Unik sovjetisk ångbil

2024 Författare: Seth Attwood | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-16 16:17

Den unika lastbilen, som kommer att diskuteras, föddes redan 1949. Då fanns fortfarande skarpa minnen från den hårda krigstiden, då transportarbetare fick utföra sina uppgifter bak och fram med brist på flytande bränsle - bensin.

Gasalstrande fordon med tunga och nyckfulla installationer, som gjorde det möjligt att få fram lysande gas för att driva traditionella motorer och eldade med ved, bidrog delvis till att lösa problemet. Liknande maskiner tillverkades då vid Gorky och Ural bilfabriker, de fick en viss distribution i avverkningen av Sibirien, men på grund av motorernas låga effekt kännetecknades de av låg effektivitet. Det blev tydligt för konstruktörerna: gasgeneratorn fyllde sin historiska uppgift, en mer avancerad alternativ motor behövdes, och de kom ihåg ånganläggningarna som användes i begränsade mängder utomlands på lastbilar på 20-40-talet, men som förbrukades som bränsle och inte ved., men kol…

1949 år. Det pågår ett "kallt krig" mellan Sovjetunionen och Amerika, som riskerar att eskalera till ett riktigt (just i år testade Sovjetunionen den första atombomben). Och på institutet NAMI bygger färjebilar som går på trä! Nu kan du se de unika ritningarna av dessa maskiner och rapporter om deras tester …

Kan du bygga en vedeldad ångbil? Ingen i världen har någonsin löst ett sådant problem. Och specialisterna från det ledande forskningsinstitutet för bil- och fordonsmotorer erbjöds av NAMI att ta sig an en ny, outforskad verksamhet. En energisk ingenjör Yuri Shebalin utsågs till projektledaren, och designen baserades på en 7-tons lastbil YAZ-200, vars produktion behärskades av Yaroslavl Automobile Plant 1947.

Ångvagnens bärförmåga måste vara minst 6,0 ton med en total massa på högst 14,5 ton, vilket inkluderade 350-400 kg ved i bunkrar och 380 kg transporterat vatten i ångmaskinens panna. Den maximala hastigheten angavs för 40-45 km/h, och förbrukningen av ved, som hade en fukthalt på upp till 47%, var tänkt att begränsas till 4-5 kg/km. En tankning var tänkt att räcka till 80 km. I händelse av ett framgångsrikt slutförande av arbetet med en prototyp med ett 4 × 2-hjulsarrangemang, var det tänkt att utveckla en fyrhjulsdriven modifiering, och sedan en hel serie ångbilar för olika ändamål och bärkapacitet för arbete i områden där leverans av dieselbränsle och bensin var svårt, och det lokala bränslet var ved, fanns tillgängligt i överflöd.

Före oss finns ritningar som har blivit gula sedan tiden och torkat vid vecken. I det nedre högra hörnet visas: "Steam car NAMI-012". Nedan finns förkortningen BPA - Bureau of Steam Vehicles. Tre signaturer: "designer", "kontrollerad", "godkänd". Och datumet är den 18 oktober 1949.

Vet du vad den här dagen är betydelsefull? Sedan tog piloten Tyuterev på ett jetjaktflygplan MiG-15 för första gången över ljudmuren!

Men tillbaka till jorden. Redan före kriget, på trettiotalet, utvecklade NAMI (som då kallades NATI) aktivt gasgenererande anläggningar: de gjorde det möjligt att få gas till förgasarmotorer från allt som kunde brinna. Kol, torv, flis, till och med briketter av pressad halm. Det är sant att installationerna var tunga och nyckfulla, och motorernas kraft efter byte till "bete" sjönk med nästan en tredjedel.

