamiona s kabinom s tri sjedala koja se nalazi iznad prednje strane. osovina. Iza njega se nalazila strojarnica s parnom elektranom, koja je uključivala kotlovnicu. Iza strojarnice postavljena je teretna platforma. Vertikalni trocilindrični parni stroj koji razvija 100 litara. S. na 900 min^-1, postavljen je između krakova, a kotlovska jedinica s vodocijevom, proizvedena u kombinaciji sa spremnicima za gorivo, postavljena je na stražnju stijenku strojarnice.

Opći pogled na parni stroj

Desno u strojarnici projektanti su dodijelili mjesto za spremnik vode od 200 litara i kondenzator, iza kojeg se nalazila pomoćna parna turbina tzv. "zgužvane" pare, s aksijalnim ventilatorom za ispuhivanje. kondenzator i puhalo za izgaranje. Postojao je i elektromotor za rotaciju puhala pri paljenju bojlera. Kao što se može vidjeti iz navedenih naziva jedinica i mehanizama, neuobičajenih za uho automobilista, u kamionu NAMI naširoko se koristilo iskustvo stvaranja parnih elektrana za kompaktne parne lokomotive tog vremena.

Spojka s tri ploče

Sva oprema koja je zahtijevala nadzor i održavanje u radu nalazila se s lijeve strane u smjeru stroja. Pristup servisnim prostorima omogućen je vratima i kapcima strojarnice. Prijenos parnog automobila uključivao je spojku s tri ploče, dvostupanjski reduktor, osovine propelera i stražnju osovinu. U usporedbi s YaAZ-200, prijenosni omjer mosta smanjen je sa 8,22 na 5,96. Dizajneri su odmah predvidjeli mogućnost preusmjeravanja snage na prednju osovinu.

Mjenjač je imao izravni i reduktor s prijenosnim omjerom 2, 22. Dizajn spojke omogućio je uključivanje reduktora bez potpunog zaustavljanja automobila, što je naknadno imalo pozitivan učinak pri testiranju modifikacije NAMI-012 - automobil s pogonom na sve kotače NAMI-018, na terenu.

Kvačilo je koristilo pogonske i tlačne diskove YaAZ-200. U isto vrijeme, tlačna opruga bila je vrlo snažna, traktorskog tipa, što je omogućilo prijenos zakretnog momenta do 240 kgf • m. Kompetentan dizajn pogona spojke omogućio je smanjenje napora na pedalama na 10, 0 kgf.

Vožnja parnog automobila, unatoč činjenici da je po broju poluga i pedala bio identičan YaAZ-200, zahtijevala je posebnu obuku od vozača. Na raspolaganju su mu bili: volan, poluga za uključivanje prekida mehanizma za raspodjelu pare (tri graničnika za kretanje naprijed, daju 25, 40 i 75% snage i jedan reverzibilni za kretanje unatrag), poluga za uključenje niže brzine, papučice spojke, kočnice i ventila za upravljanje gasom, poluga središnje parkirne kočnice i ručne kontrole ventila za gas.

Tijekom vožnje po ravnom dijelu ceste, vozač je uglavnom koristio ručicu mjenjača, povremeno papučicu spojke i ručicu niže brzine. Kretanje, ubrzanje i svladavanje malih uspona vršeno je samo djelovanjem na ventil za gas i na polugu za odsječenje. Nije bilo potrebno stalno rukovati papučicom spojke i polugom mjenjača, što je vozaču olakšalo posao.

Ispod lijeve ruke vozača na stražnjoj strani sjedala ugrađena su tri ventila. Jedna od njih je bila obilaznica, a služila je za regulaciju dovoda vode u kotao pomoću pogonske napojne pumpe, a druga i treća su omogućavale puštanje u rad parne pumpe izravnog djelovanja i pomoćne turbine na parkiralištima. S desne strane, između sjedala, nalazila se poluga za podešavanje dovoda zraka u ložište. Bypass ventil i mjenjač korišteni su samo ako automatska regulacija razine vode i tlaka nije uspjela.

