Coche de vapor soviético único

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Última modificación: 2023-12-16 16:02

El camión único, del que se hablará, nació en 1949. Luego todavía quedaban recuerdos agudos de la dura guerra, cuando los trabajadores del transporte tenían que realizar sus tareas en la parte trasera y en la parte delantera con escasez de combustible líquido: gasolina..

Los vehículos generadores de gas con instalaciones pesadas y caprichosas, que permitían obtener gas luminoso para accionar motores tradicionales y quemados con leña, ayudaron en parte a solucionar el problema. Entonces se produjeron máquinas similares en las plantas de automóviles de Gorky y Ural, ganaron cierta distribución en la tala de Siberia, pero debido a la baja potencia de los motores, se distinguieron por su baja eficiencia. Quedó claro para los diseñadores: el generador de gas cumplió con su tarea histórica, se necesitaba un motor alternativo más avanzado, y recordaron las plantas de vapor que se usaban en cantidades limitadas en el exterior en camiones en los años 20-40, pero que se consumían como combustible y no como leña., pero carbón …

1949 año. Hay una "guerra fría" entre la Unión Soviética y Estados Unidos, que corre el riesgo de convertirse en una verdadera (este año, la URSS probó la primera bomba atómica). ¡Y en el instituto NAMI están construyendo transbordadores que funcionan con madera! Ahora puede ver los dibujos únicos de estas máquinas y los informes sobre sus pruebas …

¿Puedes construir un carro de vapor de leña? Nadie en el mundo ha resuelto tal problema. Y NAMI ofreció a los especialistas de la rama líder en investigación de institutos de motores de automóviles y automóviles para emprender un negocio nuevo e inexplorado. Un enérgico ingeniero Yuri Shebalin fue designado como jefe del proyecto, y el diseño se basó en el camión de 7 toneladas YAZ-200, cuya producción fue dominada por la Planta de Automóviles de Yaroslavl en 1947.

La capacidad de carga del carro de vapor tenía que ser de al menos 6,0 toneladas con una masa total de no más de 14,5 toneladas, que incluían 350-400 kg de leña en búnkeres y 380 kg de agua transportada en la caldera de la máquina de vapor. Se proporcionó una velocidad máxima de 40-45 km / h, y se suponía que el consumo de leña, que tenía un contenido de humedad de hasta el 47%, se limitaría a 4-5 kg / km. Se suponía que un reabastecimiento de combustible será suficiente para 80 km. En caso de completar con éxito el trabajo en un prototipo con una disposición de ruedas 4 × 2, se previó desarrollar una modificación de tracción total, y luego una serie completa de camiones de vapor para diversos propósitos y capacidades de carga para trabajar en áreas donde el la entrega de combustible diesel y gasolina era difícil, y el combustible local era leña disponible en abundancia.

Ante nosotros hay planos que se han vuelto amarillos por el tiempo y se han limpiado los pliegues. En la esquina inferior derecha se muestra: "Coche de vapor NAMI-012". A continuación se muestra la abreviatura BPA - Bureau of Steam Vehicles. Tres firmas: "diseñador", "comprobado", "aprobado". Y la fecha es el 18 de octubre de 1949.

¿Sabes lo que es significativo este día? ¡Entonces el piloto Tyuterev en un caza a reacción MiG-15 superó por primera vez la barrera del sonido!

Pero volvamos a la tierra. Incluso antes de la guerra, en los años treinta, NAMI (que entonces se llamaba NATI) estaba desarrollando activamente plantas generadoras de gas: permitían obtener gas para los motores de carburador de todo lo que podía arder. Carbón, turba, virutas de madera, incluso briquetas de paja prensada. Es cierto que las instalaciones eran pesadas y caprichosas, y la potencia de los motores después de cambiar a "pasto" se redujo en casi un tercio.

