Cotxe de vapor soviètic únic

2024 Autora: Seth Attwood | [email protected]. Última modificació: 2023-12-16 16:00

L'únic camió, del qual parlarem, va néixer l'any 1949. Aleshores encara hi havia records aguts de la dura època de guerra, quan els treballadors del transport havien de fer les seves tasques a la part posterior i al davant amb escassetat de combustible líquid: gasolina..

Els vehicles generadors de gas amb instal·lacions pesades i capritxoses, que permetien obtenir gas lluminós per alimentar els motors tradicionals i que es fomenten amb llenya, van ajudar en part a resoldre el problema. Aleshores es van produir màquines similars a les fàbriques d'automòbils de Gorky i Ural, van obtenir una certa distribució a l'explotació forestal de Sibèria, però a causa de la baixa potència dels motors, es van distingir per la baixa eficiència. Els dissenyadors van quedar clar: el generador de gas va complir la seva tasca històrica, es necessitava un motor alternatiu més avançat i van recordar les plantes de vapor que s'utilitzaven en quantitats limitades a l'estranger en camions als anys 20-40, però que es consumien com a combustible no llenya. però carbó…

Any 1949. Hi ha una "guerra freda" entre la Unió Soviètica i Amèrica, que corre el risc d'escalar en una de real (just aquest any l'URSS va provar la primera bomba atòmica). I a l'institut NAMI estan construint ferris que funcionen amb fusta! Ara podeu veure els dibuixos únics d'aquestes màquines i els informes de les seves proves…

Es pot construir un cotxe de vapor de llenya? Ningú al món ha resolt mai un problema així. I NAMI va oferir als especialistes del principal institut de recerca d'automòbils i motors d'automòbils per assumir un negoci nou i inexplorat. Un enginyer energètic Yuri Shebalin va ser nomenat cap del projecte, i el disseny es basava en el camió de 7 tones YAZ-200, la producció del qual va ser dominada per la planta d'automòbils de Yaroslavl el 1947.

La capacitat de càrrega del cotxe de vapor havia de ser d'almenys 6,0 tones amb una massa total de no més de 14,5 tones, que incloïa 350-400 kg de llenya en búnquers i 380 kg d'aigua transportada a la caldera de la màquina de vapor. La velocitat màxima es va proporcionar per a 40-45 km / h, i el consum de llenya, que tenia un contingut d'humitat de fins a un 47%, s'havia de limitar a 4-5 kg / km. ser suficient per a 80 km. En cas de completar amb èxit el treball en un prototip amb una disposició de rodes 4 × 2, es va preveure desenvolupar una modificació de tracció total, i després tota una sèrie de camions de vapor per a diversos propòsits i capacitats de càrrega per treballar en zones on es el lliurament de gasoil i gasolina era difícil, i el combustible local era llenya.

Davant nostre hi ha plànols que s'han tornat grocs des del temps i s'han netejat als plecs. A la cantonada inferior dreta es mostra: "Cotxe de vapor NAMI-012". A continuació es mostra l'abreviatura BPA - Bureau of Steam Vehicles. Tres signatures: "dissenyador", "comprovat", "aprovat". I la data és el 18 d'octubre de 1949.

Saps què és significatiu aquest dia? Aleshores, el pilot Tyuterev en un caça MiG-15 per primera vegada va superar la barrera del so!

Però de tornada a la terra. Fins i tot abans de la guerra, als anys trenta, la NAMI (que aleshores s'anomenava NATI) desenvolupava activament plantes generadores de gas: permetien obtenir gas per a motors de carburador de tot allò que pogués cremar. Carbó, torba, estelles de fusta, fins i tot briquetes de palla premsada. És cert que les instal·lacions eren pesades i capritxoses, i la potència dels motors després de canviar a "pastura" es va reduir gairebé un terç.

