Máquina de vapor. Máquina de vapor moderna. Cómo Watt y Bolton construyeron y promocionaron sus autos

Comenzó su expansión a principios del siglo XIX. Y ya en ese momento, no solo se estaban construyendo grandes unidades con fines industriales, sino también decorativas. La mayoría de sus clientes eran nobles ricos que querían divertirse a sí mismos y a sus hijos. Después de que las máquinas de vapor se establecieron firmemente en la vida de la sociedad, las máquinas decorativas comenzaron a usarse en universidades y escuelas como modelos educativos.

Máquinas de vapor de hoy

A principios del siglo XX, la relevancia de las máquinas de vapor comenzó a decaer. Una de las pocas empresas que continuó produciendo minimotores decorativos fue la empresa británica Mamod, que le permite comprar una muestra de dicho equipo incluso hoy. Pero el costo de tales máquinas de vapor supera fácilmente las doscientas libras, que no es tan poco para una baratija para un par de noches. Además, para aquellos a los que les gusta ensamblar todo tipo de mecanismos por su cuenta, es mucho más interesante crear una máquina de vapor simple con sus propias manos.

Muy simple. El fuego calienta el caldero de agua. Bajo la acción de la temperatura, el agua se convierte en vapor, que empuja el pistón. Mientras haya agua en el tanque, el volante conectado al pistón girará. Este es el diseño estándar de una máquina de vapor. Pero puede ensamblar un modelo y una configuración completamente diferente.

Bueno, pasemos de la parte teórica a cosas más emocionantes. Si está interesado en hacer algo con sus propias manos y está sorprendido por máquinas tan exóticas, entonces este artículo es para usted, en el que estaremos encantados de informarle sobre las diversas formas de ensamblar una máquina de vapor con sus propias manos. . Al mismo tiempo, el mismo proceso de creación de un mecanismo da alegría no menos que su lanzamiento.

Método 1: Mini máquina de vapor de bricolaje

Vamos a empezar. Montemos la máquina de vapor más simple con nuestras propias manos. No se necesitan dibujos, herramientas complejas ni conocimientos especiales.

Para empezar, tomamos de debajo de cualquier bebida. Corta el tercio inferior. Dado que como resultado obtenemos bordes afilados, deben doblarse hacia adentro con unos alicates. Hacemos esto con cuidado para no cortarnos. Dado que la mayoría de las latas de aluminio tienen un fondo cóncavo, es necesario nivelarlo. Basta con presionar firmemente con el dedo sobre alguna superficie dura.

A una distancia de 1,5 cm del borde superior del "vidrio" resultante, es necesario hacer dos agujeros uno frente al otro. Para ello es recomendable utilizar una perforadora, ya que es necesario que resulten de al menos 3 mm de diámetro. En el fondo del frasco ponemos una vela decorativa. Ahora tomamos el papel de aluminio de la mesa habitual, lo arrugamos y luego envolvemos nuestro mini-quemador por todos lados.

Miniboquillas

A continuación, debe tomar un trozo de tubo de cobre de 15-20 cm de largo, es importante que esté hueco por dentro, ya que este será nuestro mecanismo principal para poner en movimiento la estructura. La parte central del tubo se enrolla alrededor del lápiz 2 o 3 veces, de manera que se obtiene una pequeña espiral.

Ahora debe colocar este elemento de modo que el lugar curvo se coloque directamente sobre la mecha de la vela. Para ello, le damos al tubo la forma de la letra "M". Al mismo tiempo, mostramos los tramos que bajan por los agujeros practicados en el banco. Así, el tubo de cobre se fija rígidamente sobre la mecha, y sus bordes son una especie de boquillas. Para que la estructura gire, es necesario doblar los extremos opuestos del "elemento M" 90 grados en diferentes direcciones. El diseño de la máquina de vapor está listo.

Arranque del motor

El frasco se coloca en un recipiente con agua. En este caso, es necesario que los bordes del tubo estén debajo de su superficie. Si las boquillas no son lo suficientemente largas, puede agregar un pequeño peso al fondo de la lata. Pero tenga cuidado de no hundir todo el motor.

Ahora necesitas llenar el tubo con agua. Para hacer esto, puede sumergir un borde en el agua y el segundo aspirar aire como a través de un tubo. Bajamos la jarra al agua. Encendemos la mecha de la vela. Después de un tiempo, el agua en la espiral se convertirá en vapor que, bajo presión, saldrá volando por los extremos opuestos de las boquillas. El frasco comenzará a girar en el recipiente lo suficientemente rápido. Así es como obtuvimos una máquina de vapor de bricolaje. Como puedes ver, todo es simple.