Sentinel S.4 de Inglaterra sirvió como el prototipo de los vagones de ferry NAMI (un número soviético es visible en su tablero)

Teniendo en cuenta lo engorroso de la planta de energía de vapor, Yu. Shebalin y su principal colega en este trabajo, Nikolai Korotonoshko (más tarde el diseñador jefe de NAMI para camiones todo terreno) adoptaron un diseño para el camión con una cabina de tres asientos ubicada sobre la parte delantera. eje. Detrás había una sala de máquinas con una planta de energía de vapor, que incluía una unidad de caldera. Se instaló una plataforma de carga detrás de la sala de máquinas. Una máquina de vapor vertical de tres cilindros que desarrolla 100 litros. Con. a los 900 min^-1, se colocó entre los largueros, y la unidad de caldera de tubos de agua, fabricada junto con los contenedores de combustible, se instaló en la pared trasera de la sala de máquinas.

Vista general de la máquina de vapor

A la derecha, en la sala de máquinas, los diseñadores asignaron un lugar para un tanque de agua de 200 litros y un condensador, detrás del cual había una turbina de vapor auxiliar del llamado vapor "arrugado", con un ventilador axial para soplar el condensador y un ventilador de combustión. También había un motor eléctrico para hacer girar el ventilador cuando se encendía la caldera. Como puede verse en los nombres de las unidades y mecanismos enumerados, inusual para el oído de los automovilistas, en el camión NAMI, la experiencia de crear centrales de vapor para locomotoras de vapor compactas de esa época fue ampliamente utilizada.

Embrague de tres platos

Todo el equipo que requería supervisión y mantenimiento en funcionamiento estaba ubicado a la izquierda en dirección a la máquina. El acceso a las áreas de servicio se realizó mediante puertas y persianas de la sala de máquinas. La transmisión del carro de vapor incluía un embrague de tres placas, un engranaje de reducción de dos etapas, ejes de hélice y un eje trasero. En comparación con el YaAZ-200, la relación de transmisión del puente se redujo de 8, 22 a 5, 96. Los diseñadores previeron inmediatamente la posibilidad de desviar la potencia al eje delantero.

La caja de cambios tenía una marcha directa y una de reducción con una relación de transmisión de 2, 22. El diseño del embrague permitió acoplar una marcha de reducción sin una parada completa del automóvil, lo que posteriormente tuvo un efecto positivo al probar la modificación de NAMI-012: un automóvil con tracción en todas las ruedas NAMI-018, en el todoterreno.

El embrague utiliza discos impulsados y de presión YaAZ-200. Al mismo tiempo, el resorte de presión era muy potente, de tipo tractor, lo que permitía transmitir un par de hasta 240 kgf • m. Un diseño competente de la transmisión del embrague permitió reducir el esfuerzo en los pedales a 10, 0 kgf.

Conducir un automóvil de vapor, a pesar de que era idéntico en el número de palancas y pedales al YaAZ-200, requería un entrenamiento especial por parte del conductor. A su disposición estaban: un volante, una palanca para cambiar los cortes del mecanismo de distribución de vapor (tres cortes para avanzar, proporcionando el 25, 40 y 75% de la potencia, y uno reversible para retroceder), una palanca para activar un cambio descendente, pedal de embrague, válvula de control de freno y acelerador, palancas del freno de estacionamiento central y control manual de la válvula de aceleración.

Mientras conducía en un tramo llano de la carretera, el conductor usaba principalmente la palanca de cambios de corte, ocasionalmente el pedal del embrague y la palanca de cambios descendentes. La salida, la aceleración y la superación de pequeñas subidas se realizaba únicamente actuando sobre la válvula de mariposa y sobre la palanca de corte. No era necesario accionar constantemente el pedal del embrague y la palanca de cambios, lo que facilitaba el trabajo del conductor.

Se instalaron tres válvulas debajo de la mano izquierda del conductor en la parte trasera del asiento. Uno de ellos era un bypass y servía para regular el suministro de agua a la caldera mediante una bomba de alimentación de accionamiento, y el segundo y el tercero proporcionaban la puesta en marcha de una bomba de alimentación de vapor de acción directa y una turbina auxiliar en los estacionamientos. A la derecha, entre los asientos, había una palanca para ajustar el suministro de aire a la cámara de combustión. La válvula de derivación y la palanca de cambios se utilizaron solo si fallaba la regulación automática del nivel y la presión del agua.

