Уникален съветски парен автомобил

2024 Автор: Seth Attwood | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-16 15:58

Уникалният камион, за който ще стане дума, е роден през далечната 1949 г. Тогава все още имаше остри спомени от тежкото военно време, когато транспортните работници трябваше да изпълняват задачите си в тила и отпред с недостиг на течно гориво - бензин.

Газогенериращите превозни средства с тежки и капризни инсталации, които направиха възможно получаването на светещ газ за захранване на традиционни двигатели и работещи с дърва, помогнаха отчасти за решаването на проблема. Подобни машини се произвеждаха тогава в автомобилните заводи на Горки и Урал, те получиха известно разпространение в дърводобива на Сибир, но поради ниската мощност на двигателите се отличаваха с ниска ефективност. На дизайнерите стана ясно: газовият генератор изпълни своята историческа задача, беше необходим по-усъвършенстван алтернативен двигател и те си спомниха за парните инсталации, използвани в ограничени количества в чужбина на камиони през 20-те-40-те години, но консумирани като гориво, а не дърва за огрев, но въглища…

1949 година. Между Съветския съюз и Америка има „студена война“, която рискува да прерасне в истинска (само тази година СССР изпробва първата атомна бомба). И в института NAMI строят фериботни автомобили, работещи на дърво! Сега можете да видите уникалните чертежи на тези машини и отчети за техните тестове…

Можете ли да построите парна кола на дърва? Никой в света не е решавал такъв проблем. А специалистите от водещия отраслов изследователски институт за автомобили и автомобилни двигатели бяха предложени от NAMI да се заемат с нов, неизследван бизнес. За ръководител на проекта е назначен енергиен инженер Юрий Шебалин, а дизайнът се основава на 7-тонния камион YAZ-200, чието производство е усвоено от Ярославския автомобилен завод през 1947 г.

Товароносимостта на парната кола трябваше да бъде най-малко 6,0 тона с обща маса не повече от 14,5 тона, което включваше 350-400 кг дърва за огрев в бункери и 380 кг транспортирана вода в котела на парната машина. Максималната скорост беше осигурена за 40-45 км / ч, а консумацията на дърва за огрев, която имаше съдържание на влага до 47%, трябваше да бъде ограничена до 4-5 кг / км. Едно зареждане трябваше да стига за 80км. В случай на успешно завършване на работата по прототип с колело 4 × 2, беше предвидено да се разработи модификация с задвижване на всички колела, а след това и цяла серия парни камиони с различни цели и товароподемност за работа в райони, където доставката на дизелово гориво и бензин беше затруднена, а местното гориво беше дърва за огрев.

Пред нас са пожълтели от времето чертежи, изтрити по гънките. В долния десен ъгъл се показва: "Парен автомобил NAMI-012". По-долу е съкращението BPA - Bureau of Steam Vehicles. Три подписа: "проектант", "проверен", "одобрен". А датата е 18 октомври 1949 г.

Знаете ли какво е значимо този ден? Тогава пилотът Тютерев на реактивен изтребител МиГ-15 за първи път преодоля звуковата бариера!

Но обратно на земята. Още преди войната, през тридесетте години, NAMI (която тогава се наричаше NATI) активно развиваше газогенериращи инсталации: те направиха възможно получаването на газ за карбураторни двигатели от всичко, което можеше да гори. Въглища, торф, дървесни стърготини, дори брикети от пресована слама. Вярно е, че инсталациите бяха тежки и капризни, а мощността на двигателите след преминаване към "пасище" падна с почти една трета.

Sentinel S.4 от Англия послужи като прототип на фериботните автомобили NAMI (на борда му се вижда съветски номер)

Като се има предвид тромавостта на парната електроцентрала, Ю. Шебалин и неговият основен колега в тази работа Николай Коротоношко (по-късно главен дизайнер на NAMI за високопроходими камиони) приеха оформление на камиона с триместна кабина, разположена над предната част ос. Зад него имаше машинно отделение с парна електроцентрала, която включваше котелен агрегат. Зад машинното отделение е монтирана товарна платформа. Вертикален трицилиндров парен двигател, който развива 100 литра. С. на 900 мин^-1, беше поставен между лонжерона, а водотръбният котел, произведен заедно с резервоарите за гориво, беше монтиран на задната стена на машинното отделение.