Sentinel S.4 d'Anglaterra va servir com a prototip de ferri NAMI (un número soviètic és visible al seu tauler)

Tenint en compte la complexitat de la central de vapor, Yu. Shebalin i el seu col·lega principal en aquest treball Nikolai Korotonoshko (més tard el dissenyador en cap de NAMI per a camions tot terreny) van adoptar un disseny per al camió amb una cabina de tres places situada per sobre de la part davantera. eix. Darrere hi havia una sala de màquines amb una central de vapor, que incloïa una caldera. Es va instal·lar una plataforma de càrrega darrere de la sala de màquines. Un motor de vapor vertical de tres cilindres que desenvolupa 100 litres. Amb. als 900 min^-1, es va col·locar entre els llargs i es va instal·lar a la paret posterior de la sala de màquines la unitat de caldera de tubs d'aigua, fabricada conjuntament amb els contenidors de combustible.

Vista general de la màquina de vapor

A la dreta de la sala de màquines, els dissenyadors van destinar un lloc per a un dipòsit d'aigua de 200 litres i un condensador, darrere del qual hi havia una turbina de vapor auxiliar de l'anomenat vapor "arrugat", amb un ventilador axial per expulsar el condensador i un bufador de combustió. També hi havia un motor elèctric per fer girar el bufador quan s'encén la caldera. Com es desprèn dels noms de les unitats i mecanismes enumerats, poc habituals per a l'oïda dels automobilistes, en el camió NAMI, l'experiència de crear centrals de vapor per a locomotores de vapor compactes d'aquella època va ser molt utilitzada.

Embragatge de tres plats

Tots els equips que necessitaven supervisió i manteniment en funcionament es trobaven a l'esquerra en direcció a la màquina. L'accés a les zones de servei es feia mitjançant portes i persianes de la sala de màquines. La transmissió del cotxe de vapor incloïa un embragatge de tres plaques, un reductor de dues etapes, eixos d'hèlix i un eix posterior. En comparació amb el YaAZ-200, la relació de transmissió del pont es va reduir de 8, 22 a 5, 96. Els dissenyadors van preveure immediatament la possibilitat de desviar la potència a l'eix davanter.

La caixa de canvis tenia un engranatge directe i un reductor amb una relació d'engranatge de 2, 22. El disseny de l'embragatge va permetre enganxar un reductor sense una parada completa del cotxe, que posteriorment va tenir un efecte positiu en provar la modificació de NAMI-012: un cotxe amb tracció total NAMI-018, a tot terreny.

L'embragatge utilitza discos impulsats i de pressió YaAZ-200. Al mateix temps, la molla de pressió era molt potent, de tipus tractor, que permetia transmetre un parell de fins a 240 kgf • m. Un disseny competent de l'accionament de l'embragatge va permetre reduir l'esforç dels pedals a 10, 0 kgf.

Conduir un cotxe de vapor, malgrat que era idèntic en nombre de palanques i pedals al YaAZ-200, requeria una formació especial del conductor. A la seva disposició hi havia: un volant, una palanca per canviar els talls del mecanisme de distribució del vapor (tres talls per avançar, que proporcionen el 25, 40 i 75% de la potència, i una reversible per moure's en reversa), una palanca per activar un canvi de velocitat, pedal de l'embragatge, vàlvula de control de fre i accelerador, palanques del fre d'estacionament central i control manual de la vàlvula d'acceleració.

Mentre conduïa per un tram pla de carretera, el conductor utilitzava principalment la palanca de canvi de tall, ocasionalment el pedal de l'embragatge i la palanca de canvi avall. La sortida, l'acceleració i la superació de petites pujades es realitzaven només actuant sobre la vàlvula d'acceleració i sobre la palanca de tall. No calia accionar constantment el pedal de l'embragatge i la palanca de canvis, cosa que facilitava la feina del conductor.

Es van instal·lar tres vàlvules sota la mà esquerra del conductor, a la part posterior del seient. Un d'ells era un bypass, i servia per regular el subministrament d'aigua a la caldera mitjançant una bomba d'alimentació d'accionament, i el segon i el tercer permetien la posada en marxa d'una bomba d'alimentació de vapor d'acció directa i una turbina auxiliar als aparcaments. A la dreta, entre els seients, hi havia una palanca per ajustar el subministrament d'aire a la caixa de foc. La vàlvula de derivació i el canviador només s'utilitzaven si fallava la regulació automàtica del nivell i la pressió de l'aigua.