La máquina de vapor de doble efecto tenía tres cilindros de 125 × 125 mm. Incluía un bloque de cárter, un cigüeñal, un mecanismo de biela, una tapa de bloque con válvulas y un mecanismo de distribución de vapor unido al bloque. En el cárter había un árbol de levas, que recibió la rotación del cigüeñal mediante dos pares de engranajes helicoidales y un eje de transmisión vertical. Este eje tenía tres grupos de levas que servían a cilindros individuales. El cambio de corte y la marcha atrás se lograron mediante el movimiento axial del mecanismo de leva.

Sin embargo, había áreas donde entre el 40 y el 60 por ciento de los camiones funcionaban con generadores de gas.¿Sabes por qué? Después de todo, en la URSS solo había dos campos petroleros principales: en Bakú y Grozny. Y cómo se entregó el combustible desde allí a algún lugar de Siberia, es difícil incluso de imaginar.

Pero los coches generadores de gas, digan lo que se diga, se crearon sobre la base de los de gasolina. ¿Es posible construir una máquina que esté diseñada como una locomotora de vapor: arrojas combustible al horno y la presión del vapor en la caldera hace girar las ruedas?

Inmediatamente después del final de la Gran Guerra Patriótica, el Instituto Científico Automotriz (NAMI) recibió la tarea de crear un automóvil de vapor para las empresas de la industria maderera. En los países capitalistas, estos coches existen desde hace mucho tiempo. Para NAMI (entonces llamado NATI), el diseño de vagones de vapor no era una novedad. En 1939, sobre la base del chasis YAG-6, se creó un automóvil de vapor, que se suponía que funcionaba con combustible líquido o antracita. En 1938, NAMI adquirió para su investigación "un camión volquete de seis toneladas de la empresa inglesa Sentinel con caldera de baja presión" (como se llamaba en los informes). El automóvil se calentó con carbón seleccionado de Donetsk (para lo cual se requería un bombero) y, a pesar del monstruoso consumo de carbón, 152 kg por 100 km de vía, la operación resultó ser rentable. Después de todo, un litro de gasolina costaba 95 kopeks y un kilogramo de carbón, solo cuatro kopeks.

Por lo tanto, ya al año siguiente, en el chasis YAG-6, se creó un automóvil de vapor (¿o copiado del inglés?), Que se suponía que funcionaba con combustible líquido o antracita. Pero no tuvieron tiempo para construirlo: en los últimos años anteriores a la guerra, el país no tuvo tiempo para ferries exóticos …

Durante la guerra, aparentemente, esto se recordó con pesar: no había suficiente gasolina en la URSS. Incluso una parte bastante significativa del aparcamiento se trasladó a plantas de generación de gas (que, por cierto, también se desarrollaron en NATI).

Después de la guerra, recordaron los vagones de vapor. Solo que decidieron usar no carbón como combustible, sino leña; después de todo, el automóvil estaba destinado a empresas de la industria maderera (una especie de producción sin residuos).

Sin embargo, después de la Victoria, a los diseñadores del instituto se les asignó una tarea: crear un automóvil para empresas de la industria maderera que funcione … Eso es, en madera. ¡Producción sin residuos! Sobre todo teniendo en cuenta que había más que suficientes leñadores en el país: los campos estaban llenos de presos políticos y presos …

A diferencia de las máquinas generadoras de gas, se suponía que el ferry no debía alimentarse con pequeños calzos, sino con las llamadas leñas. La leña es un tronco de medio metro con un diámetro de hasta 20 centímetros. Aproximadamente estos se usaron en máquinas de vapor estacionarias (locomotoras), ¡pero nadie ha ahogado automóviles con ellos!

Se utilizó una unidad de caldera de un diseño inusual en el automóvil NAMI-012. El conductor no tuvo que observar constantemente el proceso de combustión y suministrar leña a la cámara de combustión a medida que se quema. La leña (trozos de 50 × 10 × 10 cm) de los búnkeres, a medida que se quemaban, por su propio peso, caía sobre la parrilla ellos mismos. El proceso de combustión se reguló cambiando el suministro de aire debajo de la parrilla por una máquina de presión de aire o por un conductor desde la cabina.