Parni stroj dvostrukog djelovanja imao je tri cilindra dimenzija 125 × 125 mm. Sadržavao je blok kućište radilice, radilicu, mehanizam klipnjače, poklopac bloka s ventilima i mehanizam za raspodjelu pare pričvršćen na blok. U kućištu radilice nalazila se bregasta osovina, koja je dobivala rotaciju od radilice pomoću dva para zavojnih zupčanika i vertikalne pogonske osovine. Ova osovina je imala tri grupe bregastih osovina koje su služile pojedinim cilindrima. Promjena graničnika i obrnuto postignuto je aksijalnim pomicanjem zupčastog mehanizma.

Međutim, bilo je područja u kojima je 40 do 60 posto kamiona radilo na plinskim generatorima. Znaš li zašto? Uostalom, tada su u SSSR-u postojala samo dva glavna naftna polja - u Bakuu i Groznom. A kako se gorivo odatle dopremalo negdje u Sibir, teško je i zamisliti.

Ali automobili koji generiraju plin, što god se moglo reći, stvoreni su na temelju benzinskih. Je li moguće izgraditi stroj koji je dizajniran kao parna lokomotiva: ubacite gorivo u peć, a tlak pare u kotlu okreće kotače?

Neposredno nakon završetka Velikog domovinskog rata, Znanstveni institut za automobilizam (NAMI) dobio je zadatak izraditi parni automobil za poduzeća drvne industrije. U kapitalističkim zemljama takvi automobili postoje već dugo vremena. Za NAMI (tada nazvan NATI) dizajn parnih automobila nije bio novost. Davne 1939. godine na temelju šasije YAG-6 stvoren je parni automobil, koji je trebao raditi na tekuće gorivo ili antracit. Godine 1938. NAMI je za istraživanje nabavio "šestotonski kiper engleske tvrtke Sentinel s niskotlačnim kotlom" (kako se zvao u izvještajima). Automobil se grijao odabranim donjeckim ugljenom (za koji je bio potreban vatrogasac), i, unatoč monstruoznoj potrošnji ugljena - 152 kg na 100 km staze, operacija se pokazala isplativom. Uostalom, litra benzina tada je koštala 95 kopejki, a kilogram ugljena - samo četiri kopejke.

Stoga je već sljedeće godine na šasiji YAG-6 stvoren (ili prepisan s engleskog?) parni automobil koji je trebao raditi na tekuće gorivo ili antracit. Ali nisu ga imali vremena izgraditi: posljednjih prijeratnih godina zemlja nije imala vremena za egzotične trajektne automobile …

Tijekom rata, očito, to se sjećalo sa žaljenjem - u SSSR-u nije bilo dovoljno benzina. Prilično značajan dio parkirališta čak je prebačen na plinske elektrane (koje su, inače, također razvijene u NATI-ju).

Poslije rata sjetili su se parnih automobila. Samo su odlučili koristiti ne ugljen kao gorivo, već drvo za ogrjev - uostalom, automobil je bio namijenjen poduzećima drvne industrije (vrsta proizvodnje bez otpada).

Međutim, nakon Pobjede, dizajneri instituta dobili su zadatak: stvoriti automobil za poduzeća drvne industrije koji radi … Tako je, na drvu. Proizvodnja bez otpada! Pogotovo s obzirom na to da je u zemlji bilo više nego dovoljno drvosječa: logori su bili puni političkih zatvorenika i zatvorenika…

Za razliku od strojeva za proizvodnju plina, trajekt je trebao biti opskrbljen gorivom ne malim klinovima, već takozvanim drvima za ogrjev. Drvo za ogrjev je trupac od pola metra promjera do 20 centimetara. Otprilike ovi su korišteni u stacionarnim parnim strojevima (lokomotivama), ali s njima nitko nikada nije utopio automobile!

Na automobilu NAMI-012 korištena je kotlovska jedinica neobičnog dizajna. Vozač nije morao stalno promatrati proces izgaranja i dopremati drva za ogrjev u ložište dok ono izgara. Drva za ogrjev (komadi dimenzija 50 × 10 × 10 cm) iz bunkera su, kako su izgorjela, pod vlastitom težinom, sama padala na rešetku. Proces izgaranja reguliran je promjenom dovoda zraka ispod rešetke strojem za tlak zraka ili vozačem iz kabine.