La màquina de vapor de doble efecte tenia tres cilindres de 125 × 125 mm. Incloïa un càrter de bloc, un cigonyal, un mecanisme de biela, una coberta de bloc amb vàlvules i un mecanisme de distribució de vapor connectat al bloc. Al cárter hi havia un arbre de lleves, que rebia la rotació del cigonyal mitjançant dos parells d'engranatges helicoïdals i un eix d'accionament vertical. Aquest eix tenia tres grups de lleves que servien cilindres individuals. El canvi de tall i la marxa inversa es va aconseguir mitjançant el moviment axial del mecanisme de lleves.

Tanmateix, hi va haver zones on entre el 40 i el 60 per cent dels camions funcionaven amb generadors de gas. Saps per què? Després de tot, a l'URSS només hi havia dos camps petroliers principals: a Bakú i Grozny. I com es va lliurar el combustible des d'allà a algun lloc de Sibèria, és difícil fins i tot imaginar.

Però els cotxes que generen gas, sigui el que es digui, es van crear a partir dels de gasolina. És possible construir una màquina dissenyada com una locomotora de vapor: llenceu combustible al forn i la pressió del vapor a la caldera fa girar les rodes?

Immediatament després del final de la Gran Guerra Patriòtica, l'Institut Científic de l'Automòbil (NAMI) va rebre la tasca de crear un cotxe de vapor per a les empreses de la indústria de la fusta. Als països capitalistes, aquests cotxes existeixen des de fa molt de temps. Per a NAMI (llavors anomenat NATI), el disseny dels cotxes de vapor no era una novetat. L'any 1939, sobre la base del xassís YAG-6, es va crear un cotxe de vapor, que se suposava que funcionava amb combustible líquid o antracita. El 1938, NAMI va adquirir per a la investigació "un camió bolquet de sis tones de l'empresa anglesa Sentinel amb una caldera de baixa pressió" (com s'anomenava als informes). El cotxe s'escalfava amb carbó de Donetsk seleccionat (per al qual es necessitava un bomber) i, malgrat el consum monstruós de carbó: 152 kg per 100 km de pista, l'operació va resultar rendible. Després de tot, un litre de gasolina costava 95 copecs i un quilogram de carbó, només quatre copecs.

Per tant, ja l'any següent, al xassís YAG-6, es va crear un cotxe de vapor (o copiat de l'anglès?), que se suposava que funcionava amb combustible líquid o antracita. Però no van tenir temps de construir-lo: en els últims anys de preguerra, el país no va tenir temps per a ferris exòtics…

Durant la guerra, pel que sembla, això es va recordar amb pena: no hi havia prou gasolina a l'URSS. Fins i tot es va traslladar una part força important de l'aparcament a plantes de generació de gas (que, per cert, també es van desenvolupar a NATI).

Després de la guerra, van recordar els cotxes de vapor. Només van decidir no utilitzar carbó com a combustible, sinó llenya; després de tot, el cotxe estava destinat a empreses de la indústria de la fusta (una mena de producció sense residus).

No obstant això, després de la Victòria, els dissenyadors de l'institut van rebre una tasca: crear un cotxe per a empreses de la indústria de la fusta que funcioni… Així és, sobre fusta. Producció sense residus! Sobretot tenint en compte que hi havia llenyataires més que suficients al país: els camps estaven plens de presos polítics i presos…

A diferència de les màquines generadores de gas, se suposava que el ferri no s'havia d'alimentar amb petites cales, sinó amb les anomenades llenya. La llenya és un tronc de mig metre amb un diàmetre de fins a 20 centímetres. Aproximadament aquests es van utilitzar en màquines de vapor estacionàries (locomotores), però ningú no ha ofegat mai els cotxes amb ells!

Al cotxe NAMI-012 es va utilitzar una unitat de caldera d'un disseny inusual. El conductor no va haver d'observar constantment el procés de combustió i subministrar llenya a la caixa de foc a mesura que es cremava. La llenya (trossos de 50 × 10 × 10 cm) dels búnquers, quan es cremaven, pel seu propi pes, va caure sobre la reixa. El procés de combustió es regulava canviant el subministrament d'aire sota la reixa mitjançant una màquina de pressió d'aire o per un conductor des de la cabina.