Общ изглед на парната машина

Вдясно в машинното отделение конструкторите обособиха място за 200-литров резервоар за вода и кондензатор, зад който имаше спомагателна парна турбина на т. нар. "намачкана" пара, с аксиален вентилатор за издухване на кондензатор и вентилатор за горене. Имаше и електродвигател за въртене на вентилатора при запалване на котела. Както се вижда от изброените имена на агрегати и механизми, необичайни за ухото на автомобилистите, в камиона NAMI опитът от създаване на парни електроцентрали за компактни парни локомотиви от онова време беше широко използван.

Тридисков съединител

Цялото оборудване, изискващо надзор и поддръжка в експлоатация, беше разположено отляво по посока на машината. Достъпът до сервизните зони беше осигурен чрез врати и капаци на машинното отделение. Трансмисията на парния автомобил включваше тридисков съединител, двустепенна редукторна предавка, витлови валове и задна ос. В сравнение с YaAZ-200, предавателното отношение на моста беше намалено от 8, 22 на 5, 96. Дизайнерите незабавно предвидиха възможността за пренасочване на мощността към предната ос.

Скоростната кутия имаше директна и редукторна предавка с предавателно отношение 2, 22. Дизайнът на съединителя направи възможно включването на редуктор без пълно спиране на автомобила, което впоследствие имаше положителен ефект при тестване на модификацията на NAMI-012 - автомобил на всички колела NAMI-018, на офроуд.

Съединителят използва задвижвани и притискащи дискове YaAZ-200. В същото време притискащата пружина беше много мощна, от тракторен тип, което направи възможно предаването на въртящ момент до 240 kgf • m. Компетентният дизайн на задвижването на съединителя позволи да се намали усилието върху педалите до 10, 0 kgf.

Шофирането на парен автомобил, въпреки факта, че той беше идентичен по броя на лостовете и педалите на YaAZ-200, изискваше специално обучение от водача. На негово разположение бяха: волан, лост за превключване на прекъсванията на пароразпределителния механизъм (три прекъсвачи за движение напред, осигуряващи 25, 40 и 75% от мощността, и един реверсивен за движение на заден ход), лост за включване на по-ниска предавка, педал на съединителя, спирачка и дроселова клапа за управление, лостове на централната ръчна спирачка и ръчно управление на дроселната клапа.

Докато шофира по равен участък от пътя, водачът използваше главно лоста за изключване, понякога педала на съединителя и лоста за по-ниска предавка. Потеглянето, ускоряването и преодоляването на малки изкачвания се извършваше само чрез въздействие върху дроселната клапа и лоста за изключване. Не беше необходимо постоянно да се натиска педала на съединителя и скоростния лост, което улеснява работата на водача.

Под лявата ръка на водача в задната част на седалката бяха монтирани три клапана. Единият от тях беше байпас и служеше за регулиране на подаването на вода към котела от задвижваща захранваща помпа, а вторият и третият осигуряваха пускането на директно действаща парна захранваща помпа и спомагателна турбина на паркингите. Вдясно, между седалките, имаше лост за регулиране на подаването на въздух към горивната камера. Байпасният клапан и превключвателят се използват само ако автоматичното регулиране на нивото и налягането на водата не е успяло.

Двойнодействащата парна машина имаше три цилиндъра с размери 125 × 125 mm. Той включваше блок-картер, колянов вал, механизъм за свързване, блоков капак с клапани и механизъм за разпределение на пара, прикрепен към блока. В картера имаше разпределителен вал, който получаваше въртене от коляновия вал с помощта на две двойки спираловидни зъбни колела и вертикален задвижващ вал. Този вал имаше три групи гърбици, обслужващи отделни цилиндри. Смяната на прекъсване и реверсът се постигаха чрез аксиално движение на гърбичния механизъм.

Имаше обаче райони, в които 40 до 60 процента от камионите работеха на газови генератори. Знаеш ли защо? В крайна сметка тогава в СССР имаше само две основни нефтени находища - в Баку и Грозни. А как е доставено гориво от там някъде в Сибир е трудно дори да си представим.

Но автомобилите, генериращи газ, както и да се каже, са създадени на базата на бензинови. Възможно ли е да се построи машина, която е проектирана като парен локомотив: хвърляте гориво в пещта, а налягането на парата в котела върти колелата?

Веднага след края на Великата отечествена война Научният автомобилен институт (НАМИ) получи задачата да създаде парен автомобил за предприятията от дърводобивната промишленост. В капиталистическите страни такива автомобили съществуват отдавна. За NAMI (тогава наречена NATI) дизайнът на парни автомобили не беше новост. Още през 1939 г. на базата на шасито YAG-6 е създадена парен автомобил, който е трябвало да работи на течно гориво или антрацит. През 1938 г. NAMI придобива за изследване „шесттонен самосвал на английската компания Sentinel с котел с ниско налягане“(както се наричаше в докладите). Автомобилът беше отопляван с избрани донецки въглища (за които се изискваше пожарникар) и въпреки чудовищния разход на въглища - 152 кг на 100 км коловоз, операцията се оказа печеливша. В крайна сметка един литър бензин тогава струваше 95 копейки, а килограм въглища - само четири копейки.