Un llenado de búnkeres con madera con un contenido de humedad de hasta el 35% fue suficiente para un recorrido continuo por la carretera hasta 80-100 km. Incluso con los modos de funcionamiento forzados de la caldera, la subcombustión química era solo del 4-5%. El rendimiento de la caldera correctamente seleccionado cuando se trabaja en madera con alta humedad (hasta 49%) garantiza el funcionamiento normal del automóvil. La capacidad de vapor de la unidad de caldera era de 600 kg de vapor por hora a una presión de 25 atm y sobrecalentamiento a 425 ° C. La superficie de evaporación de la caldera era de 8 m², superficie del sobrecalentador - 6 m².

La correcta colocación de las superficies calefactoras y la buena organización del proceso de combustión hicieron posible un uso eficiente del combustible. A cargas medias y forzadas, la unidad de caldera funcionó con una eficiencia de más del 70%. La temperatura de los gases de escape en las mismas condiciones no superó los 250 ° C. El peso de la caldera era de 1 210 kg, incluidos 102 kg de agua. Se fijó al marco en tres puntos sobre soportes elásticos, lo que excluía la posibilidad de romper su marco cuando el marco estaba torcido. La caldera fría tuvo que encenderse a máxima presión en 30-35 minutos, y el carro de vapor tuvo que comenzar a moverse a baja velocidad cuando la presión de vapor alcanzó las 12-16 atm. El diseño del dispositivo de combustión permitió, después de una ligera alteración, su transferencia a un combustible tan bajo en calorías como la turba o el lignito.

NAMI-012 modelo 1949 en pruebas invernales. Me pregunto si la madera cargada se usa como combustible, ¿cuántos kilómetros recorrerá?

Entonces, en 1948, se construyó un NAMI-012 experimentado en el chasis de un YaAZ-200 de siete toneladas (más tarde MAZ-200). Las características de una máquina de vapor de tres cilindros eran bastante familiares: potencia - 100 hp, revoluciones - hasta 1250 por minuto. Y las dimensiones y el peso resultaron ser incluso menores que los de un motor diésel con caja de cambios. Es cierto que esta economía fue anulada por una pesada "unidad de caldera" (alrededor de una tonelada).

Quizás no tenga sentido hablar en detalle sobre el dispositivo de la máquina de vapor en sí con una masa de equipos tan exóticos como un "turboventilador" o una "turbina de vapor arrugada". El tiempo de tales unidades ha pasado hace mucho tiempo …

El funcionamiento del vagón del ferry fue simple: al principio fue necesario arrojar un búnker lleno de leña (leña, un tronco de medio metro con un diámetro de hasta 20 centímetros), y luego calentar el automóvil durante aproximadamente medio metro. hora - y luego si la leña no estaba húmeda. Seguramente toda esta economía fumaba y fumaba sin piedad … Pero el bombero no fue requerido en el camino: la leña, al arder, cayó sobre la rejilla del horno “automáticamente”, por su propio peso.

Dado que el momento de arranque del vagón depende de la presión del sistema, cuando se pisa suavemente el acelerador, el vagón arranca suavemente, como si tuviera una caja de cambios "automática".

La unidad de caldera de tubos de agua con depósitos de combustible tenía "forma de silla de montar" montada en el bastidor.

Las pruebas de NAMI-012, realizadas en 1950, arrojaron buenos resultados. Resultó que el automóvil no es inferior en dinámica, e incluso supera al diesel YaAZ-200 en aceleración a 35 km / h. No es de extrañar que el motor NAMI-012 desarrollara un par de 240 kgf • m a bajas revoluciones de 80 a 100 min.^-1, es decir, 5 veces más que el diesel YaAZ-200. Al operar el automóvil en la tala, la reducción en el costo de transporte por unidad de carga fue del 10% en comparación con los camiones con motor de gasolina, y más del doble en comparación con los generadores de gas. A los conductores de camiones experimentados les gustó el manejo más sencillo de la máquina, que resultó ser sorprendentemente muy fiable en su funcionamiento.

La principal atención que se requería en el cuidado de la máquina era monitorear el nivel del agua en la caldera y regularlo durante el tiempo.