Maqueta de máquina de vapor para adulto

Ahora compliquemos la tarea. Montemos una máquina de vapor más seria con nuestras propias manos. Primero necesitas tomar una lata de pintura. Debes asegurarte de que esté absolutamente limpio. En la pared, a 2-3 cm del fondo, cortamos un rectángulo de 15 x 5 cm, el lado largo se coloca paralelo al fondo del frasco. De la malla metálica cortamos una pieza con un área de 12 x 24 cm, desde ambos extremos del lado largo medimos 6 cm, doblamos estas secciones en un ángulo de 90 grados. Obtenemos una pequeña "mesa de plataforma" con un área de 12 x 12 cm con patas de 6 cm, instalamos la estructura resultante en el fondo de la lata.

Se deben hacer varios agujeros alrededor del perímetro de la tapa y colocarlos en semicírculo a lo largo de la mitad de la tapa. Es deseable que los agujeros tengan un diámetro de aproximadamente 1 cm, esto es necesario para asegurar una ventilación adecuada del interior. máquina de vapor no funcionará bien si no hay suficiente aire en la fuente del fuego.

elemento principal

Hacemos una espiral a partir de un tubo de cobre. Necesitas unos 6 metros de tubo de cobre blando de 0,64 cm (1/4 de pulgada). De un extremo medimos 30 cm, a partir de este punto hay que dar cinco vueltas de espiral de 12 cm de diámetro cada una. El resto del tubo se dobla en 15 anillos de 8 cm de diámetro, por lo que deben quedar 20 cm de tubo libre en el otro extremo.

Ambos cables se pasan a través de los orificios de ventilación de la tapa del frasco. Si resulta que la longitud de la sección recta no es suficiente para esto, entonces se puede desdoblar una vuelta de la espiral. El carbón se coloca sobre una plataforma preinstalada. En este caso, la espiral debe colocarse justo encima de este sitio. El carbón se coloca cuidadosamente entre sus vueltas. Ahora se puede cerrar el banco. Como resultado, obtuvimos una cámara de combustión que impulsará el motor. La máquina de vapor está casi hecha con sus propias manos. No hay mucho.

Depósito de agua

Ahora necesita tomar otra lata de pintura, pero de un tamaño más pequeño. En el centro de la tapa se taladra un orificio de 1 cm de diámetro, en el costado del frasco se hacen dos orificios más, uno casi en el fondo, el segundo, más alto, en la tapa misma.

Toman dos costras, en el centro de las cuales se hace un agujero con los diámetros del tubo de cobre. Se insertan 25 cm de tubo de plástico en una costra, 10 cm en la otra, de modo que su borde apenas sobresalga de los corchos. Se inserta una corteza con un tubo largo en el orificio inferior de un frasco pequeño y un tubo más corto en el orificio superior. Colocamos la lata más pequeña encima de la lata grande de pintura de modo que el orificio de la parte inferior quede en el lado opuesto de los conductos de ventilación de la lata grande.

Resultado

El resultado debe ser el siguiente diseño. Se vierte agua en un frasco pequeño, que fluye a través de un agujero en el fondo hacia tubo de cobre. Bajo la espiral se enciende un fuego que calienta el recipiente de cobre. El vapor caliente sube por el tubo.

Para que el mecanismo esté completo, es necesario colocar un pistón y un volante en el extremo superior del tubo de cobre. Como resultado, la energía térmica de la combustión se convertirá en fuerzas mecánicas de rotación de la rueda. hay una gran cantidad varios esquemas para crear un motor de combustión externa de este tipo, pero en todos ellos siempre están involucrados dos elementos: fuego y agua.

Además de este diseño, puede ensamblar uno de vapor, pero este es material para un artículo completamente separado.

El motivo de la construcción de esta unidad fue una idea estúpida: "¿es posible construir una máquina de vapor sin máquinas ni herramientas, usando solo piezas que puedes comprar en una tienda" y hacerlo tú mismo? El resultado es este diseño. Todo el montaje y la configuración tardaron menos de una hora. Aunque el diseño y selección de piezas llevó seis meses.

La mayor parte de la estructura consiste en accesorios de plomería. Al final de la epopeya, las preguntas de los vendedores de ferreterías y otras tiendas: “¿en qué puedo ayudarte?” y “¿para qué estás?” realmente me cabrearon.

Y así recogemos la base. Primero, el travesaño principal. Aquí se utilizan tees, barriles, esquinas de media pulgada. Fijé todos los elementos con un sellador. Esto es para que sea más fácil conectarlos y desconectarlos a mano. Pero para terminar el ensamblaje, es mejor usar cinta de plomería.

Luego los elementos longitudinales. Se les adjuntará una caldera de vapor, un carrete, un cilindro de vapor y un volante. Aquí todos los elementos son también de 1/2".

Luego hacemos bastidores. En la foto, de izquierda a derecha: un soporte para una caldera de vapor, luego un soporte para un mecanismo de distribución de vapor, luego un soporte para un volante y finalmente un soporte para cilindro de vapor. El soporte del volante está hecho de una T de 3/4" (rosca macho). Los rodamientos de un kit de reparación de patines son ideales para él. Los rodamientos están sujetos por una tuerca de compresión. Estas tuercas se pueden encontrar por separado o se pueden tomar de una T para multicapa. esquina derecha (no se usa en el diseño). También se usa una T de 3/4" como soporte para el cilindro de vapor, solo que la rosca es completamente hembra. Los adaptadores se utilizan para sujetar elementos de 3/4" a 1/2".

