Carro a vapor soviético único

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Última modificação: 2023-12-16 16:14

O caminhão único, que será discutido, nasceu em 1949. Ainda havia memórias nítidas dos duros tempos de guerra, quando os trabalhadores do transporte tinham que realizar suas tarefas na parte traseira e na frente com a escassez de combustível líquido - gasolina.

Veículos geradores de gás com instalações pesadas e caprichosas, que permitiam a obtenção de gás luminoso para acionamento de motores tradicionais e movidos a lenha, ajudaram em parte a solucionar o problema. Máquinas semelhantes foram produzidas então nas fábricas de automóveis Gorky e Ural, ganharam alguma distribuição na exploração madeireira da Sibéria, mas devido à baixa potência dos motores, distinguiam-se pelo baixo rendimento. Ficou claro para os projetistas: o gerador a gás cumpria sua tarefa histórica, era necessário um motor alternativo mais avançado e eles se lembravam das usinas a vapor que eram usadas em quantidades limitadas no exterior em caminhões nas décadas de 20/40, mas consumidas como combustível e não como lenha, mas carvão …

Ano de 1949. Há uma "guerra fria" entre a União Soviética e a América, que corre o risco de se transformar em uma verdadeira (apenas neste ano a URSS testou a primeira bomba atômica). E no instituto o NAMI está construindo balsas rodando em madeira! Agora você pode ver os desenhos exclusivos dessas máquinas e os relatórios de seus testes …

Você pode construir um carro a vapor a lenha? Ninguém no mundo jamais resolveu esse problema. E os especialistas do principal ramo de pesquisa de automóveis e instituto de motores automotivos foram oferecidos pelo NAMI para assumir um negócio novo e inexplorado. Um engenheiro energético Yuri Shebalin foi nomeado chefe do projeto, e o projeto foi baseado no caminhão de 7 toneladas YAZ-200, cuja produção foi controlada pela Fábrica Automóvel de Yaroslavl em 1947.

A capacidade de carga do vagão a vapor deveria ser de pelo menos 6,0 toneladas com massa total não superior a 14,5 toneladas, que incluía 350-400 kg de lenha em bunkers e 380 kg de água transportada na caldeira da máquina a vapor. A velocidade máxima foi prevista para 40-45 km / heo consumo de lenha, que tinha um teor de umidade de até 47%, deveria ser limitado a 4-5 kg / km. ser suficiente para 80 km. Em caso de conclusão bem-sucedida do trabalho em um protótipo com um arranjo de rodas 4 × 2, previa-se desenvolver uma modificação de tração nas quatro rodas e, em seguida, toda uma série de caminhões a vapor para vários fins e capacidades de carga para trabalhar em áreas onde o o fornecimento de óleo diesel e gasolina era difícil, e o combustível local, lenha, estava disponível em abundância.

Diante de nós estão as plantas que ficaram amarelas com o tempo e apagadas nas dobras. No canto inferior direito é exibido: "Steam car NAMI-012". Abaixo está a abreviatura BPA - Bureau of Steam Vehicles. Três assinaturas: "designer", "verificado", "aprovado". E a data é 18 de outubro de 1949.

Você sabe o que este dia é significativo? Então, o piloto Tyuterev em um caça a jato MiG-15 pela primeira vez superou a barreira do som!

Mas de volta à terra. Ainda antes da guerra, nos anos 30, o NAMI (que então se chamava NATI) estava desenvolvendo ativamente usinas geradoras de gás: eles tornavam possível obter gás para motores de carburador de tudo que pudesse queimar. Carvão, turfa, aparas de madeira e até briquetes de palha prensada. É verdade que as instalações eram pesadas e caprichosas, e a potência dos motores após a troca para "pasto" caiu quase um terço.