Sentinel S.4 från England fungerade som prototypen för NAMI-färjebilar (ett sovjetiskt nummer är synligt på dess tavla)

Med tanke på ångkraftverkets besvärlighet antog Yu. Shebalin och hans huvudkollega i detta arbete Nikolai Korotonoshko (senare chefsdesignern för NAMI för terränglastbilar) en layout för lastbilen med en tresitshytt placerad ovanför fronten axel. Bakom den fanns ett maskinrum med ett ångkraftverk, som innefattade ett pannaggregat. En lastplattform installerades bakom maskinrummet. En vertikal trecylindrig ångmaskin som utvecklar 100 liter. Med. vid 900 min^-1, placerades mellan rundorna, och vattenrörspannenheten, tillverkad i samband med bränslebehållaren, installerades på motorrummets bakre vägg.

Allmän bild av ångmaskinen

Till höger i maskinrummet tilldelade konstruktörerna en plats för en 200-liters vattentank och en kondensor, bakom vilken det fanns en extra ångturbin av den så kallade "krympade" ångan, med en axialfläkt för att blåsa av kondensor och en förbränningsfläkt. Det fanns även en elmotor för att rotera fläkten när pannan tändes. Som framgår av namnen på enheter och mekanismer som listas, ovanligt för bilisters öra, i NAMI-lastbilen, användes erfarenheten av att skapa ångkraftverk för dåtidens kompakta ånglok i stor utsträckning.

Treplåtskoppling

All utrustning som krävde övervakning och underhåll i drift var placerad till vänster i riktning mot maskinen. Tillgång till serviceområdena gavs av dörrar och luckor i maskinrummet. Överföringen av ångbilen inkluderade en treplattskoppling, tvåstegsreduktionsväxel, propelleraxlar och en bakaxel. Jämfört med YaAZ-200 reducerades brons utväxlingsförhållande från 8, 22 till 5, 96. Konstruktörerna gav omedelbart möjligheten att avleda kraften till framaxeln.

Växellådan hade en direkt- och en reduktionsväxel med ett utväxlingsförhållande på 2, 22. Kopplingens design gjorde det möjligt att lägga i en reduktionsväxel utan att bilen stannade helt, vilket sedan hade en positiv effekt vid testning av modifieringen av NAMI-012 - en fyrhjulsdriven bil NAMI-018, på terräng.

Kopplingen används driven och tryckskivor YaAZ-200. Samtidigt var tryckfjädern mycket kraftfull, av traktortyp, vilket gjorde det möjligt att överföra vridmoment upp till 240 kgf •m. En kompetent design av kopplingsdriften gjorde det möjligt att minska ansträngningen på pedalerna till 10, 0 kgf.

Att köra en ångbil, trots att den var identisk i antalet spakar och pedaler med YaAZ-200, krävde speciell utbildning av föraren. Till hans förfogande fanns: en ratt, en spak för att växla avstängningarna för ångfördelningsmekanismen (tre spärrar för att gå framåt, som ger 25, 40 och 75 % av kraften, och en vändbar för att flytta i backen), en spak för koppla in en nedväxling, kopplingspedal, broms- och gasreglageventil, spakar på den centrala parkeringsbromsen och manuell gasventilkontroll.

Vid körning på en plan vägsträcka använde föraren huvudsakligen den avstängda växelspaken, ibland kopplingspedalen och nedväxlingsspaken. Starta, accelerera och övervinna små klättringar utfördes endast genom att man aktiverade gasspjället och avstängningsspaken. Det var inte nödvändigt att ständigt använda kopplingspedalen och växelspaken, vilket underlättade förarens arbete.

Tre ventiler installerades under förarens vänstra hand på baksidan av sätet. En av dem var en bypass och tjänade till att reglera vattentillförseln till pannan med en drivmatningspump, och den andra och tredje gav uppstart av en direktverkande ångmatningspump och en hjälpturbin vid parkeringsplatser. Till höger, mellan sätena, fanns en spak för att justera lufttillförseln till eldstaden. Bypassventilen och växeln användes endast om den automatiska regleringen av vattennivån och trycket misslyckades.