Con remolque, la capacidad de carga del tren de carretera con el tractor NAMI-012 fue de 12 toneladas. El peso en vacío del vehículo fue de 8,3 toneladas. La distribución favorable del peso equipado sobre los puentes (32: 68%) contribuyó a la buena transitabilidad. del vehículo en caminos de tierra seca. Con un remolque completamente cargado y su propia plataforma lateral, el tren de carretera alcanzó una velocidad de hasta 40 km / h, lo que resultó bastante satisfactorio para los trabajadores del transporte en la tala. El consumo de leña en condiciones reales fue de 3 a 4 kg / km, el consumo de agua - de 1 a 1,5 l / km. Navegación en tienda con carga completa (sin remolque) en la carretera: por leña 75-100 km, por agua - 150-180 km. El tiempo requerido para que el automóvil comenzara a moverse después de una noche de estadía fue de 23 a 40 minutos, dependiendo del contenido de humedad de la madera.

Depósito de agua con una capacidad de 200 l - con turboventilador, separador de aceite y condensador

Lugar de trabajo del conductor

Entonces la leña fue cargada en el búnker.

La función de la palanca de cambio (la caja en sí, por supuesto, no existía aquí) la realizaba la palanca del interruptor para los cortes del mecanismo de distribución de vapor: tres cortes "hacia adelante" (25, 40 y 75% del llenado del cilindro) y uno "al revés". Había tres pedales en la cabina, como de costumbre, pero hubo que apretar el embrague solo para activar un cambio descendente.

El camión (la primera muestra estaba a bordo) transportaba seis toneladas, pero la velocidad máxima no fue impresionante: el informe afirma que era … solo 42,3 km / h. Al mismo tiempo, tomó de 350 a 450 kg (esto no es un error tipográfico) de leña durante cien kilómetros de camino: un búnker lleno. Toda esta leña había que cortarla, picarla, cargarla, encender la caldera … En tiempo frío, había que escurrir el agua (¡200 litros!) Durante la noche para que no se convirtiera en hielo, y por la mañana ser vertido de nuevo.

¡Trabajo duro! Sin embargo, si tales máquinas realmente fueran a la industria de la madera, entonces los convictos trabajarían para ellas …

Siguiendo el prototipo, se construyeron dos más (a finales de 1949 y mediados de 1950): exteriormente se diferenciaban en cabinas más redondeadas, una moldura de cromo macizo con un "pico" desaparecía de la parte delantera. Es curioso que ambos ejemplares hayan sido testados tanto como camiones como transportadores de madera: por eso en la literatura histórica se pueden encontrar fotografías de ellos tanto con carrocería de plataforma como con remolque de madera.

Las pruebas se realizaron en condiciones cercanas al combate. Las heladas alcanzaron los 40 grados, se vertió agua del lago más cercano … Finalmente, los autos incluso corrieron a lo largo de la ruta Moscú-Yaroslavl y regresaron: en total, uno de ellos cubrió 16 mil kilómetros, el otro - 26 mil.

Sin embargo, como se señala en los artículos de esa época, "en estado vacío debido al gran peso sobre el eje delantero, el vagón de vapor tiene una transitabilidad deteriorada". Aparentemente, ¡los autos simplemente estaban atascados en los caminos forestales!

Por lo tanto, en 1953, se construyó la cuarta copia: el portador de madera con tracción total NAMI-018 (desarrollado por N. Korotonoshko). Su propulsión era enchufable gracias al "razdatka" original: cuando las ruedas traseras patinaban, las delanteras comenzaban a "remar". Según las fuentes de esos años, en términos de capacidad de campo a través, NAMI-018 no era inferior al transportador de madera diesel más poderoso de ese momento MAZ-501.

Camión maderero NAMI-012

El coche tenía un diseño de caja de transferencia muy interesante, que definitivamente vale la pena conocer. Presentamos su sección longitudinal. El par se transmitió al eje de transmisión trasero a través del eje 1, y al eje delantero, a través del eje 2, en el que se instaló el mecanismo de cierre del eje trasero cuando el automóvil estaba funcionando sin que las ruedas traseras patinaran. Este mecanismo constaba de dos embragues de rueda libre de rodillos, uno de los cuales funcionaba al avanzar y el otro, hacia atrás. En el primer caso, el engranaje 3 se conectó al anillo exterior 4 del embrague de rueda libre, y en el segundo, al anillo exterior 5. El cambio en la dirección de movimiento del tractor se logró invirtiendo la máquina de vapor, como resultado de lo cual la horquilla de conmutación del anillo exterior de los embragues de rueda libre se conectó cinemáticamente a la palanca de control de marcha atrás.

