Industrie England brauchte viel Treibstoff, und der Wald wurde immer weniger. In diesem Zusammenhang hat die Gewinnung von Kohle eine hohe Relevanz erlangt.
Das Hauptproblem des Bergbaus war das Wasser, es überflutete die Minen schneller, als sie es abpumpen konnten, sie mussten die entwickelten Minen aufgeben und nach neuen suchen.
Aus diesen Gründen wurden dringend Mechanismen zum Pumpen von Wasser benötigt, und die ersten Dampfmaschinen wurden dazu.
Die nächste Stufe in der Entwicklung von Dampfmaschinen war die Schaffung (in 1690 Jahre) eine Kolbendampfmaschine, die durch die Erwärmung und Kondensation von Dampf nützliche Arbeit verrichtete.
Geboren 1647 in der französischen Stadt Blois. An der Universität Angers studierte er Medizin und promovierte, wurde aber kein Arzt. Sein Schicksal war in vielerlei Hinsicht durch die Begegnung mit dem niederländischen Physiker H. Huygens vorbestimmt, unter dessen Einfluss Papen begann, Physik und Mechanik zu studieren. 1688 veröffentlichte er eine von Huygens bei der Pariser Akademie der Wissenschaften eingereichte Beschreibung des Projekts eines Pulvermotors in Form eines Zylinders mit Kolben.
Papen schlug auch den Entwurf einer Kreiselpumpe vor, entwarf einen Glasschmelzofen, einen Dampfwagen und ein U-Boot, erfand einen Schnellkochtopf und mehrere Maschinen zum Heben von Wasser.
Der weltweit erste Schnellkochtopf:
1685 musste Papen aus Frankreich (wegen der Hugenottenverfolgung) nach Deutschland fliehen und arbeitete dort weiter an seinem Auto.
1704 goss er im Werk Veckerhagen den weltweit ersten Zylinder für eine Dampfmaschine und baute im selben Jahr ein dampfbetriebenes Boot.
Denis Papins erste "Maschine" (1690)
Beim Erhitzen verwandelte sich das Wasser im Zylinder in Dampf und bewegte den Kolben nach oben, und beim Abkühlen (der Dampf kondensierte) wurde ein Vakuum erzeugt und atmosphärisch der Druck bewegte den Kolben nach unten.
Um die Maschine zum Laufen zu bringen, war es notwendig, den Ventilschaft und den Stopfen zu manipulieren, die Flammenquelle zu bewegen und den Zylinder mit Wasser zu kühlen.
1705 entwickelte Papen eine zweite Dampfmaschine
Beim Öffnen des Hahns (D) strömte Dampf aus dem Kessel (rechts) in den mittleren Behälter und drückte durch den Kolben Wasser in den linken Behälter. Dann wurde der Hahn (D) geschlossen, die Hähne (G) und (L) geöffnet, Wasser in den Trichter gegeben und der mittlere Behälter mit einer neuen Portion gefüllt, die Hähne (G) und (L) wurden geschlossen und der Zyklus wurde wiederholt. Somit war es möglich, das Wasser auf eine Höhe zu heben.
1707 kam Papen nach London, um ein Patent für seine 1690er Werke zu erhalten. Die Arbeit wurde nicht anerkannt, da zu diesem Zeitpunkt bereits die Maschinen von Thomas Severi und Thomas Newcomen erschienen waren (siehe unten).
1712 starb Denis Papin mittellos und wurde in einem nicht gekennzeichneten Grab beigesetzt.
Die ersten Dampfmaschinen waren sperrige stationäre Pumpen zum Pumpen von Wasser. Dies lag daran, dass Wasser aus Bergwerken und Kohlebergwerken abgepumpt werden musste. Je tiefer die Minen waren, desto schwieriger war es, das restliche Wasser aus ihnen abzupumpen, so dass die noch nicht erschlossenen Minen aufgegeben und an einen neuen Ort verlegt werden mussten.
Im Jahr 1699, ein englischer Ingenieur, erhielt ein Patent für die Erfindung eines "Feuerwehrfahrzeugs", das Wasser aus Minen pumpen sollte.
Severis Maschine ist eine Dampfpumpe, kein Motor, sie hatte keinen Zylinder mit Kolben.
Das Highlight in Severis Auto war die Dampferzeugung in separater Kessel.
