Файл: Демидов, В. Е. Магистрали пяти измерений.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 21.10.2024

Просмотров: 101

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

пасности движения. Сейчас число лошадиных сил мотора, при­ ходящихся на тонну веса автомобиля с грузом, сложилось явно не в пользу грузовых машин: всего 15 — 20 сил на тонну, тогда как у легковых этот показатель доходит до 55 сил на тонну. Из-за этого грузовики медленнее разгоняются, идут по шоссе с меньшей скоростью. Водителям легковых машин при­ ходится все время их обгонять, а обгон, как известно, один из самых ответственных и опасных маневров. Увеличение мощ­ ности двигателей приблизит автобусы и грузовики в показате­ ле «число сил на тонну» к легковым машинам. В результате скорости разных автомобилей выровняются, число обгонов уменьшится, и безопасность в целом возрастет. Длинная и не­ ожиданная цепочка последствий — как у всякого радикального новшества.

От внутреннего к внешнему

Но, может быть, есть еще какие-то пути борьбы с ядовитым выхлопом? Газовая турбина ведь при всех ее достоинствах — вещь дорогая, требует ценных жаропрочных материалов, де­ тали ее должны быть обработаны по существенно более высо­ кому классу точности. Может быть, вместо двигателей внут­ реннего сгорания более «ко двору» придется мотор внешнего сгорания? Ведь в этом случае топливо будет гореть «на воль­ ном воздухе», при невысокой температуре и нормальном атмо­ сферном давлении, значит, окислов азота не возникнет, а полное соединение горючего с кислородом (воздуха ведь сколько угодно!) гарантирует отсутствие и угарного газа.

Такой двигатель был изобретен в 1816 году шотландским священником Робертом Стерлингом. Долгое время счита­ лось, что никаких перспектив он не имеет. Еще бы: даже сорок лет спустя, несмотря на все усовершенствования, двигатель в каких-то 2 лошадиных силы весил 4 тонны.

Однако в 1937 году «стерлингом» заинтересовались снача­ ла голландские, а потом американские инженеры. За сто с лишним лет, прошедших с момента изобретения, техника да­ леко шагнула вперед. Теория теплообмена, на которой основа­ на работа этого мотора, обогатилась новыми достижениями. Новый подход к старой проблеме дал хорошие результаты: удалось доказать, что коэффициент полезного действия двига­ теля шотландского пастора может быть поднят до 50 процен­ тов— цифра, недостижимая для других тепловых машин, за­ стрявших где-то на уровне вдвое меньшем. Выяснились — те­ перь уже на практике — и другие преимущества: бесшумность, способность работать на любых видах топлива. Некоторое не­ удобство, правда, представляла тихоходность. Вместо 4 — 5 тысяч оборотов в минуту, характерных для карбюраторного

4*

51


двигателя, «стерлинг» дает лишь 1400. Более серьезным ока­ зался другой недостаток—сложность конструкции.

В двигателе Стерлинга работает не взрывчатая смесь бен­ зина с воздухом, а нагретый горящим в топке бензином, керо­ сином или иным топливом газ. Нагреваясь, этот газ толкает поршень и одновременно перетекает в холодильник, где охлаж­ дается. Потом другой поршень, движение которого согласова­ но с первым, вытесняет холодный газ в «котел», газ нагревает­ с я — и весь цикл повторяется снова. Два поршня, котел, холо­ дильник и другие детали — все это свидетельствует не в поль­ зу нового двигателя (правда, все эти узлы сделать гораздо проще, чем, например, ротор газовой турбины, да и материалы нужны существенно менее дорогие). До самого последнего времени к «стерлингу» отношение было довольно прохладным.

Тем больший интерес вызвало сообщение голландской фирмы «Филипс» о том, что в ее лабораториях создан серий­ ный четырехцилиндровый двигатель внешнего сгорания. Фир­ ма утверждает, что он годится для автобусов, морских и реч­ ных судов, тракторов и локомотивов. О легковых автомоби­ лях ни слова: справиться с весом пока что не удалось. Но как бы там ни было, а сдвиг существенный: все-таки первый пригодный для транспорта «стерлинг» в 200 лошадиных сил.

Вернется ли век пара?

Другой тип двигателя внешнего сгорания имеет биогра­ фию гораздо -более почтенную: паровая машина стояла на повозке Кюіньо, построенной еще в 1769 году. Конечно, в наш век слово «пар» кажется синонимом отсталости. Паровозы и стационарные паровые машины доживают свой век. Они оказались несостоятельными перед лицом дизелей и турбин. Однако интерес к паровой машине, проявляемый автомоби­ листами,— (свидетельство прогресса, а не отсталости. В топ­ ке парового автомобиля бензин можно сжечь так же хорошо, как в топке «стерлинга», но двигатель при этом оказывается проще, а ходовые качества паровой автомашины — предмет зависти водителей машин с двигателями внутреннего сгорания.