Un ompliment de búnquers amb fusta amb un contingut d'humitat de fins a un 35% era suficient per a un recorregut continu per l'autopista fins a 80-100 km. Fins i tot amb els modes de funcionament forçat de la caldera, la subcombustió química era només del 4-5%. El rendiment de la caldera seleccionat correctament quan es treballava amb fusta amb alta humitat (fins al 49%) va garantir el funcionament normal del cotxe. La capacitat de vapor de la caldera era de 600 kg de vapor per hora a 25 atm de pressió i sobreescalfament a 425 ° C. La superfície d'evaporació de la caldera era de 8 m², superfície de sobreescalfador - 6 m².

La col·locació reeixida de les superfícies de calefacció i la bona organització del procés de combustió van permetre un ús eficient del combustible. A càrregues mitjanes i forçades, la unitat de la caldera funcionava amb una eficiència de més del 70%. La temperatura dels gasos d'escapament en les mateixes condicions no superava els 250 ° C. El pes de la unitat de la caldera era de 1 210 kg, inclosos 102 kg d'aigua. Es va fixar al marc en tres punts sobre suports elàstics, la qual cosa excloïa la possibilitat de trencar-ne el marc quan el marc estava esbiaixat. La caldera freda s'havia d'encendre a la màxima pressió en 30-35 minuts, i el cotxe de vapor havia de començar a moure's a baixa velocitat quan la pressió del vapor arribava a 12-16 atm. El disseny del dispositiu de combustió va permetre, després d'una lleugera alteració, la seva transferència a un combustible tan baix en calories com la torba o el carbó marró.

NAMI-012 model 1949 en proves d'hivern. Em pregunto si la llenya carregada s'utilitza com a combustible, quants quilòmetres recorrerà?

Així, el 1948, es va construir un experimentat NAMI-012 sobre el xassís d'un YaAZ-200 de set tones (més tard MAZ-200). Les característiques d'un motor de vapor de tres cilindres eren força familiars: potència - 100 CV, revolucions - fins a 1250 per minut. I les dimensions i el pes van resultar ser fins i tot menors que els d'un motor dièsel amb caixa de canvis. És cert que aquesta economia va ser negada per una pesada (aproximadament una tona) "unitat de caldera".

Potser no té sentit parlar amb detall sobre el dispositiu de la màquina de vapor en si amb una massa d'equips tan exòtics com un "turbo bufador" o una "turbina de vapor arrugada". El temps d'aquestes unitats ha passat fa molt de temps…

El funcionament del vagó del ferri era senzill: al principi calia llençar un búnquer ple de llenya (una llenya - un tronc de mig metre amb un diàmetre de fins a 20 centímetres) i després escalfar el cotxe durant aproximadament mig hora - i després si la llenya no estava humida. Segurament, tota aquesta economia fumava i fumava sense pietat… Però el bomber no va ser requerit pel camí: la llenya, a mesura que es cremava, va caure sobre la reixa del forn "automàticament", pel seu propi pes.

Atès que el moment d'arrencada del ferri depèn de la pressió del sistema, quan es prem suaument l'accelerador, el ferri va arrencar sense problemes, com si tingués una caixa de canvis "automàtica".

La unitat de la caldera de tubs d'aigua amb contenidors de combustible estava "en forma de cadira" muntada al marc

Les proves de NAMI-012, realitzades l'any 1950, van mostrar bons resultats. Va resultar que el cotxe no és inferior en dinàmica, i fins i tot supera el dièsel YaAZ-200 en acceleració fins a 35 km / h. No és estrany que el motor NAMI-012 desenvolupi un parell de 240 kgf • m a baixes revolucions a 80-100 min.^-1, és a dir, 5 vegades més que el dièsel YaAZ-200. En operar el cotxe en tala, la reducció del cost del transport per unitat de càrrega va ser del 10% en comparació amb els camions amb motors de gasolina, i més del doble en comparació amb els generadors de gas. Als experimentats conductors de camions els va agradar el maneig més senzill de la màquina, que va resultar sorprenentment molt fiable en el seu funcionament.

La principal atenció que calia a l'hora de cuidar la màquina era controlar el nivell d'aigua a la caldera i regular-lo durant el temps.