Recogemos la caldera. Para la caldera se usa un tubo de 1". Encontré uno de segunda mano en el mercado. De cara al futuro, quiero decir que la caldera resultó ser pequeña y no produce suficiente vapor. Con una caldera así, el motor funciona demasiado lento. Pero funciona. Las tres partes de la derecha son: tapa, adaptador 1 "-1/2" y escobilla de goma. La eslinga se inserta en el adaptador y se cierra con una tapa. Así, la caldera se vuelve hermética.

Entonces la caldera resultó inicialmente.

Pero el sukhoparnik no tenía la altura suficiente. El agua entró en la línea de vapor. Tuve que poner un cañón adicional de 1/2" a través de un adaptador.

Este es un quemador. Cuatro publicaciones antes fue el material "Lámpara de aceite casera de tuberías". Inicialmente, el quemador fue concebido así. Pero no había combustible adecuado. El aceite de lámpara y el queroseno se fuman mucho. Necesitas alcohol. Así que por ahora solo hice un soporte para combustible seco.

Esto es muy detalle importante. Distribuidor de vapor o carrete. Esta cosa dirige el vapor al cilindro de trabajo durante la carrera de trabajo. Cuando el pistón retrocede, se corta el suministro de vapor y se produce la descarga. El carrete está hecho de un travesaño para tubos de metal y plástico. Uno de los extremos debe sellarse con masilla epoxi. Con este extremo, se acoplará al rack mediante un adaptador.

Y ahora el detalle más importante. Dependerá de si el motor funcionará o no. Este es el pistón de trabajo y la válvula de carrete. Aquí, se usa una horquilla M4 (que se vende en los departamentos de herrajes para muebles, es más fácil encontrar una larga y cortar la longitud deseada), arandelas de metal y arandelas de fieltro. Las arandelas de fieltro se utilizan para sujetar vidrios y espejos con otros accesorios.

El fieltro no es el mejor material. No proporciona suficiente estanqueidad y la resistencia al desplazamiento es importante. Posteriormente, logramos deshacernos del fieltro. Las arandelas no del todo estándar eran ideales para esto: M4x15 para el pistón y M4x8 para la válvula. Estas arandelas deben estar lo más apretadas posible, a través de una cinta de plomería, colocar una horquilla y envolver 2-3 capas con la misma cinta desde la parte superior. Luego frote bien con agua el cilindro y el carrete. No tomé una foto del pistón mejorado. Demasiado perezoso para desmontar.

En realidad es un cilindro. Hecho de un barril de 1/2", está asegurado dentro de la T de 3/4" con dos tuercas de unión. Por un lado, con el máximo sellado, se sujeta firmemente un accesorio.

Ahora volante. El volante está hecho de un panqueque con mancuernas. Se inserta una pila de arandelas en el orificio central y se coloca un pequeño cilindro de un kit de reparación de patines en línea en el centro de las arandelas. Todo está sellado. Para el titular del portaequipajes, un colgador para muebles y cuadros era ideal. Parece un ojo de cerradura. Todo se ensambla en el orden que se muestra en la foto. Tornillo y tuerca - M8.

Tenemos dos volantes en nuestro diseño. Debe haber una fuerte conexión entre ellos. Esta conexión es proporcionada por una tuerca de acoplamiento. Todas las conexiones roscadas se fijan con esmalte de uñas.

Estos dos volantes parecen ser iguales, sin embargo, uno estará conectado al pistón y el otro a la válvula de carrete. En consecuencia, el soporte, en forma de tornillo M3, se fija a diferentes distancias del centro. Para el pistón, el portador está ubicado más lejos del centro, para la válvula, más cerca del centro.

Ahora hacemos que la válvula y el pistón funcionen. La placa de conexión para muebles era ideal para la válvula.

Para el pistón, se utiliza una almohadilla de bloqueo de ventana como palanca. Vino como familia. Gloria eterna al que inventó el sistema métrico.

Unidades ensambladas.

Todo está montado en el motor. Las conexiones roscadas se fijan con barniz. Esta es la transmisión por pistón.

Accionamiento de válvula. Tenga en cuenta que las posiciones del portapistón y de la válvula difieren en 90 grados. Dependiendo de en qué dirección lleve el portaválvulas al portapistones, la dirección en la que girará el volante dependerá.

Ahora queda conectar las tuberías. Estas son mangueras de acuario de silicona. Todas las mangueras deben estar aseguradas con alambre o abrazaderas.

Cabe señalar que no se proporciona ninguna válvula de seguridad. Por lo tanto, se debe tener la máxima precaución.

Voilá. Echamos agua. Le prendimos fuego. Esperando a que el agua hierva. Durante el calentamiento, la válvula debe estar en la posición cerrada.