Hinweis
Thomas Severis Auto
Beim Öffnen des Hahns 5 wurde Dampf aus dem Boiler 2 in das Gefäß 1 geleitet, wobei Wasser von dort durch die Leitung 6 ausgestoßen wurde. Das Ventil 10 ist geöffnet und das Ventil 11 ist geschlossen. Am Ende der Injektion wurde Ventil 5 geschlossen und kaltes Wasser wurde dem Gefäß 1 durch Ventil 9 zugeführt. Der Dampf in Behälter 1 wurde gekühlt, kondensiert und der Druck fiel ab, wobei Wasser durch das Rohr 12 angesaugt wurde. Ventil 11 wurde geöffnet und Ventil 10 wurde geschlossen.
Die Severi-Pumpe hatte eine geringe Leistung, verbrauchte viel Kraftstoff und arbeitete mit Unterbrechungen. Aus diesen Gründen fand die Severi-Maschine keine Verbreitung und wurde durch "Kolbendampfmaschinen" ersetzt.
Im Jahr 1705 Kombination der Ideen von Severi (Einzelkessel) und Papen (Zylinder mit Kolben) gebaut Kolbendampfpumpe für die Arbeit in Bergwerken.
Die Versuche zur Verbesserung der Maschine dauerten etwa zehn Jahre, bis sie richtig zu funktionieren begann.
Über Thomas Newcomen
Geboren am 28. Februar 1663 in Dartmouth. Schmied von Beruf. 1705 baute er zusammen mit dem Tüftler J. Cowley eine Dampfpumpe. Diese Dampf-Atmosphären-Maschine, die für ihre Zeit sehr effektiv war, wurde zum Pumpen von Wasser in Bergwerken verwendet und verbreitete sich im 18. Jahrhundert. Diese Technologie wird in unserer Zeit von Betonpumpen auf Baustellen eingesetzt.
Newcomen konnte kein Patent erhalten, da der Dampfwasseraufzug bereits 1699 von T. Severi patentiert wurde. Die Newcomen-Dampfmaschine war keine Universalmaschine und konnte nur als Pumpe arbeiten. Die Versuche von Newcomen, die hin- und hergehende Kolbenbewegung zu verwenden, um das Schaufelrad auf Schiffen zu drehen, waren erfolglos.
Er starb am 7. August 1729 in London. Newcomens Name trägt die "Society of Technological Historians of Great Britain".
Thomas Newcomans Auto
Zuerst hob der Dampf den Kolben an, dann wurde etwas kaltes Wasser in den Zylinder eingespritzt, der Dampf wurde kondensiert (wodurch ein Vakuum im Zylinder gebildet wurde) und der Kolben wurde unter dem Einfluss des Atmosphärendrucks abgesenkt.
Im Gegensatz zum "Papen-Zylinder" (bei dem der Zylinder als Kessel diente) wurde bei der Newcomen-Maschine der Zylinder vom Kessel getrennt. Somit war es möglich, mehr oder weniger gleichmäßiges Arbeiten zu erzielen.
In den ersten Versionen der Maschine wurden die Ventile manuell bedient, später entwickelte Newcoman jedoch einen Mechanismus, der die entsprechenden Hähne automatisch zum richtigen Zeitpunkt öffnet und schließt.
Foto
Über Zylinder
Die ersten Zylinder des Newcomen-Autos waren aus Kupfer, Rohre aus Blei und die Wippe aus Holz. Kleinteile wurden aus Sphäroguss hergestellt. Später, nach etwa 1718, hatten Newcomens Wagen bereits einen gusseisernen Zylinder.
Die Zylinder wurden in der Gießerei Abraham Derby in Kolbrookdale hergestellt. Derby verbesserte die Gießtechnik und ermöglichte es, Zylinder von einigermaßen guter Qualität zu erhalten. Um eine mehr oder weniger regelmäßige und glatte Oberfläche der Zylinderwände zu erhalten, wurde eine Maschine verwendet, um den Lauf der Geschütze zu durchbohren.
Irgendwie so:
Mit einigen Modifikationen blieben Newcomen-Maschinen 50 Jahre lang die einzigen industrietauglichen Maschinen.
Im Jahr 1720 beschrieb eine Zweizylinder-Dampfmaschine. Die Erfindung wurde in seinem Hauptwerk "Theatri Machinarum Hydraulicarum" veröffentlicht. Dieses Manuskript war die erste systematische Analyse des Maschinenbaus.
Maschine vorgeschlagen von Jacob Leopold
Es wurde angenommen, dass die Kolben aus Blei durch den Dampfdruck steigen und unter ihrem Eigengewicht fallen. Die Idee eines Krans (zwischen den Zylindern) ist kurios, mit dessen Hilfe Dampf in einen Zylinder eingespritzt und gleichzeitig aus dem anderen abgelassen wurde.
