Паровые поршневые двигатели: а оно того стоит?

Эффективны ли паровые поршневые машины? Может быть зря от них отказались? Или это нефтяное лобби их уничтожило? А что, если оценить данные двигатели сегодняшним днём, когда новые технологии позволяют получить куда большую эффективность, чем в начале ХХ века…

Благодарности: хочу выразить огромную благодарность товарищу Henren’у, за творческий пинок к написанию данной статьи. Именно его коммент о том, что паровой автомобиль мог проехать на одной заправке 2400 км (на самом деле нет) заставил меня очень плотно погрузиться в данную тему. Вторую благодарность выражаю блогеру Алексею, проекта «Заповедная магистраль» (ссылки ищите в гугле) — очень подробно описывает работу паровозов. Ну-с, поехали…!…

Начну с того, что по моему мнению послужило главным поводом отказа от паровозов. Простота. Казалось бы, при цене тонны угля (500-800 рублей), даже паровозы середины ХХ века могли быть дешевле в «эксплуатации на круг» как тепловозов, так и электровозов. Но, как всегда много разных но.

Вокруг паровоза есть целый ряд мифов: паровоз достаточно прост конструктивно, его сильно проще обслуживать с точки зрения квалификации персонала. Ему не нужно сложных типов ГСМ, едет на всем, что горит (на самом деле нет), после ядерной войны их запустят на пути — и все будет тип-топ.

А вот и нет!

Первое, это требование воды. И я даже не про закипание и чистку от накипи — это прям мизер проблем. Но вот водяная инфраструктура, тут все сложнее. Типичный паровоз середины ХХ века может проехать на одной заправке водой около 100 км. Если действовать аккуратно, то и 150. Но это предел. Поэтому в паровозную эпоху каждые 50 км (прикинули дорогу Варшава — Владивосток?) должна стоять система обеспечения водой: большой пруд или скважина большой отдачи воды, насос (до 30х годов ХХ века чаще всего это паровая машина), рядом водонапорная башня с системой подогрева воды. Далее трубопроводная система до путей, которая не должна замерзать (или не замерзать, если это тёплая страна). И все это должны обслуживать люди круглосуточно.

Это не считая путейцев, обслуживающий персонал паровозов и прочего. К паровозам надо подвозить уголь (с нефтью проще, но адептов тёплого лампового угля обычно в интернетах больше, уголь же такой дешёвый). И кстати уголь не абы-какой, а нормальный (антрацит прожжёт колосниковую решётку, а бурые угли Московского угольного бассейна будут тащить гружёный товарный поезд ну очень долго.

Теперь за старт. В принципе, если зимой паровоз стоял в депо, то через два часа он таки сможет двигаться. Но реальное время растопки, ну чтоб 30 вагонов сдвинуть, часа четыре. На ютубе есть куча видео о растопке паровоза с нуля. Проверить все краны, затворы, механизмы, потом растопить, и опять проверять. Все смазать (нет, просто залить любимый 5W40 не выйдет), запустить турбогенератор и… И только потом можно ехать, хотя и не всегда.

Можно конечно попить паровоз сутками, или гонять его постоянно. То есть решать вопрос грамотной административной организацией, но это не отменяет всего выше написанного.

Ещё можно посмотреть взглядом XXI века: тосол, конденсация, теплоизоляция котла современными материалами, котёл высокого давления и все такое. И вроде бы супер: огромный пароаккумулятор позволит сгладить неравномерность расхода энергии. Только вот нет таких паровозов. Есть несколько проектов (несколько на весь мир), но никто как-то не продвинулся. Хотя снять КПД в 35-40% вроде бы так заманчиво. Но нет. Даже нет адекватной системы смазки поршней. Как смазывали поршни дорогим маслом в воде с установкой дорогих фильтров в автомобилях Добла, так сильно дальше и не продвинулись. А значит тосолу отказать, ибо система закрытой не выходит. Ну или НИОКР сожрёт все прибыли, а потом все равно топи 4 часа, потому что какой-то раздолбай затушил котёл.

А на обслуженном тепловозе и электровозе как: залез, ключ на старт, через 10 минут можно трогаться. На газотурбовозе чуть побольше, но на магистрали вобще все окупиться. Реальность в России конечно несколько хуже: тепловоз весь гадит водой из системы охлаждения, поэтому тосол в него не заливают — вытечет (тот, который не украдут), так что заливают воду, держат в теплом депо или топят зимой сутками главную дизельную установку. Но это уже вопрос не к выгодности тепловоз/паровоз, а к тем, кто их обслуживает. Но даже так, из тёплого депо тепловоз способен тянуть 100 вагонов через 10 минут после старта.

Что касается послеядерной жизни, то в середине 80-ых годов ХХ века МинОбороны СССР провело учения на той самой Заповедной магистрали в Тверской области, по развёртыванию паровозных систем. После чего все паровозы были загнаны на базы хранения, где догнивают до сих пор. Просто стало ясно, что в условиях войны найти тонны соляры к огромному парку тепловозов куда проще, чем найти хотя бы 100 бригад управления паровозами. Вы же за управление паровозом водителя-кнопкодава не посадите, там нужен ответственный человек, который понимает, какой вентиль для чего. Ну а разрабатывать современные паровозы, где все автоматизировано — это ещё не известно, окупится ли. Газотурбовозы все равно на магистрали выгоднее, а маневрово — можно и дизель погонять или спустить НИОКР на малый газотурбовоз с АКБ.