Todo el proceso de montaje y el resultado en el vídeo.

A menudo, las locomotoras de vapor o los carros Stanley Steamer vienen a la mente cuando piensas en "máquinas de vapor", pero el uso de estos mecanismos no se limita al transporte. Las máquinas de vapor, que se crearon por primera vez en una forma primitiva hace unos dos mil años, se han convertido en las mayores fuentes de electricidad durante los últimos tres siglos, y hoy en día las turbinas de vapor producen alrededor del 80 por ciento de la electricidad del mundo. Para comprender mejor la naturaleza de las fuerzas físicas detrás de dicho mecanismo, le recomendamos que haga su propia máquina de vapor con materiales ordinarios utilizando uno de los métodos sugeridos aquí. Para comenzar, vaya al Paso 1.

Pasos

Máquina de vapor de una lata (para niños)

Cortar el fondo de la lata de aluminio a una distancia de 6,35 cm. Con unas tijeras de metal, corte el fondo de la lata de aluminio de manera uniforme a aproximadamente un tercio de su altura.

Dobla y presiona el bisel con unos alicates. Para evitar bordes afilados, doble el borde de la lata hacia adentro. Al realizar esta acción, tenga cuidado de no lesionarse.

Presiona el fondo del frasco desde adentro para que quede plano. La mayoría de las latas de bebidas de aluminio tendrán una base redonda que se curva hacia adentro. Aplane el fondo presionándolo con el dedo o usando un vaso pequeño de fondo plano.

Haz dos agujeros en los lados opuestos del frasco, retrocediendo 1,3 cm desde la parte superior. Para hacer agujeros, son adecuados tanto un perforador de papel como un clavo con un martillo. Necesitará agujeros con un diámetro de poco más de tres milímetros.

Coloca una pequeña vela calefactora en el centro del frasco. Arruga el papel aluminio y colócalo debajo y alrededor de la vela para que no se mueva. Estas velas generalmente vienen en soportes especiales, por lo que la cera no debe derretirse y fluir hacia la lata de aluminio.

Enrolle la parte central del tubo de cobre de 15-20 cm de largo alrededor del lápiz durante 2 o 3 vueltas para formar una bobina. El tubo de 3 mm debe doblarse fácilmente alrededor del lápiz. Necesitarás suficientes tubos curvos para pasar por la parte superior del frasco, más 5 cm adicionales rectos a cada lado.

Inserte los extremos de los tubos en los agujeros del frasco. El centro de la serpentina debe estar por encima de la mecha de la vela. Es deseable que las secciones rectas del tubo a ambos lados del bote tengan la misma longitud.

Dobla los extremos de los tubos con unos alicates para formar un ángulo recto. Dobla las secciones rectas del tubo para que miren en direcciones opuestas desde diferentes lados de la lata. Luego otra vez dóblelos para que caigan por debajo de la base del frasco. Cuando todo esté listo, debería resultar lo siguiente: la parte serpenteante del tubo está ubicada en el centro del frasco sobre la vela y pasa a dos "boquillas" inclinadas que miran en direcciones opuestas en ambos lados del frasco.

Sumerja el frasco en un recipiente con agua, mientras que los extremos del tubo deben estar sumergidos. Su "bote" debe mantenerse seguro en la superficie. Si los extremos del tubo no están lo suficientemente sumergidos en el agua, intente hacer que el frasco sea un poco más pesado, pero en ningún caso lo ahogue.

Llene el tubo con agua. por la mayoría de una manera sencilla bajará un extremo al agua y tirará del otro extremo como a través de una pajilla. También puede bloquear una salida del tubo con el dedo y sustituir la otra bajo un chorro de agua del grifo.

Enciende una vela. Después de un tiempo, el agua en el tubo se calentará y hervirá. A medida que se convierte en vapor, saldrá a través de las "boquillas", lo que hará que toda la jarra comience a girar en el recipiente.

Bote de pintura máquina de vapor (para adultos)

1. Corta un agujero rectangular cerca de la base de la lata de pintura de cuatro litros. Haz un agujero rectangular horizontal de 15 x 5 cm en el costado del frasco cerca de la base.

   • Debe asegurarse de que esta lata (y la otra usada) solo contengan pintura de látex y también lavarla bien con agua jabonosa antes de usarla.

2. Corta una tira de malla metálica de 12 x 24 cm. Doble 6 cm a lo largo de cada borde en un ángulo de 90 o. Terminarás con una "plataforma" cuadrada de 12 x 12 cm con dos "patas" de 6 cm. Colócala en el frasco con las "patas" hacia abajo, alineándola con los bordes del agujero cortado.

   Haz un semicírculo de agujeros alrededor del perímetro de la tapa. Posteriormente, quemarás carbón en una lata para proporcionar calor a la máquina de vapor. Con falta de oxígeno, el carbón se quemará mal. Para que el frasco tenga la ventilación necesaria, taladre o perfore varios agujeros en la tapa que formen un semicírculo a lo largo de los bordes.