Паровыми автомобилями и омнибусами увлекались глав­ ным образом в XIX веке. 'Над ними, работали английские конструкторы Г. Гёрни и У. Ханкок, .французы А. Болле, А. де Дион, Л. Серполле, русский изобретатель В. .Гурьев. Дви­ гатель внутреннего сгорания потеснил, и весьма существенно, позиции паровых автомобилей уже в 90-х годах, однако вплоть до 1920 года их еще продолжали выпускать. Особенно интересными были конструкции американских изобретателей братьев Стенли — некоторые из их автомобилей дожили до наших дней не в качестве музейных экспонатов, а как маши­ ны, используемые для повседневных поездок.


Братья Стенли были детьми фермера, и такая роскошная вещь, как автомобиль, была им недоступна. Поэтому они ре­ шили построить его самостоятельно. Паровую машину для своего автомобиля заказали в слесарной мастерской ближай­ шего городка. Увидев ее воочию, они поняли, что с таким тя­ желым двигателем автомобиль не поедет: машина вместе с котлом весила почти 300 килограммов, а мощность развивала ничтожную. Пришлось создавать самим. Братья оказались талантливыми конструкторами. Построенная ими в 1896 году машина весила 17 килограммов, котел — 45. Через пять ми­ нут после включения горелки давление пара достигало нор­ мы и можно было трогаться. Автомобиль был исключительно прост: всего 22 движущиеся части. У него отсутствовали та­ кие жизненно необходимые обычной машине детали, как сцепление, коробка скоростей, карбюратор, система зажига­ ния с ее вечно замасливающимися свечами, подгорающими контактами и «ушедшей в баллон» искрой.

Конкуренты пугали покупателей «Стенли-стимеров»: бе­ регитесь, вам придется сидеть буквально на бочке с поро­ хом-— паровой котел может ежесекундно взорваться! К чести конструкторов нужно сказать, что .за все годы, пока выпус­ кались паровые машины, подобной аварии ни разу не про­ изошло.

Еще больше возликовали сторонники парового автомоби­ ля, когда в 1906 году «Стенли-стимер» поставил мировой ре­ корд .скорости—206,4 километра в час, а год спустя пром­ чался по треку с вообще неслыханной быстротой: 290 кило­ метров в час. 'К сожалению, в последнем заезде водитель не справился с управлением, и машина разбилась. Гонщик по­ гиб. Это произвело на братьев удручающее впечатление. Они решительно отказались от какого бы то ни было участия в дальнейшей борьбе за рекорды. А в 1917 году разбился на своей машине и старший из Стенли, Фрэнсис. Его брат по­ клялся никогда больше не иметь дела с автомобилями, про­ дал фирму и занялся производством скрипок. Производство паровых автомашин оказалось новым владельцам не по плечу: через два года фирма обанкротилась.

Паровые автомобили оказались живучими

созданиями.

В 1969 году в США еще бегало около тысячи

«Стенли-сти­

меров», владельцы которых продолжают считать их самыми

удобными машинами, предпочитая новомодным «Шевроле»,

«Бьюикам» и «Линкольнам».

Особенно хороши паровики

для поездок по пересеченной

местности. Они идут по самым

тяжелым дорогам, взбираются на косогоры, где смогут про­ браться лишь тракторы, а на шоссе держатся наравне с обычными легковыми машинами. Это и понятно: ведь паро­ вой двигатель исключительно гибок. На малой скорости он развивает огромное усилие, потому что в отличие от двига-


теля внутреннего сгорания мощность здесь не зависит от числа оборотов вала, с которого .снимается вращение. Поэто­ му паровая машина в 120— 150 сил оказывается на малой скорости эквивалентна 400-сильному бензиновому мотору. А есть ведь автомобильные паровые двигатели и в 600 лошади­ ных сил!

К несчастью, у паровиков, даже в самых лучших вариан­

тах, немало отрицательных

черт, портящих конструкторам

все настроение.