O Sentinel S.4 da Inglaterra serviu como o protótipo dos carros de balsa NAMI (um número soviético é visível em sua placa)

Considerando a complexidade da usina a vapor, Yu. Shebalin e seu principal colega neste trabalho Nikolai Korotonoshko (posteriormente o projetista-chefe do NAMI para caminhões off-road) adotaram um layout para o caminhão com uma cabine de três lugares localizada acima da frente eixo. Atrás dela havia uma casa de máquinas com uma usina a vapor, que incluía uma unidade de caldeira. Uma plataforma de carga foi instalada atrás da sala de máquinas. Uma máquina a vapor vertical de três cilindros que desenvolve 100 litros. Com. a 900 min^-1, foi colocado entre as longarinas, e a unidade de caldeira de tubo de água, fabricada em conjunto com os reservatórios de combustível, foi instalada na parede traseira da casa de máquinas.

Vista geral da máquina a vapor

À direita na casa das máquinas, os projetistas alocaram um local para um tanque d'água de 200 litros e um condensador, atrás do qual havia uma turbina auxiliar a vapor do chamado vapor "amassado", com ventilador axial para soprar o condensador e um soprador de combustão. Havia também um motor elétrico para girar o soprador quando a caldeira era ligada. Como se pode verificar pelos nomes das unidades e mecanismos listados, inusitados para o ouvido dos motoristas, no caminhão da NAMI a experiência de criação de usinas a vapor para locomotivas compactas a vapor da época era amplamente utilizada.

Embreagem de três placas

Todos os equipamentos que requerem supervisão e manutenção em operação estavam localizados à esquerda na direção da máquina. O acesso às áreas de serviço era feito por portas e venezianas da casa das máquinas. A transmissão do vagão a vapor incluía uma embreagem de três discos, engrenagem de redução de dois estágios, eixos de hélice e um eixo traseiro. Em comparação com o YaAZ-200, a relação de transmissão da ponte foi reduzida de 8, 22 para 5, 96. Os projetistas imediatamente previram a possibilidade de desviar a energia para o eixo dianteiro.

A caixa de câmbio tinha uma engrenagem direta e uma de redução com uma relação de 2, 22. O desenho da embreagem possibilitou engatar uma engrenagem de redução sem uma parada completa do carro, que posteriormente teve um efeito positivo no teste de modificação do NAMI-012 - um carro com tração nas quatro rodas NAMI-018, no off-road.

A embreagem usou discos de pressão e acionados YaAZ-200. Ao mesmo tempo, a mola de pressão era muito potente, do tipo trator, o que permitia transmitir torque de até 240 kgf • m. Um projeto competente do acionamento da embreagem permitiu reduzir o esforço nos pedais para 10,0 kgf.

Dirigir um carro a vapor, apesar de ser idêntico em número de alavancas e pedais ao YaAZ-200, exigia treinamento especial do motorista. À sua disposição estavam: um volante, uma alavanca para comutação dos interruptores do mecanismo de distribuição de vapor (três interruptores para avançar, fornecendo 25, 40 e 75% da potência, e um reversível para mover para trás), uma alavanca para engatar uma redução de marcha, pedal da embreagem, válvula de controle do freio e do acelerador, alavancas do freio de estacionamento central e controle da válvula do acelerador manual.

Ao dirigir em um trecho plano da estrada, o motorista usou principalmente a alavanca de corte, ocasionalmente o pedal da embreagem e a alavanca de redução. A largada, aceleração e superação de pequenas subidas eram realizadas apenas atuando na válvula borboleta e na alavanca de corte. Não era necessário acionar constantemente o pedal da embreagem e a alavanca do câmbio, o que facilitava o trabalho do motorista.

Três válvulas foram instaladas sob a mão esquerda do motorista na parte de trás do assento. Um deles era um bypass e servia para regular o abastecimento de água à caldeira por uma bomba de alimentação de acionamento, e o segundo e o terceiro proporcionavam o acionamento de uma bomba de alimentação a vapor de ação direta e uma turbina auxiliar nos estacionamentos. À direita, entre os assentos, havia uma alavanca para ajustar o suprimento de ar da fornalha. A válvula de desvio e o shifter foram usados somente se a regulação automática do nível de água e pressão falhou.