   • Idealmente, el diámetro de los orificios de ventilación debe ser de aproximadamente 1 cm.

3. Haz una bobina con un tubo de cobre. Tome unos 6 m de tubo de cobre blando con un diámetro de 6 mm y mida 30 cm desde un extremo. A partir de este punto, haga cinco vueltas con un diámetro de 12 cm. Doble la longitud restante del tubo en 15 vueltas de 8 cm. de diámetro, te deben quedar unos 20 cm.

   Pase ambos extremos de la bobina a través de los orificios de ventilación de la cubierta. Dobla ambos extremos de la bobina para que apunten hacia arriba y pásalos por uno de los orificios de la tapa. Si la longitud de la tubería no es suficiente, deberá desdoblar ligeramente una de las vueltas.

   Coloque la serpentina y el carbón en el frasco. Coloque la serpentina en la plataforma de malla. Llene el espacio alrededor y dentro de la bobina con carbón. Cierra bien la tapa.

   Haz agujeros para el tubo en el frasco más pequeño. Taladre un agujero con un diámetro de 1 cm en el centro de la tapa de un frasco de un litro. Taladre dos agujeros con un diámetro de 1 cm en el costado del frasco, uno cerca de la base del frasco y el segundo encima cerca la tapa.

   Inserte el tubo de plástico sellado en los orificios laterales del frasco más pequeño. Usando los extremos del tubo de cobre, haga agujeros en el centro de los dos tapones. Inserte un tubo de plástico rígido de 25 cm de largo en un tapón y el mismo tubo de 10 cm de largo en el otro tapón. Deben asentarse firmemente en los tapones y mirar un poco hacia afuera. Inserte el corcho con el tubo más largo en el orificio inferior del frasco más pequeño y el corcho con el tubo más corto en el orificio superior. Asegure el tubo a cada tapón con abrazaderas.

   Conecte el tubo del frasco más grande al tubo del frasco más pequeño. Coloque el frasco más pequeño encima del frasco más grande con el tubo del tapón de espaldas a las aberturas de ventilación del frasco más grande. Con cinta metálica, asegure el tubo desde el tapón inferior al tubo que sale de la parte inferior del serpentín de cobre. Luego, sujete de manera similar el tubo del tapón superior al tubo que sale de la parte superior de la bobina.

   Inserte el tubo de cobre en la caja de conexiones. Use un martillo y un destornillador para quitar el centro de la caja eléctrica redonda de metal. Fije la abrazadera debajo del cable eléctrico con un anillo de retención. Inserte 15 cm de tubo de cobre de 1,3 cm en la brida para cables de modo que el tubo sobresalga unos centímetros por debajo del orificio de la caja. Despunta los bordes de este extremo hacia adentro con un martillo. Inserte este extremo del tubo en el orificio de la tapa del frasco más pequeño.

   Inserte el pincho en el pasador. Tome una brocheta común de madera para barbacoa e insértela en un extremo de una espiga de madera hueca de 1,5 cm de largo y 0,95 cm de diámetro.

   • Durante el funcionamiento de nuestro motor, el pincho y el pasador actuarán como un "pistón". Para ver mejor el movimiento del pistón, puede colocarle una pequeña "bandera" de papel.

4. Preparar el motor para el trabajo. Retire la caja de empalmes de la lata superior más pequeña y llene la lata superior con agua, permitiendo que se desborde en el serpentín de cobre hasta que la lata esté 2/3 llena de agua. Compruebe si hay fugas en todas las conexiones. Apriete bien las tapas de los frascos golpeándolas con un martillo. Vuelva a colocar la caja de empalmes sobre el frasco superior más pequeño.

5. ¡Encender el motor! Arruga pedazos de periódico y colócalos en el espacio debajo de la red en la parte inferior del motor. Una vez que el carbón se haya encendido, déjalo arder durante unos 20-30 minutos. A medida que el agua del serpentín se calienta, el vapor comenzará a acumularse en el banco superior. Cuando el vapor alcance la presión suficiente, empujará el pasador y el pincho hacia arriba. Después de liberar la presión, el pistón se moverá hacia abajo bajo la fuerza de la gravedad. Si es necesario, corte parte del pincho para reducir el peso del pistón; cuanto más liviano sea, más a menudo "flotará". Intente hacer un pincho de tal peso que el pistón "camine" a un ritmo constante.

   • Puede acelerar el proceso de combustión aumentando el flujo de aire hacia las rejillas de ventilación con un secador de pelo.

6. Mantenerse a salvo. Creemos que no hace falta decir que se debe tener cuidado al trabajar y manejar una máquina de vapor casera. Nunca lo haga funcionar en interiores. Nunca lo haga funcionar cerca de materiales inflamables como hojas secas o ramas de árboles colgantes. Opere el motor solo sobre una superficie sólida e incombustible, como el hormigón. Si está trabajando con niños o adolescentes, no debe dejarlos desatendidos. Los niños y adolescentes no deben acercarse al motor cuando se está quemando carbón. Si no conoce la temperatura del motor, suponga que está tan caliente que no debe tocarse.