 

Например, вода: ясно, что она не годится для универсаль­

ного автомобиля, поскольку

на морозе замерзает. Конечно,

можно создать какие-то специальные автоматические горел­ ки, которые будут поддерживать нужную температуру в кот­

ле и когда на улице

—50°С. Но

.сколько

лишнего

 

топлива

дридется на это расходовать! Нет, если уж

создавать новую

конструкцию

двигателя, то уж «всепогодного», а

не

только

для тропиков.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вот почему практически во всех новых паровых

машинах,

предназначенных для

автомобиля,

используется

не

вода, а

какая-нибудь

незамерзающая

жидкость,

 

например, «фре-

он-111», применяемая

в холодильниках. И тут возникает

но­

вая проблема: отработавший

пар

фреона

нельзя

выпускать

в воздух, как водяной. Это слишком дорого, да запах

фреона

не относится к числу приятных.

Кстати, и водяной

пар

при

массовом распространении

паровых автомобилей

 

никто

не

разрешит выпускать на улицу:

задыхаться

и от

бензиновой

вони, и от влажного пара одинаково плохо.

Следовательно,

паровая машина в любом случае

должна

работать

по зам­

кнутой

схеме: пар,

отработав

в

цилиндрах, превращается

снова

в жидкость — конденсируется—и

поступает в котел.

А конденсатор — это

куда

более сложная

и тяжелая

вещь,

нежели обычный автомобильный радиатор. Паровая

 

машина

•получается килограммов «а

сто двадцать

тяжелее,

 

нежели

бензиновый мотор той же мощности, — крупный недостаток с любой точки зрения.

Проблема смазки замкнутого двигателя тоже довольно сложна. В обычном двигателе масло, попавшее на стеши ци­ линдров и сгоревшее там, выбрасывается с выхлопом нару­ жу. Температура в цилиндре паровой машины также, к сожа­ лению, столь высока, что оно сгорает. Пар приходится очи­ щать от продуктов сгорания и следов масла еще до того, как ои поступит в конденсатор, иначе тонкие трубки этого ка­ призного устройства будут быстро забиты «агаром.

Низкий коэффициент полезного действия котла и машины оборачивается тем, что паровики сжигают больше топлива, дороже в эксплуатации, чем бензиновые автомобили.

Есть и другие, более мелкие, но докучливые вопросы. Словом, не зря, видимо, один из современных энтузиастов


паровика американец В. Лир, истратив около пяти миллио­ нов долларов на опыты, внезапно прекратил их и заявил, что более паровыми машинами не 'занимается. /На вопрос журна­

листов, что заставило его так круто поступить,

Лир ответил:

«Меня убедили пять миллионов аргументов».

 

 

Возможно, впрочем, что это

(был просто

ловкий

ход в

борьбе со своими конкурентами.

Во всяком

случае,

снова

появились сообщения о паровых машинах Лира и даже о том,

что одна

из

моделей — «винтовой роторный

двигатель»

мощностью

около 400 сил — будет иопытываться

на

автобу­

сах какой-то

транспортной компании. Утверждают

также,

что изобретателю удалось полностью решить проблему кон­ денсатора.

Известия противоречивы, и трудно сделать определенный вывод. Но знаменательно, что других конструкторов времен­ ная капитуляция Лира не смутила. Японские автомобильные фирмы, как сообщают газеты, добились немалых успехов. Компания «Датсан» намерена приступить к опытному произ­ водству паровых автомобилей с двигателями системы изобре­

тателя Уолеса Минто.

 

 

«Нового

века пара

не будет» — года два назад

такая

статья была

напечатана

в одном из автомобильных

журна­

лов. Сегодня, думаю, редакция бы поставила в конце заголов­ ка не точку, а большой вопросительный знак.

Электричество все-таки двигатель прогресса

Бесшумный, мощный, безотказный... Множество эпитетов, свидетельствующих о хорошем качестве, ириложимы к элек­ тромотору. Ему бы и прийти на помощь в качестве идеально­

го двигателя для

автомобиля, но на

его

ногах

свинцовыми

гирями

висят

аккумуляторы.

Они — главная

причина, по

которой электрический автомобиль

все никак не станет кон­

курентом ни 'бензиновому, ни всем прочим.

 

 

 

Сами посудите: бензиновый двигатель весит 276 килограм­

мов, а батарея

аккумуляторов

такой

же

мощности — более

тонны.

Каких-то

30 килограммов

бензина

промчат вас с

весьма приличной

скоростью

на расстояние

300

километров,

а энергии, запасенной в этой батарее,

хватит лишь километ­

ров на 60—70, да и скорость будет намного меньше. Наконец,

свинцовый аккумулятор (речь

идет все время о нем)

на мо­

розе катастрофически

теряет

емкость:

процент

на

градус.

Это

значит, что при

температуре —20° С

батарея,

заряжен­

ная

в теплой комнате, лишится почти половины электроэнер­

гии, которую она запасла. Дальше — еще

хуже, при —50° С

громадная коробка с

аккумуляторами

превращается

в бес-