A máquina a vapor de dupla ação tinha três cilindros medindo 125 × 125 mm. Ele incluía um cárter do bloco, um virabrequim, um mecanismo de biela, uma tampa do bloco com válvulas e um mecanismo de distribuição de vapor acoplado ao bloco. No cárter havia um eixo de comando de válvulas, que recebia rotação do virabrequim por meio de dois pares de engrenagens helicoidais e um eixo motriz vertical. Este eixo tinha três grupos de cames servindo a cilindros individuais. A mudança de corte e reversão foram alcançadas pelo movimento axial do mecanismo de came.

No entanto, havia áreas onde 40 a 60 por cento dos caminhões funcionavam com geradores de gás. Você sabe por quê? Afinal, na URSS havia apenas dois campos de petróleo principais - Baku e Grozny. E como o combustível foi entregue de lá para algum lugar na Sibéria, é difícil até mesmo imaginar.

Mas os carros que geram gás, digamos assim, foram criados com base nos carros a gasolina. É possível construir uma máquina projetada como uma locomotiva a vapor: você joga combustível na fornalha e a pressão do vapor na caldeira gira as rodas?

Imediatamente após o fim da Grande Guerra Patriótica, o Scientific Automotive Institute (NAMI) recebeu a tarefa de criar um carro a vapor para as empresas da indústria madeireira. Nos países capitalistas, esses carros já existem há muito tempo. Para a NAMI (então chamada de NATI), o design de vagões a vapor não era uma novidade. Em 1939, com base no chassi YAG-6, foi criado um vagão a vapor, que deveria funcionar com combustível líquido ou antracito. Em 1938, o NAMI adquiriu para pesquisas "um caminhão basculante de seis toneladas da empresa inglesa Sentinel com caldeira de baixa pressão" (como era chamado nos relatórios). O carro foi aquecido com carvão Donetsk selecionado (para o qual foi necessário um bombeiro) e, apesar do consumo monstruoso de carvão - 152 kg por 100 km de via, a operação acabou sendo lucrativa. Afinal, um litro de gasolina custava 95 copeques e um quilo de carvão - apenas quatro copeques.

Portanto, já no ano seguinte, no chassi YAG-6, foi criado um vagão a vapor (ou copiado do inglês?), Que deveria funcionar com combustível líquido ou antracito. Mas eles não tiveram tempo de construí-lo: nos últimos anos do pré-guerra, o país não tinha tempo para balsas exóticas …

Durante a guerra, aparentemente, isso foi lembrado com pesar - não havia gasolina suficiente na URSS. Uma parte bastante significativa do parque de estacionamento foi mesmo transferida para centrais geradoras de gás (que, aliás, também foram desenvolvidas no NATI).

Depois da guerra, eles se lembraram dos carros a vapor. Só que decidiram usar não carvão como combustível, mas lenha - afinal, o carro era destinado a empresas da indústria madeireira (uma espécie de produção sem resíduos).

Porém, depois da Vitória, os designers do instituto ficaram com uma tarefa: criar um carro para empresas madeireiras que funcione … Isso mesmo, em madeira. Produção sem resíduos! Principalmente considerando que havia lenhadores mais do que suficientes no país: os campos estavam cheios de presos políticos e presos …

Ao contrário das máquinas geradoras de gás, a balsa deveria ser abastecida não com pequenos calços, mas com as chamadas lenha. A lenha é um tronco de meio metro com um diâmetro de até 20 centímetros. Aproximadamente eles foram usados em motores estacionários a vapor (locomotivas), mas ninguém nunca afogou carros com eles!

Uma unidade de caldeira de design incomum foi usada no carro NAMI-012. O motorista não precisava observar constantemente o processo de combustão e fornecer lenha para a fornalha enquanto ela queimava. Lenha (pedaços medindo 50 × 10 × 10 cm) dos bunkers, conforme eles queimavam, sob seu próprio peso, caíam na grade eles próprios. O processo de combustão era regulado alterando o suprimento de ar sob a grade por uma máquina de pressão de ar ou por um motorista da cabine.