Ето защо още на следващата година на шасито YAG-6 беше създадена парна кола (или копирана от английски?), Която трябваше да работи на течно гориво или антрацит. Но те нямаха време да го построят: през последните предвоенни години страната нямаше време за екзотични фериботни автомобили …

По време на войната, очевидно, това беше запомнено със съжаление - в СССР нямаше достатъчно бензин. Доста значителна част от паркинга дори беше прехвърлена на газогенераторни централи (които, между другото, също бяха разработени в NATI).

След войната се сетиха за парните коли. Само те решиха да използват не въглища като гориво, а дърва за огрев - в края на краищата колата беше предназначена за предприятията за дървен материал (вид производство без отпадъци).

Въпреки това, след Победата, дизайнерите на института получиха задача: да създадат автомобил за дърводобивни предприятия, който да работи … Точно така, на дърво. Производство без отпадъци! Особено като се има предвид, че в страната имаше повече от достатъчно дървосекачи: лагерите бяха пълни с политически затворници и затворници …

За разлика от машините за генериране на газ, фериботът трябваше да се зарежда не с малки клинове, а с така наречените дърва за огрев. Дървата за огрев са половин метър труп с диаметър до 20 сантиметра. Приблизително те са били използвани в стационарни парни двигатели (локомотиви), но никой никога не е удавял коли с тях!

На автомобила NAMI-012 е използван котелен агрегат с необичаен дизайн. Шофьорът не трябваше постоянно да наблюдава процеса на горене и да доставя дърва за огрев към горивната камера, тъй като тя изгаря. Дърва за огрев (късове с размери 50 × 10 × 10 см) от бункерите, тъй като те изгоряха, под собственото си тегло, се спускаха върху решетката. Процесът на горене се регулира чрез смяна на подаването на въздух под решетката от машина под налягане или от шофьор от кабината.

Едно пълнене на бункери с дърва с влага до 35% беше достатъчно за непрекъснато движение по магистралата до 80-100 км. Дори при принудителни режими на работа на котела, химическото недоизгаряне е само 4-5%. Правилно избраната производителност на котела при работа върху дърва с висока влажност (до 49%) гарантира нормалната работа на автомобила. Парният капацитет на котелния агрегат е 600 kg пара на час при налягане 25 атм и прегряване при 425 ° C. Изпарителната повърхност на котела е 8 m², повърхност на паропрегревателя - 6м².

Успешното разположение на нагревателните повърхности и добрата организация на горивния процес направи възможно ефективно използване на горивото. При средни и принудителни натоварвания котелният агрегат работи с ефективност над 70%. Температурата на отработените газове при същите условия не надвишава 250 ° C. Теглото на котела е 1 210 кг, включително 102 кг вода. Той беше фиксиран към рамката в три точки върху еластични опори, което изключваше възможността за счупване на рамката при изкривяване на рамката. Студеният котел трябваше да се запали до пълно налягане за 30-35 минути, а парната кола трябваше да започне да се движи с ниска скорост, когато налягането на парата достигне 12-16 атм. Конструкцията на горивното устройство позволява след лека промяна прехвърлянето му към такова нискокалорично гориво като торф или кафяви въглища.

NAMI-012 модел 1949 г. в зимни тестове. Чудя се ако натоварените дърва се използват за гориво, колко километра ще изминат?

И така, през 1948 г. е построен опитен NAMI-012 върху шасито на седемтонен YaAZ-200 (по-късно MAZ-200). Характеристиките на трицилиндров парен двигател бяха доста познати: мощност - 100 к.с., обороти - до 1250 в минута. А размерите и теглото се оказаха дори по-малко от тези на дизелов двигател със скоростна кутия. Вярно е, че тази икономика беше отменена от тежък (около тон) "котелен агрегат".