Den dubbelverkande ångmaskinen hade tre cylindrar som mätte 125 × 125 mm. Den inkluderade ett blockvevhus, en vevaxel, en vevstångsmekanism, ett blocklock med ventiler och en ångfördelningsmekanism fäst vid blocket. I vevhuset fanns en kamaxel, som fick rotation från vevaxeln med hjälp av två par spiralformade kugghjul och en vertikal drivaxel. Denna axel hade tre grupper av kammar som betjänade individuella cylindrar. Cutoff-ändring och reversering uppnåddes genom axiell rörelse av kammekanismen.

Det fanns dock områden där 40 till 60 procent av lastbilarna körde på gasgeneratorer. Vet du varför? När allt kommer omkring fanns det i Sovjetunionen bara två huvudsakliga oljefält - i Baku och Grozny. Och hur bränsle levererades därifrån till någonstans i Sibirien är det svårt att ens föreställa sig.

Men gasalstrande bilar, vad man än kan säga, skapades på basis av bensinbilar. Är det möjligt att bygga en maskin som är designad som ett ånglok: man kastar bränsle i ugnen och ångtrycket i pannan vänder på hjulen?

Omedelbart efter slutet av det stora fosterländska kriget fick Scientific Automotive Institute (NAMI) uppdraget att skapa en ångbil för träindustriföretagen. I kapitalistiska länder har sådana bilar funnits länge. För NAMI (som då hette NATI) var designen av ångbilar ingen nyhet. Redan 1939, på grundval av YAG-6-chassit, skapades en ångbil, som var tänkt att köras på flytande bränsle eller antracit. 1938 förvärvade NAMI för forskning "en sextons dumper från det engelska företaget Sentinel med en lågtryckspanna" (som det hette i rapporterna). Bilen värmdes upp med utvalt Donetsk-kol (för vilket en brandman krävdes), och trots den monstruösa förbrukningen av kol - 152 kg per 100 km spår, visade sig operationen vara lönsam. När allt kommer omkring kostade en liter bensin då 95 kopek och ett kilo kol - bara fyra kopek.

Så tidigt som nästa år, på YAG-6-chassit, skapades en ångbil (eller kopierad från engelska?), som var tänkt att köras på flytande bränsle eller antracit. Men de hade inte tid att bygga det: under de senaste förkrigsåren hade landet inte tid för exotiska färjebilar …

Under kriget kom detta tydligen ihåg med ånger - det fanns inte tillräckligt med bensin i Sovjetunionen. En ganska betydande del av parkeringen överfördes till och med till gasproduktionsanläggningar (som för övrigt också utvecklades i NATI).

Efter kriget mindes de ångbilar. Bara de bestämde sig för att inte använda kol som bränsle, utan ved - trots allt var bilen avsedd för träindustriföretag (en sorts avfallsfri produktion).

Men efter segern fick institutets designers en uppgift: att skapa en bil för träindustriföretag som fungerar … Det stämmer, på trä. Avfallsfri produktion! Speciellt med tanke på att det fanns mer än tillräckligt med skogshuggare i landet: lägren var fulla av politiska fångar och fångar …

Till skillnad från gasalstrande maskiner var det meningen att färjan inte skulle drivas med små klossar, utan med så kallad ved. Ved är en halvmeters stock med en diameter på upp till 20 centimeter. Ungefär dessa användes i stationära ångmaskiner (lok), men ingen har någonsin drunknat bilar med dem!

En pannenhet av en ovanlig design användes på NAMI-012-bilen. Föraren behövde inte ständigt observera förbränningsprocessen och tillföra ved till eldstaden när den brinner ut. Ved (bitar som mäter 50 × 10 × 10 cm) från bunkrarna, när de brann ut, under sin egen tyngd, tappade de själva på gallret. Förbränningsprocessen reglerades genom att byta lufttillförsel under rosten med en lufttrycksmaskin eller av en förare från hytten.