Um enchimento de bunkers com madeira com um teor de umidade de até 35% foi suficiente para um percurso contínuo ao longo da rodovia por até 80-100 km. Mesmo com os modos de operação forçada da caldeira, a subqueima química era de apenas 4-5%. O desempenho da caldeira corretamente selecionado ao trabalhar em madeira com alta umidade (até 49%) garantiu o funcionamento normal do carro. A capacidade de vapor da unidade de caldeira era de 600 kg de vapor por hora a 25 atm de pressão e superaquecimento a 425 ° C. A superfície de evaporação da caldeira foi de 8 m², superfície do superaquecedor - 6 m².

O bom posicionamento das superfícies de aquecimento e a boa organização do processo de combustão possibilitaram o uso eficiente do combustível. Em cargas médias e forçadas, a unidade de caldeira funcionou com uma eficiência de mais de 70%. A temperatura dos gases de exaustão nas mesmas condições não ultrapassou 250 ° C. O peso da unidade da caldeira era de 1 210 kg, incluindo 102 kg de água. Foi fixada à moldura em três pontos em apoios elásticos, o que excluía a possibilidade de quebrar a moldura quando a moldura fosse enviesada. A caldeira fria teve que ser acionada até a pressão total em 30-35 minutos, e o vagão a vapor teve que começar a se mover em uma velocidade baixa quando a pressão do vapor atingiu 12-16 atm. O desenho do dispositivo de combustão permitiu, após uma ligeira alteração, a sua transferência para um combustível de baixa caloria como a turfa ou a lenhite.

NAMI-012 modelo 1949 em testes de inverno. Eu me pergunto se a madeira carregada é usada como combustível, quantos quilômetros ela irá?

Então, em 1948, um NAMI-012 experiente foi construído no chassi de um YaAZ-200 de sete toneladas (mais tarde MAZ-200). As características de um motor a vapor de três cilindros eram bastante familiares: potência - 100 cv, rotações - até 1250 por minuto. E as dimensões e o peso acabaram sendo ainda menores que os de um motor a diesel com caixa de câmbio. É verdade que essa economia foi anulada por uma "unidade de caldeira" pesada (cerca de uma tonelada).

Talvez não faça sentido falar em detalhes sobre o próprio dispositivo da máquina a vapor com uma massa de equipamentos tão exóticos como um "turbo soprador" ou "turbina a vapor amassada". O tempo dessas unidades já passou há muito tempo …

O funcionamento do vagão da balsa era simples - primeiro era necessário jogar em um bunker cheio de lenha (uma lenha - um tronco de meio metro com diâmetro de até 20 centímetros), e depois aquecer o vagão por cerca de meio hora - e então se a lenha não estava úmida. Certamente toda essa economia fumegou e fumegou impiedosamente … Mas o bombeiro não foi requisitado no caminho: a lenha, à medida que queimava, caía na grelha da fornalha “automaticamente”, sob seu próprio peso.

Como o momento de partida do ferry car depende da pressão no sistema, quando o acelerador é pressionado suavemente, o ferry car partia suavemente, como se estivesse com uma caixa de câmbio "automática".

A unidade de caldeira de tubo de água com depósitos de combustível era "em forma de sela" montada na estrutura

Os testes do NAMI-012, realizados em 1950, mostraram bons resultados. Descobriu-se que o carro não é inferior em dinâmica, e até supera o diesel YaAZ-200 em aceleração para 35 km / h. Não é à toa que o motor NAMI-012 desenvolveu um torque de 240 kgf • m em baixas rotações em 80-100 min^-1, ou seja, 5 vezes mais do que o diesel YaAZ-200. Ao operar o carro na extração madeireira, a redução no custo de transporte por unidade de carga foi de 10% em relação aos caminhões com motor a gasolina e mais do que o dobro em relação aos geradores a gás. Os motoristas de caminhão experientes gostaram do manuseio mais simples da máquina, que se revelou surpreendentemente muito confiável na operação.

A principal atenção exigida nos cuidados com a máquina foi monitorar o nível da água na caldeira e regulá-lo ao longo do tempo.

