Машины на базе парового двигателя

2. Первые паровые машины.
Первую попытка применения парового двигателя для передвижения была сделана французским военным инженером Никола-Жозефом Кюньо в 1769 году. Он продемонстрировал первое действующее самоходное транспортное средство, так называемую паровую телегу. Она имела всего три колеса, а двигатель располагался над передним колесом. Пар, создаваемый котлом в 5 атмосфер, подводился к двум цилиндрам с поршнями. Штоки поршней в свою очередь с помощью цепей вращали переднее колесо. Скорость этой паровой телеги достигала 5 км./ч.
Ричард Тревитик, английский инженер, получивший патент на «машину высокого давления», в 1802 году сконструировал первый паровой экипаж с двигателем, в котором цилиндры с поршнями располагались вертикально (рис.2). Переднее колесо служило рулём, а задние колёса крутились за счёт передаваемого движения поршня по средствам зубчатых колёс и кривошипно-шатунного механизма.
…

3. Первые пароходы
Изобретение парового двигателя дало толчок для конструирования паровых судов (пароходов). Первопроходцем в этом деле стал француз Жуфруа Д’Аббан, который в 1778 году построил первый рабочий пароход. В качестве движущей силы на нём использовался та самая атмосферная паровая машина Ньюкомена. «На судне длинной 20 м располагались наклонно цилиндры паровой машины, приводящие в движение бортовые гребные колёса. Практического применения судно не получило»5.
Следующим новатором стал американский часовщик Джон Фитч, который построил три паровых машин, последняя из которых отличалась наличием трёх вёсел, расположенных на корме и приводимых в движение паровой машиной через сложную кинематическую передачу. Скорость судна достигала около 15 км/ч. или 8 узлов. К сожалению, судно не получило широкого применения ввиду сложности конструкции и в связи с этим частых поломок.
А вот катер, построенный англичанином У. Саймингтоном в 1802 году, прошёл испытания более успешно.
…

4. Паровой двигатель
Паровая машина (паровой двигатель) – это тепловой двигатель внешнего сгорания, преобразующий энергию водяного пара в механическую работу возвратно-поступательного движения поршня, а затем во вращательное движение вала. В более широком смысле паровая машина – любой двигатель внешнего сгорания, который преобразовывает энергию пара в механическую работу.
Для привода паровой машины необходим паровой котёл.
Паровой котёл — это котёл, предназначенный для генерации насыщенного или перегретого пара. Может использовать энергию топлива, сжигаемого в своей топке, электрическую энергию (электрический паровой котёл) или утилизировать теплоту, выделяющуюся в других установках (котлы-утилизаторы).
…

4.1 Классификация паровых машин.
Паровые машины разделяются:
1) По способу действия пара на машины с расширением и без него, причем первые считаются наиболее экономичными
2) По используемому пару:
◦ низкого давления (до 12 кг/см²)
◦ среднего давления (до 60 кг/см²)
◦ высокого давления (свыше 60 кг/см²)
3) По числу оборотов вала:
◦ тихоходные (до 50 об/мин)
◦ быстроходные.
3) По давлению выпускаемого пара:
◦ конденсационные
◦ выхлопные
◦ теплофикационные с отбором пара на нагревательные цели или для паровых турбин
4) По расположению цилиндров:
◦ горизонтальные
◦ наклонные
◦ вертикальные
5) По числу цилиндров:
◦ одноцилиндровые
◦ многоцилиндровые
▪ сдвоенные, строенные и т. д.
…

4.2 Парораспределение
Парораспределение – это механизм, осуществляющий впуск и выпуск пара в паровой машине.
Как правило, в возвратно-поступательных паровых машинах пар изменяет направление движения в каждом такте рабочего цикла, поступая в цилиндр и выходя из него через один и тот же коллектор. Полный цикл двигателя занимает один полный оборот кривошипа и состоит из 4-х фаз.
Первая фаза – впуск. На этой фазе впускной клапан открывается, когда поршень находиться в верхней точке цилиндра, и свежая порция топлива и воздуха засасывается в цилиндр поршнем, опускающимся вниз и создающим расширение.
Вторая фаза – сжатие. На этой фазе, когда поршень достигает нижней точки, впускной клапан закрывается, а поршень начинает двигаться вверх и сжимает смесь. При этом выпускное окно цилиндра паровой машины перекрывается до того, как поршень доходит до своего крайнего положения, это позволяет оставить в цилиндре некоторое количество отработанного пара.
…

5.1 Применение паровых двигателей в автомобилях
В 1769 году французский изобретатель Николас Йозеф Куньо построил первый автомобиль с паровым двигателем. Тогда он назывался «паровой телегой». Это был самоходный трактор, приводимый в движение с помощью пара. Изобретение нашло удачное применение в сельском хозяйстве.
Первый патент на автомобиль в Соединённых Штатах получил Оливер Эванс в 1789 году. Эванс демонстрировал первую успешную самоходную машину, которая была не только первым автомобилем в США, но также и первой машиной-амфибией, так как была способна путешествовать на колёсах по земле и посредством лопастей на воде.
А уже в 1802 году английский конструктор Ричард Тревитик сделал паровой автомобиль, способный достигать скорости 10 км/ч., благодаря огромным ведущим колёсам, которые были хорошим подспорьем на плохих дорогах.
А в 1804 году английский механик и конструктор продемонстрировал первый полноценный паровой автомобиль, который был рассчитан на 8 пассажиров.
…