En fyllning av bunkrar med trä med en fukthalt på upp till 35 % räckte för en kontinuerlig körning längs motorvägen upp till 80-100 km. Även med pannans forcerade driftlägen var den kemiska underbränningen endast 4-5% Korrekt vald pannprestanda vid arbete på ved med hög luftfuktighet (upp till 49%) garanterade bilens normala drift. Pannenhetens ångkapacitet var 600 kg ånga per timme vid 25 atm tryck och överhettning vid 425 ° C. Pannans förångningsyta var 8 m², överhettaryta - 6 m².

Den framgångsrika placeringen av värmeytorna och den goda organisationen av förbränningsprocessen gjorde det möjligt att effektivt använda bränslet. Vid medel- och forcerad belastning arbetade pannenheten med en verkningsgrad på mer än 70 %. Temperaturen på avgaserna under samma förhållanden översteg inte 250 ° C. Pannenhetens vikt var 1 210 kg, inklusive 102 kg vatten. Den var fäst vid ramen i tre punkter på elastiska stöd, vilket uteslöt möjligheten att gå sönder dess ram när ramen var sned. Kallpannan fick eldas upp till fullt tryck på 30-35 minuter och ångvagnen fick börja röra sig i låg hastighet när ångtrycket nådde 12-16 atm. Utformningen av förbränningsanordningen möjliggjorde, efter en liten förändring, dess överföring till ett så lågkaloribränsle som torv eller brunkol.

NAMI-012 modell 1949 i vintertester. Jag undrar om det lastade virket används till bränsle, hur många kilometer ska det gå?

Så 1948 byggdes en erfaren NAMI-012 på chassit av en sju ton YaAZ-200 (senare MAZ-200). Egenskaperna hos en trecylindrig ångmotor var ganska bekanta: effekt - 100 hk, varv - upp till 1250 per minut. Och måtten och vikten visade sig vara ännu mindre än för en dieselmotor med växellåda. Det är sant att denna ekonomi förnekades av en tung (ungefär ett ton) "pannaenhet".

Kanske är det meningslöst att prata i detalj om själva ångmaskinens anordning med en massa av sådan exotisk utrustning som en "turboblåsare" eller "skrynklad ångturbin". Tiden för sådana enheter har passerat för länge sedan …

Manövreringen av färjevagnen var enkel - först var det nödvändigt att kasta in en hel bunker med ved (en ved - en halvmeters stock med en diameter på upp till 20 centimeter), och sedan värma bilen i ungefär en halv timme - och sedan om veden inte var fuktig. Säkerligen rök och rök all denna ekonomi skoningslöst … Men brandmannen behövdes inte på vägen: veden, när den brann, föll på ugnens galler "automatiskt", under sin egen vikt.

Eftersom startmomentet för färjevagnen beror på trycket i systemet, när gaspedalen trycks ned försiktigt, startade färjevagnen smidigt, som med en "automatisk" växellåda.

Vattenrörspannenheten med bränslebehållare var "sadelformad" monterad på ramen

Tester av NAMI-012, utförda 1950, visade goda resultat. Det visade sig att bilen inte är sämre i dynamik och till och med överträffar dieseln YaAZ-200 i acceleration till 35 km / h. Inte konstigt att NAMI-012-motorn utvecklade ett vridmoment på 240 kgf • m vid låga varv vid 80-100 min.^-1, det vill säga 5 gånger mer än diesel YaAZ-200. När man körde bilen i skogsavverkning var minskningen av transportkostnaden per lastenhet 10 % jämfört med lastbilar med bensinmotorer och mer än två gånger jämfört med gasgeneratorer. De erfarna lastbilschaufförerna gillade den enklare hanteringen av maskinen, som visade sig vara förvånansvärt mycket driftsäker.

Den huvudsakliga uppmärksamhet som krävdes vid skötsel av maskinen var att övervaka vattennivån i pannan och reglera den under tiden.