Може би няма смисъл да говорим подробно за устройството на самата парна машина с маса от такова екзотично оборудване като "турбо вентилатор" или "намачкана парна турбина". Времето на такива единици отдавна мина …

Работата на фериботния вагон беше проста - отначало беше необходимо да се хвърли пълен бункер с дърва за огрев (дърва за огрев - половин метър дънер с диаметър до 20 сантиметра) и след това да се загрее колата за около половин час - и след това, ако дървата за огрев не бяха влажни. Със сигурност цялата тази икономика пушеше и пушеше безмилостно … Но пожарникарят не беше необходим по пътя: дървата за огрев, докато горяха, падаха върху решетката на пещта „автоматично“, под собствената си тежест.

Тъй като началният момент на ферибота зависи от налягането в системата, при леко натискане на газта фериботът стартира плавно, сякаш с "автоматична" скоростна кутия.

Водотръбният котел с резервоари за гориво беше монтиран на рамката във формата на седло

Тестовете на NAMI-012, проведени през 1950 г., показват добри резултати. Оказа се, че колата не отстъпва по динамика и дори превъзхожда дизела YaAZ-200 по ускорение до 35 км / ч. Нищо чудно, че двигателят NAMI-012 развива въртящ момент от 240 kgf • m при ниски обороти при 80-100 min^-1, тоест 5 пъти повече от дизеловия YaAZ-200. При експлоатация на автомобила в дърводобив, намалението на разходите за транспорт на единица товар беше 10% в сравнение с камиони с бензинови двигатели и повече от два пъти в сравнение с газови генератори. Опитните шофьори на камиони харесаха по-лесното боравене с машината, която се оказа изненадващо много надеждна при работа.

Основното внимание, което се изискваше при грижата за машината, беше да се следи нивото на водата в котела и да се регулира през това време.

С ремарке товароподемността на пътния влак с влекач НАМИ-012 е 12 т. Собственото тегло на превозното средство е 8,3 т. Благоприятното разпределение на оборудваното тегло върху мостовете (32: 68%) допринася за добрата проходимост на превозното средство по сухи черни пътища. С напълно натоварено ремарке и собствена странична платформа, пътният влак достига скорост до 40 км/ч, което е доста задоволително за транспортните работници в дърводобива. Разходът на дърва за огрев в реални условия беше от 3 до 4 кг / км, консумацията на вода - от 1 до 1,5 л / км. Пътуване в магазин с пълно натоварване (без ремарке) по магистрала: с дърва за огрев 75-100 км, по вода - 150-180 км. Времето, необходимо на колата да започне да се движи след нощувка, беше от 23 до 40 минути, в зависимост от съдържанието на влага в дървесината.

Резервоар за вода с вместимост 200 л - с турбо вентилатор, маслен сепаратор и кондензатор

Работно място на водача

Така дървата за огрев бяха натоварени в бункера

Функцията на лоста за превключване на скоростите (самата кутия, разбира се, не съществуваше тук) се изпълняваше от превключвателния лост за прекъсванията на механизма за разпределение на пара: три прекъсвания "напред" (25, 40 и 75% от пълненето на цилиндъра) и един "назад". В кабината имаше три педала, както обикновено, но съединителят трябваше да се изстиска само за да се включи по-ниска предавка.

Камионът (първата проба беше на борда) транспортира шест тона, но максималната скорост не беше впечатляваща: в доклада се посочва, че е… само 42,3 км / ч. В същото време са били необходими от 350 до 450 кг (това не е печатна грешка) дърва за огрев за сто километра от пътя - пълен бункер. Всички тези дърва за огрев трябваше да се нарежат, накълцат, заредят, запалят котела … При студено време водата (200 литра!) трябваше да се източи за една нощ, за да не се превърне в лед, а на сутринта трябваше да да се излее отново.

Тежка работа! Ако обаче такива машини наистина отидат в дървообработващата промишленост, тогава осъдените ще работят за тях …

След прототипа бяха построени още два (в края на 1949 г. и средата на 1950 г.): външно те се различаваха в по-закръглени кабини, масивна хромирана корниза с "клюн" изчезна от предния край. Любопитно е, че и двата екземпляра са тествани и като камиони, и като превозвачи на дървесина: затова в историческата литература можете да намерите снимки на тях както с бордова каросерия, така и с ремарке за дървесина.

Тестовете се проведоха в условия, близки до бойни. Студовете достигнаха 40 градуса, вода се изля от най-близкото езеро … Накрая колите дори пробягаха по маршрута Москва-Ярославъл и обратно: като цяло едната измина 16 хиляди километра, другата - 26 хиляди.

Въпреки това, както се отбелязва в статиите от онова време, „в празно състояние поради голямото тегло на предната ос парната кола има влошена проходимост“. Очевидно колите просто са заседнали по горските пътища!