Jacob hat dieses Auto nicht gebaut, er hat es nur erfunden.
Im Jahr 1766 Der russische Erfinder, der als Mechaniker in Bergbau- und Hüttenwerken im Altai arbeitete, schuf die erste in Russland und die erste Zweizylinder-Dampfmaschine der Welt.
Polzunov modernisierte Newcomens Maschine (er verwendete zwei Zylinder anstelle von einem, um einen kontinuierlichen Betrieb zu gewährleisten) und schlug vor, damit die Bälge von Schmelzöfen in Bewegung zu setzen.
Traurige Hilfe
In Russland wurden zu dieser Zeit praktisch keine Dampfmaschinen verwendet, und Polzunov erhielt alle Informationen aus dem Buch "Detaillierte Anweisungen für das Erzgeschäft" (1760) von IA Schlatter, das Newcomens Dampfmaschine beschrieb.
Das Projekt wurde Kaiserin Katharina II. gemeldet. Sie genehmigte ihn, befahl, II. Polzunov zum "Mechaniker im Rang und Rang eines Ingenieurs-Hauptmann-Leutnants" zu befördern und 400 Rubel zu vergeben ...
Polzunov schlug vor, zunächst eine kleine Maschine zu bauen, auf der alle bei einer neuen Erfindung unvermeidlichen Mängel identifiziert und beseitigt werden könnten. Die Fabrikchefs waren damit nicht einverstanden und beschlossen, sofort ein riesiges Auto zu bauen. Im April 1764 begann Polzunov mit dem Bau.
Im Frühjahr 1766 wurde der Bau größtenteils abgeschlossen und getestet.
Aber am 27. Mai starb Polzunov an Schwindsucht.
Allein seine Schüler Levzin und Chernitsyn begannen mit den letzten Tests der Dampfmaschine. In der "Tagesnotiz" vom 4. Juli wurde vermerkt, dass "der Maschinenbetrieb in Ordnung war", und am 7. August 1766 wurde die gesamte Anlage, eine Dampfmaschine und ein leistungsstarkes Gebläse, in Betrieb genommen. In nur drei Monaten des Betriebs rechtfertigte das Auto von Polzunov nicht nur alle Baukosten in Höhe von 7233 Rubel 55 Kopeken, sondern erzielte auch einen Nettogewinn von 12.640 Rubel 28 Kopeken. Am 10. November 1766 stand die Maschine jedoch nach dem Ausbrennen des Kessels 15 Jahre, 5 Monate und 10 Tage im Leerlauf. 1782 wurde das Auto demontiert.
(Encyclopedia of Altai Territory. Barnaul. 1996. T. 2. S. 281-282; Barnaul. Chronik der Stadt. Barnaul. 1994. h. 1.S.30).
Polzunovs Auto
Das Funktionsprinzip ist ähnlich wie bei der Newcomen-Maschine.
In einen der mit Dampf gefüllten Zylinder wurde Wasser eingespritzt, der Dampf wurde kondensiert und im Zylinder ein Vakuum erzeugt, der Kolben ging unter dem Einfluss des Atmosphärendrucks nach unten, im selben Moment trat Dampf in den anderen Zylinder ein und dieser stieg.
Die Versorgung der Zylinder mit Wasser und Dampf erfolgte vollautomatisch.
Modell der Dampfmaschine I.I. Polzunov, hergestellt nach Originalzeichnungen in den 1820er Jahren.
Regionalmuseum Barnaul.
1765 James Watt ein Mechaniker an der University of Glasgow wurde mit der Reparatur eines Modells von Newcomens Auto beauftragt. Es ist nicht bekannt, wer es geschafft hat, aber sie war mehrere Jahre an der Universität.
Prof. John Anderson lud Watt ein, zu sehen, ob er mit diesem seltsamen, aber launischen Gerät etwas anfangen könnte.
Watt hat das Auto nicht nur repariert, sondern auch verbessert. Er fügte ihm einen separaten Behälter zum Kühlen des Dampfes hinzu und nannte ihn einen Kondensator.
Newcomen Dampfmaschinenmodell
Das Modell war mit einem Zylinder (Durchmesser 5 cm) mit einem Arbeitshub von 15 cm ausgestattet, Watt führte eine Reihe von Versuchen durch, insbesondere ersetzte er einen Metallzylinder durch einen mit Leinöl geölten und im Ofen getrockneten Holzzylinder, reduziert die Wassermenge, die in einem Zyklus angehoben wurde, und das Modell begann zu arbeiten.