   • Asegúrese de que pueda salir vapor por la "caldera" superior. Si por alguna razón el pistón se atasca, la presión puede acumularse dentro de la lata más pequeña. En el peor de los casos, el banco puede explotar, lo que muy peligrosamente.
• Coloque la máquina de vapor en el bote de plástico, sumergiendo ambos extremos en el agua para hacer un juguete de vapor. Puedes cortar una forma simple de bote de una botella plástica de refresco o lejía para hacer que tu juguete sea más "verde".

Hace exactamente 212 años, el 24 de diciembre de 1801, en la pequeña ciudad inglesa de Camborne, el mecánico Richard Trevithick hizo una demostración al público de los primeros carros para perros a vapor. Hoy en día, este evento podría clasificarse con seguridad como notable, pero insignificante, especialmente porque la máquina de vapor se conocía antes e incluso se usaba en vehículos (aunque sería una gran exageración llamarlos automóviles) ... Pero esto es lo interesante : ahora mismo, el progreso tecnológico ha creado una situación que recuerda notablemente a la era de la gran "batalla" del vapor y la gasolina a principios del siglo XIX. Solo las baterías, el hidrógeno y los biocombustibles tendrán que luchar. ¿Quieres saber cómo termina todo y quién ganará? No sugeriré. Pista: la tecnología no tiene nada que ver con eso...

1. La pasión por las máquinas de vapor ha pasado y ha llegado el momento de los motores de combustión interna. Por el bien de la causa, lo repito: en 1801 rodaba por las calles de Camborne un carruaje de cuatro ruedas, capaz de transportar ocho pasajeros con relativa comodidad y lentitud. El automóvil estaba propulsado por una máquina de vapor de un solo cilindro y el carbón servía como combustible. La creación de vehículos de vapor se emprendió con entusiasmo, y ya en los años 20 del siglo XIX, los ómnibus de vapor de pasajeros transportaban pasajeros a velocidades de hasta 30 km / h, y el recorrido de revisión promedio alcanzó los 2,5–3 mil km.

Ahora comparemos esta información con otras. En el mismo 1801, el francés Philippe Lebon recibió una patente para el diseño de un motor alternativo de combustión interna que funcionaba con gas ligero. Dio la casualidad de que tres años después murió Lebon, y otros tuvieron que desarrollar las soluciones técnicas que él proponía. Solo en 1860, el ingeniero belga Jean Etienne Lenoir ensambló un motor de gas con encendido por chispa eléctrica y llevó su diseño al nivel de idoneidad para la instalación en un vehículo.

Entonces, una máquina de vapor de automóvil y un motor de combustión interna tienen prácticamente la misma edad. eficiencia máquina de vapor de ese diseño y en esos años rondaba el 10%. La eficiencia del motor Lenoir fue solo del 4%. Solo 22 años después, en 1882, August Otto lo mejoró tanto que la eficiencia del ahora motor de gasolina llegó a... hasta un 15%.

2. La tracción a vapor es solo un breve momento en la historia del progreso. A partir de 1801, la historia del transporte a vapor continuó activamente durante casi 159 años. En 1960 (!) todavía se construían en los EE. UU. autobuses y camiones con máquinas de vapor. Los motores de vapor han mejorado significativamente durante este tiempo. En 1900 en los EE. UU., el 50% de la flota de automóviles se "vaporaba". Ya en esos años, surgió la competencia entre el vapor, la gasolina y ¡atención! - coches eléctricos. Después del éxito en el mercado del Modelo-T de Ford y, al parecer, la derrota de la máquina de vapor, en los años 20 del siglo pasado se produjo un nuevo aumento en la popularidad de los automóviles de vapor: el costo del combustible para ellos (aceite combustible, queroseno) fue significativamente menor que el costo de la gasolina.

Hasta 1927, Stanley producía unos 1000 coches de vapor al año. En Inglaterra, los camiones de vapor compitieron con éxito con los camiones de gasolina hasta 1933 y perdieron solo debido a la introducción de un impuesto sobre el transporte de mercancías pesadas por parte de las autoridades y una reducción de los aranceles sobre las importaciones de productos de petróleo líquido de los Estados Unidos.

3. La máquina de vapor es ineficiente y antieconómica. Sí, solía ser así. La máquina de vapor "clásica", que libera vapor de escape a la atmósfera, tiene una eficiencia de no más del 8%. Sin embargo, una máquina de vapor con un condensador y una parte de flujo perfilada tiene una eficiencia de hasta el 25-30%. La turbina de vapor proporciona del 30 al 42%. Las plantas de ciclo combinado, donde se utilizan turbinas de gas y vapor "en conjunto", tienen una eficiencia de hasta 55-65%. Esta última circunstancia llevó a los ingenieros de BMW a comenzar a trabajar en opciones para usar este esquema en automóviles. Por cierto, la eficiencia de los modernos motores de gasolina es 34%.