Com reboque, a capacidade de carga do trem rodoviário com o trator NAMI-012 era de 12 toneladas. O peso total do veículo era de 8,3 toneladas. A distribuição favorável do peso equipado sobre as pontes (32: 68%) contribuiu para a boa transitabilidade do veículo em estradas de terra secas. Com carreta totalmente carregada e plataforma lateral própria, o trem rodoviário alcançava velocidade de até 40 km / h, o que era bastante satisfatório para os trabalhadores do transporte na exploração madeireira. O consumo de lenha em condições reais foi de 3 a 4 kg / km, o consumo de água - de 1 a 1,5 l / km. Cruzeiro na loja com carga total (sem reboque) na rodovia: por lenha 75-100 km, por água - 150-180 km. O tempo necessário para o carro entrar em movimento após uma pernoite era de 23 a 40 minutos, dependendo do teor de umidade da madeira.

Tanque de água com capacidade de 200 l - com turbo soprador, separador de óleo e condensador

Local de trabalho do motorista

Então, a lenha foi carregada no bunker

A função da alavanca do câmbio (a própria caixa, claro, não existia aqui) era realizada pela alavanca do interruptor para os pontos de corte do mecanismo de distribuição de vapor: três pontos de corte "para frente" (25, 40 e 75% do enchimento do cilindro) e um "para trás" foram fornecidos. Havia três pedais na cabine, como de costume, mas a embreagem teve que ser puxada para fora apenas para reduzir a marcha.

O caminhão (a primeira amostra estava a bordo) transportava seis toneladas, mas a velocidade máxima não impressionava: o relatório afirma que era … apenas 42,3 km / h. Ao mesmo tempo, levou de 350 a 450 kg (isto não é um erro de digitação) de lenha por cem quilômetros do caminho - um bunker cheio. Toda essa lenha tinha que ser cortada, picada, carregada, acendida na caldeira … No frio, a água (200 litros!) Tinha que ser drenada durante a noite para que não virasse gelo, e pela manhã tinha que ser derramado novamente.

Trabalho duro! No entanto, se essas máquinas realmente fossem para a indústria madeireira, os condenados trabalhariam para elas …

Seguindo o protótipo, mais dois foram construídos (no final de 1949 e meados de 1950): externamente eles diferiam em cabines mais arredondadas, uma enorme moldura cromada com um "bico" desapareceu da frente. É curioso que ambos os exemplares tenham sido testados tanto como caminhões quanto como transportadores de madeira: por isso, na literatura histórica, você pode encontrar fotos deles com carroceria plana e com reboque de madeira.

Os testes ocorreram em condições próximas ao combate. As geadas chegaram a 40 graus, a água foi despejada do lago mais próximo … Finalmente, os carros até fizeram uma corrida ao longo da rota Moscou-Yaroslavl e de volta: ao todo, um deles percorreu 16 mil quilômetros, o outro - 26 mil.

No entanto, conforme observado nos artigos da época, "em estado de vazio devido ao grande peso no eixo dianteiro, o vagão a vapor apresenta uma transitabilidade deteriorada". Aparentemente, os carros estavam simplesmente presos em estradas florestais!

Portanto, em 1953, a quarta cópia foi construída - o suporte de madeira com tração nas quatro rodas NAMI-018 (desenvolvido por N. Korotonoshko). Seu drive era plug-in graças ao "razdatka" original: quando as rodas traseiras derraparam, as dianteiras começaram a "remar". De acordo com as fontes daqueles anos, em termos de habilidade cross-country, o NAMI-018 não era inferior ao mais poderoso transportador de madeira a diesel da época MAZ-501.

Caminhão de madeira NAMI-012

O carro tinha um design de case de transferência muito interessante, que definitivamente vale a pena conhecer. Apresentamos sua seção longitudinal. O torque foi transmitido para o eixo motriz traseiro pelo eixo 1, e para a frente - pelo eixo 2, no qual o mecanismo de desligamento do eixo traseiro foi instalado quando o carro estava operando sem as rodas traseiras escorregando. Este mecanismo consistia em duas embreagens de roda livre de roletes, uma das quais funcionava no movimento para frente e a outra - para trás. No primeiro caso, a engrenagem 3 foi conectada ao anel externo 4 da embreagem de roda livre, e no segundo - ao anel externo 5. A mudança na direção do movimento do trator foi realizada por meio da reversão da máquina a vapor, como um resultado do qual o garfo de comutação do anel externo das embreagens de roda livre foi cinematicamente conectado à alavanca de controle reverso.