Jedno punjenje bunkera drvetom s vlagom do 35% bilo je dovoljno za kontinuiranu vožnju autocestom do 80-100 km. Čak i s prisilnim načinima rada kotla, kemijsko potgorijevanje iznosilo je samo 4-5%. Ispravno odabrani učinak kotla pri radu na drvu s visokom vlagom (do 49%) jamčio je normalan rad automobila. Kapacitet pare kotlovske jedinice bio je 600 kg pare na sat pri tlaku od 25 atm i pregrijavanju na 425 °C. Površina isparavanja kotla bila je 8 m², površina pregrijača - 6 m².

Uspješan smještaj grijaćih površina i dobra organizacija procesa izgaranja omogućili su učinkovito korištenje goriva. Pri srednjim i prisilnim opterećenjima kotlovska jedinica je radila s učinkovitošću većom od 70%. Temperatura ispušnih plinova u istim uvjetima nije prelazila 250 °C. Težina kotlovske jedinice bila je 1 210 kg, uključujući 102 kg vode. Učvršćen je za okvir u tri točke na elastičnim nosačima, što je isključilo mogućnost loma okvira kada je okvir bio nagnut. Hladni kotao je trebalo za 30-35 minuta zapaliti do punog tlaka, a parni vagon se morao kretati malom brzinom kada je tlak pare dosegao 12-16 atm. Dizajn uređaja za izgaranje omogućio je, nakon male izmjene, njegov prijenos na tako niskokalorično gorivo kao što je treset ili smeđi ugljen.

NAMI-012 model 1949. na zimskim testovima. Zanima me ako se natovarena drva koriste za gorivo, koliko će kilometara prijeći?

Dakle, 1948. godine izgrađen je iskusni NAMI-012 na šasiji YaAZ-200 od sedam tona (kasnije MAZ-200). Karakteristike trocilindarskog parnog stroja bile su prilično poznate: snaga - 100 KS, broj okretaja - do 1250 u minuti. A dimenzije i težina su se pokazale čak i manje od dizel motora s mjenjačem. Istina, ovu ekonomiju je negirala teška (oko tona) "kotlovnica".

Možda nema smisla detaljno govoriti o uređaju samog parnog stroja s masom takve egzotične opreme kao što je "turbo puhalo" ili "zgužvana parna turbina". Vrijeme takvih jedinica je davno prošlo…

Rad trajektnog vagona bio je jednostavan - prvo je bilo potrebno ubaciti puni bunker drva za ogrjev (drva za ogrjev - trupac od pola metra promjera do 20 centimetara), a zatim zagrijati automobil oko pola sat - a onda ako drva za ogrjev nisu bila vlažna. Sigurno je sva ta ekonomija nemilosrdno dimila i dimila … Ali vatrogasac nije bio potreban na putu: drva za ogrjev, dok su gorjela, padala su na rešetku peći "automatski", pod vlastitom težinom.

Budući da početni trenutak trajektnog vagona ovisi o tlaku u sustavu, kada se lagano pritisne papučica gasa, trajekt je krenuo glatko, kao s "automatskim" mjenjačem.

Vodocijevni kotlovski agregat sa spremnicima za gorivo bio je "sedlasto" postavljen na okvir

Ispitivanja NAMI-012, provedena 1950. godine, pokazala su dobre rezultate. Ispostavilo se da automobil nije inferioran u dinamici, pa čak i nadmašuje dizelski YaAZ-200 u ubrzanju do 35 km / h. Nije ni čudo što je NAMI-012 motor razvio okretni moment od 240 kgf • m pri niskim okretajima na 80-100 min^-1, tj. 5 puta više od dizela YaAZ-200. Pri upravljanju automobilom u sječi, smanjenje troškova prijevoza po jedinici tereta bilo je 10% u odnosu na kamione s benzinskim motorima, te više od dva puta u usporedbi s plinskim agregatima. Iskusnim vozačima kamiona svidjelo se jednostavnije rukovanje strojem, koji se pokazao iznenađujuće vrlo pouzdanim u radu.

Glavna pažnja koja je bila potrebna pri brizi o stroju bila je praćenje razine vode u kotlu i regulacija tijekom vremena.