El costo de fabricar una máquina de vapor en todo momento fue menor que el costo de un carburador y motores diesel el mismo poder Consumo de combustible líquido en máquinas de vapor nuevas que funcionan en ciclo cerrado con vapor sobrecalentado (seco) y equipadas con sistemas modernos lubricación, rodamientos de calidad y sistemas electronicos regulación del ciclo de trabajo, es sólo el 40% del anterior.

4. La máquina de vapor arranca lentamente. Y lo fue una vez ... Incluso los autos de producción de Stanley "criaron pares" de 10 a 20 minutos. La mejora en el diseño de la caldera y la introducción de un modo de calentamiento en cascada permitieron reducir el tiempo de preparación a 40-60 segundos.

5. El vagón de vapor es demasiado lento. Esto no es verdad. El récord de velocidad de 1906 - 205,44 km/h - pertenece a un coche de vapor. En aquellos años, los coches con motores de gasolina no sabían conducir tan rápido. En 1985, un carro de vapor viajaba a una velocidad de 234.33 km/h. Y en 2009, un grupo de ingenieros británicos diseñó una turbina de vapor "bolide" con una unidad de vapor con una capacidad de 360 ​​hp. s., que pudo moverse a una velocidad promedio récord en la carrera: 241,7 km / h.

6. El coche de vapor echa humo, es antiestético. Mirando dibujos antiguos que representan a las primeras tripulaciones de vapor arrojando espesas nubes de humo y fuego por sus chimeneas (lo que, por cierto, indica la imperfección de los hornos de las primeras "máquinas de vapor"), entiendes donde la asociación persistente de un vapor el motor y el hollín procedían.

Sobre apariencia máquinas, el punto aquí, por supuesto, depende del nivel del diseñador. Es poco probable que alguien diga que los vagones de vapor de Abner Doble (EE. UU.) son feos. Por el contrario, son elegantes incluso para los estándares actuales. Y además, condujeron de manera silenciosa, suave y rápida, hasta 130 km / h.

Es interesante que la investigación moderna en el campo del combustible de hidrógeno para motores de automóviles haya dado lugar a una serie de "ramas secundarias": el hidrógeno como combustible para los motores de vapor alternativos clásicos y especialmente para los motores de turbina de vapor proporciona un absoluto respeto por el medio ambiente. El "humo" de dicho motor es ... vapor de agua.

7. La máquina de vapor es caprichosa. No es cierto. Es estructuralmente significativo más simple que un motor combustión interna, lo que en sí mismo significa mayor confiabilidad y sencillez. El recurso de las máquinas de vapor es muchas decenas de miles de horas de funcionamiento continuo, lo que no es típico de otros tipos de motores. Sin embargo, el asunto no se limita a esto. En virtud de los principios de funcionamiento, una máquina de vapor no pierde eficiencia cuando disminuye la presión atmosférica. Exactamente por eso vehículos propulsados ​​por vapor son excepcionalmente adecuados para su uso en las tierras altas, en pasos de montaña pesados.

Es interesante notar otra propiedad útil de una máquina de vapor que, por cierto, es similar a un motor eléctrico. corriente continua. Una disminución de la velocidad del eje (por ejemplo, con un aumento de la carga) provoca un aumento del par. En virtud de esta propiedad, los automóviles con máquinas de vapor no necesitan fundamentalmente cajas de cambios; en sí mismos son mecanismos muy complejos y, a veces, caprichosos.

La historia del desarrollo de la máquina de vapor se describe con suficiente detalle en este artículo. Aquí están las soluciones e invenciones más famosas de los tiempos de 1672-1891.

Primer trabajo.

Comencemos con el hecho de que allá por el siglo XVII, el vapor comenzó a considerarse como un medio para impulsar, se realizaron todo tipo de experimentos con él, y solo en 1643 Evangelista Torricelli descubrió la fuerza de acción de la presión del vapor. Christian Huygens, 47 años después, diseñó la primera máquina eléctrica, impulsada por una explosión de pólvora en un cilindro. Fue el primer prototipo de un motor de combustión interna. Sobre un principio similar, se organiza la máquina de toma de agua del abad Otfey. Pronto Denis Papin decidió reemplazar la fuerza de la explosión con la fuerza menos poderosa del vapor. En 1690 construyó primera máquina de vapor, también conocida como caldera de vapor.

Consistía en un pistón que, con la ayuda de agua hirviendo, se movía hacia arriba en el cilindro y, debido al enfriamiento posterior, volvía a bajar; así fue como se creó la fuerza. Todo el proceso se llevó a cabo de esta manera: debajo del cilindro, que simultáneamente realizaba la función de caldera, se colocó un horno; cuando el pistón estaba en la posición superior, el horno retrocedía para facilitar el enfriamiento.