Caixa de transferência do trator NAMI-018

Testes de estado NAMI-012 em 1951

Para garantir que as rodas dianteiras estejam sempre desligadas na ausência de escorregamento, a relação de engrenagem total da engrenagem principal do eixo dianteiro é feita 4% a mais do que a relação de engrenagem da engrenagem principal do eixo traseiro. Como resultado, o eixo 2, na ausência de escorregamento das rodas traseiras, girou mais rápido do que a engrenagem 3, e a roda livre foi desligada. Quando as rodas traseiras escorregaram devido à diminuição da velocidade de avanço do trator, a engrenagem 3 girou mais rápido que o eixo 2, o que levou à inclusão das rodas dianteiras. Com a cessação do escorregamento, as rodas dianteiras tornaram-se automaticamente antideslizantes.

NAMI-018 na versão final - 1953

Havia também a opção pelo combustível líquido (embora apenas no papel): está retratado em um dos desenhos que caíram em nossas mãos. Como ele não precisava mais de casamatas de madeira, a cabine foi projetada com um design mais espaçoso de duas fileiras.

Artigos sobre máquinas incríveis e cálculos detalhados de seu desempenho supostamente fantástico foram publicados em revistas automotivas e relatórios do NAMI até o final dos anos 50 - principalmente sob os nomes dos desenvolvedores, Shebalin e Korotonoshko. E então houve silêncio.

Naquela época, Stalin já havia morrido há muito tempo, os campos estavam vazios, a festa mudou de rumo … E os vagões da balsa simplesmente acabaram não servindo para ninguém.

No início dos anos 50, todo o trabalho em caminhões a vapor foi reduzido. O destino dos protótipos NAMI-012 e NAMI-018, assim como um grande número de outros desenvolvimentos domésticos interessantes, teve um triste destino: eles morreram sem se tornarem exposições em museus. O primeiro carro a vapor movido a lenha do mundo foi o último de seu tipo, já que ninguém jamais fez uma máquina semelhante.

Agora não é mais possível estabelecer as verdadeiras razões de seu nascimento, mas há uma suposição. É possível que os vagões das balsas devessem desempenhar o mesmo papel na defesa do país que as inúmeras locomotivas a vapor que ficavam nas laterais. Se a guerra atômica realmente começasse, o único combustível no território do país seria a lenha. É aqui que os carros da balsa tinham que ser úteis! Nao é útil.

E a última coisa. Na Inglaterra, cerca de uma dúzia de vagões de balsa Sentinel ainda estão preservados - o mesmo modelo S.4 que o NAMI condenou como um protótipo para carros. Locomotivas a vapor bem cuidadas e polidas participam de ralis de veteranos, são cuidadas e estimadas.

E onde e quando os carros de balsa soviéticos únicos foram cortados para a sucata - a história é silenciosa …

A primeira instância foi distinguida por um "bico" cromado e um grande emblema

Por falar nisso…

É curioso ver como a atitude em relação aos carros a vapor na literatura científica e técnica soviética mudou ao longo dos anos. Abrimos o Breve Dicionário Técnico de 1934 (quando não se falava de nenhum ferry cars na URSS!): “Carros a vapor são muito raros. As principais desvantagens são a necessidade de um grande suprimento de combustível pesado, inicialização lenta devido ao aquecimento prolongado …"

Em 1959, os compiladores da Pequena Enciclopédia Soviética publicam uma fotografia do NAMI-012 e elogiam-no: "Os indicadores mais favoráveis … A usina a vapor compara-se favoravelmente com outras …"

Mas o Dicionário Politécnico de 1976 coloca tudo em seu devido lugar: "O vagão a vapor não se difundiu devido à sua complexidade construtiva." E o ponto!