S prikolicom nosivost cestovnog vlaka s tegljačem NAMI-012 iznosila je 12 tona Masa praznog vozila iznosila je 8,3 tone Povoljna raspodjela opremljene težine preko mostova (32:68%) pridonijela je dobroj prohodnosti. vozila na suhim zemljanim cestama. S potpuno natovarenom prikolicom i vlastitom bočnom platformom, cestovni vlak je dostizao brzinu i do 40 km/h, što je bilo sasvim zadovoljavajuće za transportne radnike na sječi. Potrošnja drva za ogrjev u stvarnim uvjetima bila je od 3 do 4 kg / km, potrošnja vode - od 1 do 1,5 l / km. Krstarenje u trgovini s punim opterećenjem (bez prikolice) autocestom: drvima za ogrjev 75-100 km, vodom - 150-180 km. Vrijeme potrebno da se automobil počne kretati nakon noćenja bilo je od 23 do 40 minuta, ovisno o vlažnosti drveta.

Spremnik za vodu kapaciteta 200 l - s turbo puhaljkom, separatorom ulja i kondenzatorom

Radno mjesto vozača

Tako su drva za ogrjev utovarena u bunker

Funkciju ručice mjenjača (sama kutija, naravno, ovdje nije postojala) obavljala je poluga prekidača za prekide mehanizma distribucije pare: tri graničnika "naprijed" (25, 40 i 75% punjenja cilindra) i jedan "nazad". U kabini su, kao i obično, bile tri pedale, ali kvačilo se moralo istisnuti samo da bi se uključio niži stupanj prijenosa.

Kamion (prvi uzorak je bio na brodu) prevezao je šest tona, ali maksimalna brzina nije bila impresivna: u izvješću se navodi da je bila … samo 42,3 km / h. Istodobno je za stotinjak kilometara puta trebalo od 350 do 450 kg (ovo nije tipkarska greška) - pun bunker. Sva ta drva za ogrjev trebalo je isjeći, iscijepati, natovariti, zapaliti kotao… Po hladnom vremenu vodu (200 litara!) je trebalo preko noći isušiti da se ne pretvori u led, a ujutro ponovno se ulijeva.

Teški rad! Međutim, kada bi takvi strojevi stvarno otišli u drvnu industriju, onda bi osuđenici radili za njih …

Nakon prototipa, izgrađena su još dva (krajem 1949. i sredinom 1950.): izvana su se razlikovale u zaobljenijim kabinama, masivna kromirana letvica s "kljunom" nestala je s prednjeg kraja. Zanimljivo je da su oba primjerka testirana i kao kamioni i kao tegljači drva: zato se u povijesnoj literaturi mogu pronaći njihove fotografije i s ravnom karoserijom i s prikolicom.

Ispitivanja su se odvijala u uvjetima bliskim borbenim. Mraz je dostigao 40 stupnjeva, voda se izlijevala iz najbližeg jezera … Konačno, automobili su čak trčali rutom Moskva-Jaroslavlj i natrag: sve u svemu, jedan od njih je prešao 16 tisuća kilometara, drugi - 26 tisuća.

Međutim, kako je navedeno u člancima tog vremena, "u praznom stanju zbog velike težine na prednjoj osovini, parni automobil ima pogoršanu prohodnost." Navodno su automobili jednostavno zapeli na šumskim cestama!

Stoga je 1953. godine izgrađen četvrti primjerak - nosač drva s pogonom na sve kotače NAMI-018 (razvio N. Korotonoshko). Njegov pogon je bio plug-in zahvaljujući originalnoj "razdatki": kada su stražnji kotači proklizali, prednji su počeli "veslati". Prema izvorima iz tih godina, NAMI-018 u pogledu sposobnosti trčanja nije bio inferioran u odnosu na najmoćniji dizelski nosač drva tog vremena MAZ-501.

Kamion za drvo NAMI-012

Automobil je imao vrlo zanimljiv dizajn prijenosne kutije, koju svakako vrijedi upoznati. Predstavljamo njegov uzdužni presjek. Zakretni moment se prenosio na stražnju pogonsku osovinu kroz osovinu 1, a na prednju - preko osovine 2, na kojoj je ugrađen mehanizam za zatvaranje stražnje osovine kada je automobil radio bez klizanja stražnjih kotača. Ovaj mehanizam sastojao se od dvije kvačila sa slobodnim kotačima, od kojih je jedna radila pri kretanju naprijed, a druga - unatrag. U prvom slučaju, zupčanik 3 bio je spojen na vanjski prsten 4 spojke slobodnog kotača, au drugom - na vanjski prsten 5. Promjena smjera kretanja traktora postignuta je okretanjem parnog stroja, kao uslijed čega je sklopna vilica vanjskog prstena spojki slobodnog kotača kinematički spojena s upravljačkom polugom za vožnju unatrag.