Más tarde, dos ingleses, Thomas Newcomen y Cowley, uno herrero y el otro vidriero, mejoraron el sistema separando la caldera y el cilindro y agregando un tanque de agua fría. Este sistema funcionaba mediante válvulas o grifos, uno para vapor y otro para agua, que se abrían y cerraban alternativamente. Luego, el inglés Bayton reconstruyó el control de válvulas en uno verdaderamente cronometrado.

El uso de máquinas de vapor en la práctica.

La máquina de Newcomen pronto se hizo conocida en todas partes y, en particular, fue mejorada por el sistema de doble acción desarrollado por James Watt en 1765. Ahora Maquina de vapor resultó suficientemente completo para su uso en vehículos, aunque por su tamaño era más adecuado para instalaciones estacionarias. Watt también ofreció sus inventos a la industria; también construyó máquinas para fábricas textiles.

La primera máquina de vapor utilizada como medio de transporte fue inventada por el francés Nicolas Joseph Cugnot, ingeniero y estratega militar aficionado. En 1763 o 1765 creó un automóvil que podía transportar a cuatro pasajeros a una velocidad media de 3,5 y máxima de 9,5 km/h. El primer intento fue seguido por el segundo: apareció un automóvil para transportar armas. Fue probado, por supuesto, por los militares, pero debido a la imposibilidad de operación a largo plazo (ciclo de operación continua carro nuevo no superó los 15 minutos) el inventor no recibió apoyo de las autoridades y financieros. Mientras tanto, en Inglaterra, se mejoraba la máquina de vapor. Después de varios intentos fallidos basados ​​en Watt por parte de Moore, William Murdoch y William Symington, apareció el vehículo ferroviario de Richard Travisick, encargado por Welsh Colliery. Un inventor activo vino al mundo: de las minas subterráneas, se elevó al suelo y en 1802 presentó a la humanidad un poderoso un coche, alcanzando una velocidad de 15 km/h en terreno llano y 6 km/h en ascenso.

Los vehículos propulsados ​​por ferry también se utilizaron cada vez más en los Estados Unidos: Nathan Reed en 1790 sorprendió a la gente de Filadelfia con su modelo coche de vapor . Sin embargo, su compatriota Oliver Evans, quien catorce años más tarde inventó el vehículo anfibio, se hizo aún más famoso. Después de las guerras napoleónicas, durante las cuales no se llevaron a cabo "experimentos con automóviles", se reanudó el trabajo en invención y mejora de la máquina de vapor. En 1821, se podía considerar perfecto y bastante fiable. Desde entonces, cada paso adelante en el campo de los vehículos a vapor ha contribuido definitivamente al desarrollo de los vehículos del futuro.

En 1825, Sir Goldsworth Gurney, en un tramo de 171 km de largo desde Londres a Bath, organizó la primera línea de pasajeros. Al mismo tiempo, utilizó un carruaje patentado por él, que tenía una máquina de vapor. Este fue el comienzo de la era de los vagones de carretera de alta velocidad que, sin embargo, desaparecieron en Inglaterra, pero se generalizaron en Italia y Francia. Dichos vehículos alcanzaron su mayor desarrollo con la aparición en 1873 del "Curts" de Amede Balle con un peso de 4500 kg y el "Mansel", más compacto, con un peso de poco más de 2500 kg y alcanzando una velocidad de 35 km/h. Ambos fueron precursores de la técnica que se volvió característica de los primeros autos "reales". A pesar de la alta velocidad eficiencia del motor de vapor era muy pequeño Bolle fue quien patentó el primer sistema de dirección que funcionaba bien, arregló los controles y controles tan bien que todavía lo vemos en el tablero de instrumentos hoy.

A pesar del tremendo progreso en el campo de los motores de combustión interna, la energía de vapor aún proporcionaba un funcionamiento más uniforme y suave de la máquina y, por lo tanto, tenía muchos seguidores. Al igual que Bollet, que construyó otros coches ligeros, como el Rapide en 1881 con una velocidad de 60 km/h, el Nouvelle en 1873, que tenía un eje delantero con suspensión independiente en las ruedas, León Chevrolet lanzó varios coches entre 1887 y 1907. un generador de vapor ligero y compacto, que patentó en 1889. De Dion-Bouton, fundada en París en 1883, produjo automóviles a vapor durante los primeros diez años de su existencia y logró un éxito significativo al hacerlo: sus automóviles ganaron la carrera París-Rouen en 1894.

Sin embargo, el éxito de Panhard et Levassor en el uso de gasolina llevó a De Dion a cambiar a motores de combustión interna. Cuando los hermanos Bolle se hicieron cargo de la empresa de su padre, hicieron lo mismo. Luego, la empresa Chevrolet reconstruyó su producción. Los automóviles a vapor desaparecieron cada vez más rápido del horizonte, aunque se utilizaron en los EE. UU. incluso antes de 1930. En este mismo momento, la producción cesó y la invencion de las maquinas de vapor