Caja de transferencia del tractor NAMI-018

Pruebas estatales NAMI-012 en 1951

Para garantizar que las ruedas delanteras estén siempre apagadas en ausencia de deslizamiento, la relación de transmisión total del engranaje principal del eje delantero se hace un 4% más que la relación de transmisión del engranaje principal del eje trasero. Como resultado, el eje 2, en ausencia de deslizamiento de las ruedas traseras, giraba más rápido que el engranaje 3 y la rueda libre se apagaba. Cuando las ruedas traseras patinaron debido a una disminución en la velocidad de avance del tractor, el engranaje 3 giró más rápido que el eje 2, lo que llevó a la inclusión de las ruedas delanteras. Con el cese del deslizamiento, las ruedas delanteras automáticamente dejaron de conducir.

NAMI-018 en la versión final - 1953

También había una opción para el combustible líquido (aunque solo en papel): está representado en uno de los dibujos que cayó en nuestras manos. Como ya no necesitaba tolvas de madera, la cabina se diseñó con un diseño más espacioso de dos filas.

NAMI publicó artículos sobre máquinas asombrosas y cálculos detallados de su rendimiento supuestamente fantástico en revistas e informes automotrices hasta finales de los años cincuenta, principalmente bajo los nombres de los desarrolladores, Shebalin y Korotonoshko. Y luego se hizo el silencio.

Para entonces, Stalin había muerto hacía mucho tiempo, los campos estaban vacíos, el partido cambió de rumbo … Y los vagones del transbordador simplemente resultaron no ser útiles para nadie.

A principios de los años 50, se redujo todo el trabajo en camiones de vapor. El destino de los prototipos NAMI-012 y NAMI-018, así como una gran cantidad de otros desarrollos domésticos interesantes, encontraron un destino triste: murieron sin convertirse en exhibiciones de museo. El primer automóvil de vapor de leña del mundo fue el último automóvil de su tipo, ya que nadie había fabricado nunca una máquina similar.

Ahora ya no es posible establecer las verdaderas razones de su nacimiento, pero hay una suposición. Es posible que se suponía que los vagones de transbordador desempeñaran el mismo papel en la defensa del país que las innumerables locomotoras de vapor que estaban en el apartadero. Si realmente comenzara la guerra atómica, el único combustible en el territorio del país sería la leña. ¡Aquí es donde los vagones del ferry tenían que ser útiles! Inútil.

Y lo ultimo. En Inglaterra, todavía se conservan alrededor de una docena de vagones de ferry Sentinel, el mismo modelo S.4 que NAMI condenó como prototipo para automóviles. Las locomotoras de vapor bien cuidadas y pulidas participan en los mítines de los veteranos, son cuidadas y apreciadas.

Y dónde y cuándo se cortaron los únicos vagones de ferry soviéticos para la chatarra, la historia está en silencio …

La primera instancia se distinguió por un "pico" cromado y un gran emblema.

Por cierto…

Es curioso ver cómo la actitud hacia los coches de vapor en la literatura científica y técnica soviética ha cambiado a lo largo de los años. Abrimos el Diccionario Técnico Breve de 1934 (¡cuando no se hablaba de vagones de ferry en la URSS!): “Los vagones de vapor son muy raros. Las principales desventajas son la necesidad de un gran suministro de combustible pesado, arranque lento debido al calentamiento prolongado …"

En 1959, los compiladores de la Pequeña Enciclopedia Soviética publican una fotografía de NAMI-012 y le cantan alabanzas: "Los indicadores más favorables … La planta de energía de vapor se compara favorablemente con otras …"

Pero el Diccionario Politécnico de 1976 pone todo en su lugar: "El vagón de vapor no se generalizó debido a su complejidad constructiva". ¡Y el punto!