Kutija za prijenos traktora NAMI-018

Državna ispitivanja NAMI-012 1951. godine

Kako bi se osiguralo da prednji kotači uvijek budu isključeni u nedostatku klizanja, ukupni omjer prijenosa glavnog zupčanika prednje osovine je 4% veći od omjera prijenosa glavnog zupčanika stražnje osovine. Kao rezultat toga, osovina 2, u nedostatku klizanja stražnjih kotača, rotirala se brže od zupčanika 3, a slobodni kotač je isključen. Kada su stražnji kotači proklizali zbog smanjenja brzine traktora naprijed, zupčanik 3 se okretao brže od osovine 2, što je dovelo do uključivanja prednjih kotača. Prestankom proklizavanja prednji kotači su automatski postali nevodeći.

NAMI-018 u konačnoj verziji - 1953

Postojala je i opcija za tekuće gorivo (iako samo na papiru): prikazano je na jednom od crteža koji su nam pali u ruke. Budući da mu više nisu bili potrebni drveni bunkeri, kabina je dizajnirana s prostranijom, dvorednom izvedbom.

Članci o nevjerojatnim strojevima i detaljni izračuni njihovih navodno fantastičnih performansi objavljivani su u automobilskim časopisima i izvješćima NAMI-ja do kraja pedesetih - uglavnom pod imenima programera, Shebalin i Korotonoshko. A onda je nastala tišina.

U to vrijeme Staljin je već davno umro, logori su bili prazni, partija je promijenila kurs… I jednostavno se pokazalo da trajektni vagoni nikome nisu od koristi.

Početkom 50-ih, svi radovi na parnim kamionima su smanjeni. Sudbina prototipova NAMI-012 i NAMI-018, kao i ogroman broj drugih zanimljivih domaćih događaja, susrela je tužnu sudbinu: umrli su, a da nisu postali muzejski eksponati. Prvi svjetski parni automobil na drva bio je posljednji automobil te vrste, budući da nitko nikada nije napravio sličan stroj.

Sada više nije moguće utvrditi prave razloge njihova rođenja, ali postoji jedna pretpostavka. Moguće je da su trajektni vagoni trebali igrati istu ulogu u obrani zemlje kao i nebrojene parne lokomotive koje su stajale na sporednom kolosijeku. Kad bi atomski rat zaista počeo, jedino gorivo na teritoriju zemlje bilo bi drvo za ogrjev. Ovdje su vagoni na trajektima morali dobro doći! Nije korisno.

I posljednja stvar. U Engleskoj je još uvijek sačuvano desetak trajektnih automobila Sentinel – isti model S.4 koji je NAMI osudio kao prototip za automobile. Dotjerane i uglađene parne lokomotive sudjeluju na sletovima branitelja, o njima se brine i njeguje.

A gdje su i kada jedinstveni sovjetski trajektni automobili isječeni za staro željezo - povijest šuti …

Prvi primjerak odlikovao se kromiranim "kljunom" i velikim amblemom

Usput…

Zanimljivo je vidjeti kako se odnos prema parnim automobilima u sovjetskoj znanstvenoj i tehničkoj literaturi mijenjao tijekom godina. Otvaramo Kratki tehnički rječnik iz 1934. (kada u SSSR-u nije bilo govora ni o kakvim trajektnim kolima!): „Parni automobili su vrlo rijetki. Glavni nedostaci su potreba za velikom zalihama teškog goriva, sporo pokretanje zbog dugotrajnog zagrijavanja…"

Godine 1959. sastavljači Male sovjetske enciklopedije objavljuju fotografiju NAMI-012 i pjevaju mu hvale: "Najpovoljniji pokazatelji … Parna elektrana povoljno se uspoređuje s drugima …"

Ali Politehnički rječnik iz 1976. sve stavlja na svoje mjesto: "Parni automobil nije postao široko rasprostranjen zbog svoje konstruktivne složenosti." I poenta!