Med släpvagn var lastbilståget med traktorn NAMI-012 12 ton. Fordonets tjänstevikt var 8,3 ton. Den gynnsamma fördelningen av den utrustade vikten över broarna (32: 68%) bidrog till den goda framkomligheten av fordonet på torra grusvägar. Med fullastad släpvagn och egen sidoplattform nådde vägtåget en hastighet på upp till 40 km/h, vilket var ganska tillfredsställande för transportarbetare i avverkning. Förbrukningen av ved i verkliga förhållanden var från 3 till 4 kg / km, vattenförbrukning - från 1 till 1,5 l / km. Cruising i butik med full last (utan släp) på motorvägen: vid ved 75-100 km, vid vatten - 150-180 km. Tiden som togs för att bilen skulle börja röra sig efter en övernattning var från 23 till 40 minuter, beroende på fukthalten i veden.

Vattentank med en kapacitet på 200 l - med turbofläkt, oljeavskiljare och kondensor

Förarens arbetsplats

Så veden lastades i bunkern

Växelspakens funktion (lådan själv fanns naturligtvis inte här) utfördes av omkopplarspaken för avskärningarna av ångdistributionsmekanismen: tre avskärningar "framåt" (25, 40 och 75% av cylinderfyllningen) och en "bakåt" tillhandahölls. Det fanns tre pedaler i hytten, som vanligt, men kopplingen var tvungen att pressas ut bara för att koppla in en nedväxling.

Lastbilen (det första provet fanns ombord) transporterade sex ton, men maxhastigheten var inte imponerande: rapporten säger att den var … bara 42,3 km/h. Samtidigt tog det från 350 till 450 kg (det här är inget stavfel) ved för hundra kilometer av vägen - en full bunker. All denna ved måste kapas, huggas, laddas, eldas upp i pannan … Vid kallt väder fick vatten (200 liter!) tömmas över natten för att det inte skulle bli till is, och på morgonen måste det hällas igen.

Hårt arbete! Men om sådana maskiner verkligen gick till träindustrin, skulle fångar arbeta för dem …

Efter prototypen byggdes ytterligare två (i slutet av 1949 och mitten av 1950): utåt skilde de sig åt i mer rundade hytter, en massiv kromformning med en "näbb" försvann från framsidan. Det är märkligt att båda exemplaren testades både som lastbil och som timmerbilar: det är därför man i den historiska litteraturen kan hitta fotografier av dem både med flakkaross och med timmervagn.

Testerna ägde rum under förhållanden nära strid. Frost nådde 40 grader, vatten hälldes från närmaste sjö … Slutligen körde bilarna till och med längs rutten Moskva-Jaroslavl och tillbaka: allt som allt täckte en av dem 16 tusen kilometer, den andra - 26 tusen.

Men, som noterats i den tidens artiklar, "i tomt tillstånd på grund av den stora vikten på framaxeln har ångbilen en försämrad framkomlighet." Tydligen satt bilar helt enkelt fast på skogsvägar!

Därför byggdes den fjärde kopian 1953 - den fyrhjulsdrivna timmerbäraren NAMI-018 (utvecklad av N. Korotonoshko). Dess drivning var plug-in tack vare den ursprungliga "razdatka": när bakhjulen sladdade började de främre "ro". Enligt källorna från dessa år, när det gäller längdåkningsförmåga, var NAMI-018 inte sämre än den kraftfullaste dieselvirkesbäraren på den tiden MAZ-501.

Timmerbil NAMI-012

Bilen hade en mycket intressant överföringsväska design, som definitivt är värd att lära känna. Vi presenterar dess längdsnitt. Vridmomentet överfördes till den bakre drivaxeln genom axeln 1 och till den främre - genom axeln 2, på vilken bakaxelns avstängningsmekanism var installerad när bilen körde utan att bakhjulen slirade. Denna mekanism bestod av två frihjulskopplingar, varav den ena fungerade när den gick framåt och den andra - bakåt. I det första fallet var växel 3 ansluten till den yttre ringen 4 på frihjulskopplingen, och i det andra - till den yttre ringen 5. Ändringen av traktorns rörelseriktning uppnåddes genom att vända ångmotorn, som en vilket resulterade i att kopplingsgaffeln på den yttre ringen på frihjulskopplingarna var kinematiskt kopplad till backreglaget.