Поради това през 1953 г. е построен четвъртият екземпляр - дървовозът на всички колела NAMI-018 (разработен от Н. Коротоношко). Задвижването му беше плъгин благодарение на оригиналната "раздатка": когато задните колела се плъзгаха, предните започваха да "гребат". Според източниците от онези години, по отношение на проходимостта, NAMI-018 не отстъпваше на най-мощния дизелов дървовоз от онова време MAZ-501.

Дървовоз НАМИ-012

Автомобилът имаше много интересен дизайн на кутията, който определено си заслужава да се запознаете. Представяме надлъжния му разрез. Въртящият момент се предава към задната задвижваща ос през вал 1, а към предната - чрез вал 2, върху който е монтиран механизмът за затваряне на задната ос, когато автомобилът работи без подхлъзване на задните колела. Този механизъм се състоеше от два ролкови съединителя за свободен ход, единият от които работеше при движение напред, а другият - назад. В първия случай зъбно колело 3 беше свързано към външния пръстен 4 на съединителя за свободен ход, а във втория - към външния пръстен 5. Промяната в посоката на движение на трактора се постига чрез обръщане на парната машина, като в резултат на което превключващата вилка на външния пръстен на съединителите на свободния ход беше кинематично свързана с лоста за управление на заден ход.

Раздаточна кутия на трактора НАМИ-018

Държавни тестове NAMI-012 през 1951 г

За да се гарантира, че предните колела винаги са изключени при липса на подхлъзване, общото предавателно отношение на основната предавка на предната ос е направено с 4% повече от предавателното отношение на основната предавка на задната ос. В резултат на това вал 2, при липса на приплъзване на задните колела, се върти по-бързо от предавка 3 и свободният ход беше изключен. Когато задните колела се подхлъзнаха поради намаляване на скоростта на трактора напред, предавката 3 се въртеше по-бързо от вала 2, което доведе до включването на предните колела. С прекратяването на плъзгането предните колела автоматично станаха неводещи.

NAMI-018 в окончателната версия - 1953г

Имаше и опция за течно гориво (макар и само на хартия): то е изобразено на една от рисунките, които попаднаха в ръцете ни. Тъй като той вече не се нуждаеше от дървени бункери, кабината беше проектирана с по-просторна, двуредова конструкция.

Статии за невероятни машини и подробни изчисления на предполагаемата им фантастична производителност бяха публикувани в автомобилните списания и доклади от NAMI до края на петдесетте години - главно под имената на разработчиците Шебалин и Коротоношко. И тогава настъпи тишина.

По това време Сталин беше починал отдавна, лагерите бяха празни, партията промени курса … И фериботите просто се оказаха безполезни за никого.

В началото на 50-те години цялата работа по парните камиони беше съкратена. Съдбата на прототипите NAMI-012 и NAMI-018, както и на огромен брой други интересни вътрешни разработки, срещнаха тъжна съдба: те загинаха, без да станат музейни експонати. Първата в света парна кола на дърва беше последната по рода си кола, тъй като никой никога не е правил подобна машина.

Сега вече не е възможно да се установят истинските причини за тяхното раждане, но има едно предположение. Възможно е фериботните вагони да играят същата роля в отбраната на страната като безбройните парни локомотиви, които стояха на страничния коловоз. Ако атомната война наистина започне, единственото гориво на територията на страната ще бъде дървата за огрев. Тук фериботите трябваше да дойдат по-удобно! Безполезно.

И последното нещо. В Англия все още са запазени около дузина фериботни коли Sentinel - същият модел S.4, който NAMI осъди като прототип за автомобили. Добре поддържани и излъскани парни локомотиви участват в митингите на ветераните, за тях се грижат и ги ценят.

А къде и кога уникалните съветски фериботни коли са били изрязани за скрап - историята мълчи …

Първата инстанция се отличаваше с хромиран "клюн" и голяма емблема

Между другото…

Любопитно е да се види как се е променило отношението към парните автомобили в съветската научна и техническа литература през годините. Отваряме Краткия технически речник от 1934 г. (когато не се говори за фериботи в СССР!): „Парните автомобили са много рядкост. Основните недостатъци са необходимостта от голямо количество тежко гориво, бавно стартиране поради продължително нагряване …"

През 1959 г. съставителите на Малката съветска енциклопедия публикуват снимка на NAMI-012 и му пеят хвалебствия: "Най-благоприятните показатели … Парната електроцентрала се сравнява благоприятно с другите …"

Но Политехническият речник от 1976 г. поставя всичко на мястото си: „Парната кола не е получила широко разпространение поради своята конструктивна сложност“. И точката!