С электровозами кстати тоже не все однозначно. Стоимость поддержания инфраструктуры окупается только в мегаполисах и на загруженных магистралях. На сегодня, мне кажется, электрифицировать БАМ смысла вобще нет, да и спешная электрификация Транссиба, которую сделали еще в 2002 году, мне кажется избыточной (но утверждать не буду, цифр у меня нет).

Вот так и выходит с паровозами. Красиво, но не нужно. Больно сложно и неудобно. И не КПД тому виной. Сейчас есть несколько туристических маршрутов с паровозами — и этого достаточно. Уметь сделать паровоз 50-ых годов ХХ века конечно надо, это не так уж и сложно, особенно если документацию не терять. Но вводить паровую тягу — безумие. И виной тому совсем не КПД паровоза. Учитывая цену угля, оно очень даже приемлемо. Но трудозатраты не окупятся никогда.

Теперь немного за «Великолепного Добла», то есть автомобили, автобусы, грузовики и прочее. Чудный паровой грузовик НАМИ мы тут уже разбирали. В общем-то лучше бы взяли оригинал из Англии, он хоть проработан. Недавно всплыл паровой трактор ПТ-54, а ещё был кран ПК-6 с паровой установкой. В отличии от автомобилей, кран и трактор в общем-то годные механизмы при возможности центрального администрирования и работы в составе предприятия 24 часа в сутки, но это предел. Даже дешёвые трактора с калильным двигателем ушли в прошлое, дизель оказался тупо удобнее.

С авто вообще беда. Ладно, автобусы и грузовики ещё как-то можно администрировать централизовано (хотя на ЖД паровозы это не спасло, да и автобус на метане даст фору любому паровичку). Но как администрировать личные автомобили? Вы вообще представляете себе котёл парового автомобиля?

Возьмём самое совершенство: Doble Model E, у которого нужное давление пара появлялось через полторы минуты (нет, Henren, через 90 секунд, а не 30!) после поворачивания ключа зажигания. Так вот это давление было в 50 атмосфер. Вы готовы доверить каждому раздолбаю такой автомобиль? Вот не обслужили котёл — и он взорвался. ВЫ точно этого хотите? Или вы хотите паровозные 12-14 атмосфер? Ну они тоже могут быть опасны, и мы же хотим хорошего КПД. Спасибо, я лучше на другом глобусе на бензине.

Или вот ещё, у автомобилей Добла был просто таки прорывной двигатель, он позволял вычищать масло из воды, после использования пара в поршнях (в пар добавляют масло для смазки). Автомобили Стенли просто были куском недоразумения со своими 150 км хода на одной заправке водой. А тут 2400 км! Но все равно, это вода. Никакого тосола, потому что воду приходилось менять или доливать чистую. Вы все время таскаете с собой 90 литров воды-баласта. Вес двух подростков. И это опять же надо обслуживать, и обслуживать часто. А у нас наши чОткие поцанчики даже масло раз в 15К не способны. Катают зубилу до клина движка, потом удивляются.

Но самое ржачное, что не очень-то афишируется расход керосина, на котором ездил Doble Model E: 30 литров на 100 км (Henren этих данных даже не указал, да и знал ли?). Хотите проехать из МСК в СПб без заправок — тащите с собой 210 литров керосина стоимостью 7500 рублей. Или дважды заливайте по 105 литров за ту же цену. В это время Калина поедет за одном 50 литровом баке за 2500 рублей.

Не, затратив дофига денег на НИОКР, мы конечно сделаем паровой автомобиль с расходом Калины, а может и Фиеста EcoBoost 1.0 — Но стоить он будет как Tesla, обслуживаться каждую 1000 на сертифицированном СТО, а для его управления придётся сдать экзамен на управление транспортом повышенной опасности.

А обслуживание Калины будет в разы проще. Обслуживание раз в 10К километров простое (масло-фильтры) и раз в 50-70 чуть посложнее. При этом сел, завёл, прогрел, поехал. А на АКПП еще проще ехать. Без всех этих плясок с проверками клапана излишнего давления пара, заливанием воды (зимой в России, хотя Doble Model E не прижился и в куда более тёплых странах), мыслями о смазке паровой машины литолом вне цилиндров и смазкой поршней в воде. Машина должна ездить, а если она вместо этого требует обслуживания, то это уже хобби, это про другое. Мне вон тоже паровозы нравятся, красивые, брутальные. Но поезд в котором я еду по делам — лучше пусть тепловоз тянет или электровоз.

Вот такая она, судьба забытых паровых технологий, которые нам якобы запретили нефтяники. Просто иногда, восхищаясь чем-то из прошлого, нужно поднять всю информацию о технологии, чтобы понять, почему от технологии отказались.

Ещё раз выражаю благодарность Henren’у. Без его комента о том, что Doble Model E мог проехать на одной заправке 2400 км, этой статьи бы никогда бы не было. Спасибо! Без подколок. Я реально много узнал благодаря этому.

Материал: miha_ford_talks_ru
Настоящий материал самостоятельно опубликован в нашем сообществе пользователем miha_ford_talks_ru на основании действующей редакции Пользовательского Соглашения. Если вы считаете, что такая публикация нарушает ваши авторские и/или смежные права, вам необходимо сообщить об этом администрации сайта на EMAIL abuse@newru.org с указанием адреса (URL) страницы, содержащей спорный материал. Нарушение будет в кратчайшие сроки устранено, виновные наказаны.

You may also like...

82 Комментарий
старые
новые
Встроенные Обратные Связи
Все комментарии
Чтобы добавить комментарий, надо залогиниться.