Överföringsväska för NAMI-018 traktor

Statliga tester NAMI-012 1951

För att säkerställa att framhjulen alltid är avstängda i frånvaro av slirning görs den totala utväxlingen för framaxelns huvudväxel 4 % mer än utväxlingen för huvudväxeln på bakaxeln. Som ett resultat roterade axel 2, i frånvaro av glidning av bakhjulen, snabbare än växel 3, och frihjulet stängdes av. När bakhjulen halkade på grund av en minskning av traktorns framåthastighet, roterade växel 3 snabbare än axel 2, vilket ledde till att framhjulen inkluderades. När halkan upphörde blev framhjulen automatiskt icke-ledande.

NAMI-018 i den slutliga versionen - 1953

Det fanns också ett alternativ för flytande bränsle (om än bara på papper): det är avbildat i en av ritningarna som föll i våra händer. Eftersom han inte längre behövde träbunkrar designades hytten med en rymligare tvåradig design.

Artiklar om fantastiska maskiner och detaljerade beräkningar av deras förment fantastiska prestanda publicerades i biltidningar och rapporter av NAMI fram till slutet av femtiotalet - främst under namnen på utvecklarna, Shebalin och Korotonoshko. Och så blev det tyst.

Vid den tiden hade Stalin dött för länge sedan, lägren var tomma, sällskapet ändrade kurs … Och färjevagnarna visade sig helt enkelt inte vara till någon nytta för någon.

I början av 50-talet inskränktes allt arbete på ångbilar. Ödet för prototyperna NAMI-012 och NAMI-018, liksom ett stort antal andra intressanta inhemska utvecklingar, gick ett sorgligt öde till mötes: de dog utan att bli museiutställningar. Världens första vedeldade ångbil var den sista bilen i sitt slag, eftersom ingen någonsin har tillverkat en liknande maskin.

Nu är det inte längre möjligt att fastställa de verkliga orsakerna till deras födelse, men det finns ett antagande. Det är möjligt att färjevagnar skulle spela samma roll i landets försvar som de otaliga ånglok som stod på sidospår. Om atomkriget verkligen började skulle det enda bränslet på landets territorium vara ved. Det var här färjevagnarna fick komma väl till pass! Ej användbar.

Och det sista. I England finns fortfarande ett dussin Sentinel-färjebilar bevarade – samma S.4-modell som NAMI fördömde som en prototyp för bilar. Välvårdade och polerade ånglok deltar i veteranernas möten, de vårdas och omhuldas.

Och var och när de unika sovjetiska färjebilarna skars för metallskrot - historien är tyst …

Den första instansen kännetecknades av en krom "näbb" och ett stort emblem

Förresten…

Det är nyfiket att se hur attityden till ångbilar i den sovjetiska vetenskapliga och tekniska litteraturen har förändrats under åren. Vi öppnar Brief Technical Dictionary från 1934 (när det inte var tal om några färjebilar i Sovjetunionen!):”Ångbilar är mycket sällsynta. De största nackdelarna är behovet av ett stort utbud av tungt bränsle, långsam start på grund av långvarig uppvärmning …"

År 1959 publicerade kompilatorerna av Small Soviet Encyclopedia ett fotografi av NAMI-012 och lovsjunger honom: "De mest gynnsamma indikatorerna … Ångkraftverket jämför positivt med andra …"

Men Polytechnic Dictionary från 1976 sätter allt på sin plats: "Ångbilen blev inte utbredd på grund av dess konstruktiva komplexitet." Och poängen!