Amb remolc, la capacitat de càrrega del tren de carretera amb el tractor NAMI-012 era de 12 tones, el pes en vorera del vehicle era de 8,3 tones La distribució favorable del pes equipat sobre els ponts (32: 68%) va contribuir a la bona transitabilitat. del vehicle en camins de terra sec. Amb un remolc totalment carregat i la seva pròpia plataforma lateral, el tren de carretera va assolir una velocitat de fins a 40 km/h, cosa que va ser bastant satisfactòria per als treballadors del transport en la tala. El consum de llenya en condicions reals va ser de 3 a 4 kg / km, el consum d'aigua - d'1 a 1,5 l / km. Creuer a la botiga amb càrrega completa (sense remolc) per l'autopista: per llenya 75-100 km, per aigua - 150-180 km. El temps necessari perquè el cotxe comencés a moure després d'una nit va ser de 23 a 40 minuts, depenent del contingut d'humitat de la fusta.

Dipòsit d'aigua amb una capacitat de 200 l - amb turbo bufador, separador d'oli i condensador

Lloc de treball del conductor

Així que la llenya es va carregar al búnquer

La funció de la palanca de canvi de marxes (la caixa mateixa, per descomptat, no existia aquí) la realitzava la palanca de l'interruptor per als talls del mecanisme de distribució de vapor: tres talls "en endavant" (25, 40 i 75% de l'ompliment del cilindre).) i un "enrere". Hi havia tres pedals a la cabina, com és habitual, però l'embragatge s'havia d'aprimar només per activar un canvi de velocitat.

El camió (la primera mostra anava a bord) transportava sis tones, però la velocitat màxima no era impressionant: l'informe diu que era… només 42,3 km/h. Al mateix temps, va necessitar de 350 a 450 kg (no és una errada) llenya durant cent quilòmetres del camí: un búnquer ple. Tota aquesta llenya s'havia de tallar, tallar, carregar, encendre la caldera… En temps de fred s'havia d'escórrer l'aigua (200 litres!) durant la nit perquè no es convertís en gel, i al matí s'havia d'escórrer. tornar-se a abocar.

Treball dur! Tanmateix, si aquestes màquines realment anessin a la indústria de la fusta, els condemnats treballarien per a elles…

Després del prototip, se'n van construir dos més (a finals de 1949 i mitjans de 1950): exteriorment es diferencien en cabines més arrodonides, una motllura cromada massiva amb un "bec" va desaparèixer de la part davantera. És curiós que ambdós exemplars s'hagin provat tant com a camions com com a transport de fusta: per això a la literatura històrica es poden trobar fotografies tant amb carrosseria plana com amb remolc de fusta.

Les proves es van fer en condicions properes al combat. Les gelades van arribar als 40 graus, es va abocar aigua des del llac més proper … Finalment, els cotxes fins i tot van fer una carrera per la ruta Moscou-Yaroslavl i tornada: en total, un d'ells va cobrir 16 mil quilòmetres, l'altre - 26 mil.

No obstant això, com s'apunta als articles d'aquella època, "en estat buit a causa del gran pes sobre l'eix davanter, el cotxe de vapor té una transitabilitat deteriorada". Pel que sembla, els cotxes simplement estaven atrapats a les carreteres forestals!

Per tant, l'any 1953 es va construir la quarta còpia: el transportador de fusta amb tracció total NAMI-018 (desenvolupat per N. Korotonoshko). La seva unitat era connectada gràcies al "razdatka" original: quan les rodes posteriors patinen, les davanteres van començar a "remar". Segons les fonts d'aquells anys, pel que fa a la capacitat de cross-country, NAMI-018 no era inferior al transportista de fusta dièsel més potent de l'època MAZ-501.

Camió de fusta NAMI-012

El cotxe tenia un disseny de caixa de transferència molt interessant, que sens dubte val la pena conèixer. Us presentem la seva secció longitudinal. El parell es va transmetre a l'eix motriu posterior a través de l'eix 1 i a l'eix davanter a través de l'eix 2, on es va instal·lar el mecanisme de tancament de l'eix posterior quan el cotxe funcionava sense que les rodes posteriors llisquessin. Aquest mecanisme consistia en dos embragatges de rodes lliures, un dels quals funcionava en avançar i l'altre cap enrere. En el primer cas, l'engranatge 3 es va connectar a l'anell exterior 4 de l'embragatge de la roda lliure i, en el segon, a l'anell exterior 5. El canvi en la direcció del moviment del tractor es va aconseguir invertint la màquina de vapor, com a resultat de la qual cosa la forquilla de commutació de l'anell exterior dels embragatges de la roda lliure es va connectar cinemàticament a la palanca de control de marxa enrere.

Caixa de transferència del tractor NAMI-018

Proves estatals NAMI-012 el 1951

Per garantir que les rodes davanteres estiguin sempre apagades en absència de lliscament, la relació de transmissió total de l'engranatge principal de l'eix davanter es fa un 4% més que la relació de transmissió de l'engranatge principal de l'eix posterior. Com a resultat, l'eix 2, en absència de lliscament de les rodes posteriors, va girar més ràpid que l'engranatge 3, i la roda lliure es va apagar. Quan les rodes posteriors van relliscar a causa d'una disminució de la velocitat d'avanç del tractor, l'engranatge 3 va girar més ràpid que l'eix 2, fet que va provocar la inclusió de les rodes davanteres. Amb el cessament del lliscament, les rodes davanteres es van convertir automàticament en no líders.

NAMI-018 a la versió final - 1953

També hi havia una opció per al combustible líquid (encara que només en paper): està representat en un dels dibuixos que van caure a les nostres mans. Com que ja no necessitava búnquers de fusta, la cabina es va dissenyar amb un disseny més espaiós de dues fileres.

Articles sobre màquines sorprenents i càlculs detallats del seu rendiment suposadament fantàstic es van publicar a revistes d'automòbils i informes de NAMI fins a finals dels anys cinquanta, principalment sota els noms dels desenvolupadors, Shebalin i Korotonoshko. I després es va fer el silenci.

En aquell moment, Stalin havia mort feia temps, els camps estaven buits, la festa va canviar de rumb… I els ferris simplement van resultar que no servien per a ningú.

A principis dels anys 50, es va reduir tota la feina als camions de vapor. El destí dels prototips NAMI-012 i NAMI-018, així com un gran nombre d'altres novetats domèstiques interessants, va tenir un trist destí: van morir sense convertir-se en exposicions de museus. El primer cotxe de vapor de llenya del món va ser l'últim cotxe d'aquest tipus, ja que ningú no ha fet mai una màquina semblant.

Ara ja no és possible establir les veritables raons del seu naixement, però hi ha una hipòtesi. És possible que els ferris havien de jugar el mateix paper en la defensa del país que les innombrables locomotores de vapor que hi havia al revestiment. Si realment comencés la guerra atòmica, l'únic combustible al territori del país seria la llenya. Aquí és on havien de ser útils els ferris! No útil.

I l'últim. A Anglaterra encara es conserven una dotzena de ferri Sentinel, el mateix model S.4 que NAMI va condemnar com a prototip per a cotxes. Les locomotores de vapor ben cuidades i polides participen en les concentracions de veterans, són cuides i estimades.

I on i quan es van tallar els únics ferris soviètics per a la ferralla: la història està en silenci…

La primera instància es va distingir per un "bec" cromat i un gran emblema

A propòsit…

És curiós veure com l'actitud cap als cotxes de vapor a la literatura científica i tècnica soviètica ha canviat al llarg dels anys. Obrim el Breu Diccionari Tècnic de 1934 (quan no es parlava de cap ferri a l'URSS!): “Els cotxes de vapor són molt rars. Els principals desavantatges són la necessitat d'un gran subministrament de combustible pesat, un engegament lent a causa de la calefacció prolongada …"

El 1959, els compiladors de la Petita Enciclopèdia Soviètica publiquen una fotografia de NAMI-012 i li canten elogis: "Els indicadors més favorables … La central de vapor es compara favorablement amb les altres …"

Però el Diccionari Politècnic de 1976 ho posa tot al seu lloc: “El cotxe de vapor no es va generalitzar per la seva complexitat constructiva”. I el punt!