Während der Experimente war Watt von der Ineffizienz der Maschine überzeugt.
Bei jedem neuen Zyklus wurde ein Teil der Dampfenergie zum Heizen des Zylinders verwendet, der gekühlt wurde, nachdem Wasser eingespritzt wurde, um den Dampf zu kühlen.
Nach einer Reihe von Experimenten kam Watt zu dem Schluss:
„… Um eine perfekte Dampfmaschine zu bauen, ist es notwendig, dass der Zylinder immer heiß ist, ebenso wie der Dampf, der in ihn eindringt; aber andererseits musste die Kondensation von Dampf zur Bildung eines Vakuums bei einer Temperatur von nicht mehr als 30 Grad Reaumur" (38 Grad Celsius) erfolgen ...
Das Newcomen-Maschinenmodell, mit dem Watt experimentiert hat
Wie alles begann...
Erstmals interessierte sich Watt 1759 für die Fähre, ermöglicht durch seinen Freund Robison, der dann mit der Idee herumstürmte, „die Kraft einer Dampfmaschine zum Antrieb von Karren zu nutzen“.
Im selben Jahr ging Robison in Nordamerika zum Kampf, und Watt war bereits mit Geschäften überschwemmt.
Zwei Jahre später kehrte Watt zur Idee der Dampfmaschine zurück.
„Um 1761-1762“, schreibt Watt, „machte ich einige Experimente über die Dampfkraft im Papen-Kessel und baute so etwas wie eine Dampfmaschine, an der eine Spritze von etwa 1/8 Zoll Durchmesser befestigt war, mit einem starken Kolben, ausgestattet mit ein Einlassventil. Dampf aus dem Kessel, sowie um ihn aus der Spritze in die Luft abzugeben. " Wenn das Ventil vom Kessel zum Zylinder geöffnet wurde, hob der in den Zylinder eintretende und auf den Kolben einwirkende Dampf ein erhebliches Gewicht (15 Pfund) an, das auf den Kolben belastet wurde. Wenn die Last auf die erforderliche Höhe angehoben wurde, wurde die Verbindung zum Kessel geschlossen und das Ventil geöffnet, um Dampf in die Atmosphäre abzulassen. Dampf entwich und die Ladung senkte sich. Dieser Vorgang wurde mehrmals wiederholt, und obwohl bei dieser Vorrichtung der Kran von Hand gedreht wurde, war es nicht schwer, eine Vorrichtung zu finden, um ihn automatisch zu drehen.
A - Zylinder; B - Kolben; C - Stange mit Haken zum Aufhängen der Last; D - äußerer Zylinder (Gehäuse); E und G - Dampfeinlässe; F - Rohr, das den Zylinder mit dem Kondensator verbindet; K - Kondensator; Р - Pumpe; R - Reservoir; V - Ventil für den Auslass der durch Dampf verdrängten Luft; K, P, R - mit Wasser gefüllt. Über G wird Dampf in den Raum zwischen A und D und über E in den Zylinder A eingelassen. Mit einem leichten Hub des Kolbens im Zylinder der Pumpe P (der Kolben ist in der Abbildung nicht dargestellt) sinkt der Wasserstand in K und der Dampf von A geht nach K und setzt sich hier ab. In A entsteht ein Vakuum, und der zwischen A und D befindliche Dampf drückt auf den Kolben B und hebt ihn zusammen mit dem daran hängenden Gewicht an.
Die Hauptidee, die Watts Maschine von Newcomens Maschine unterscheidet, war eine isolierte Kammer für die Kondensation (Kühlung des Dampfes).
Anschauliches Bild:
Bei Watts Maschine war der Kondensator "C" vom Arbeitszylinder "P" getrennt, er musste nicht ständig geheizt und gekühlt werden, wodurch der Wirkungsgrad leicht gesteigert werden konnte.
1769-1770 wurde im Bergwerk des Bergwerksbesitzers John Roebuck (Roebuck interessierte sich für Dampfmaschinen und finanzierte Watt eine Zeit lang) ein großes Modell von Watts Maschine gebaut, für das er 1769 sein erstes Patent erhielt.
Die Essenz des Patents
Watt definierte seine Erfindung als „eine neue Methode zur Reduzierung des Dampfverbrauchs und damit des Kraftstoffverbrauchs in Feuerwehrfahrzeugen“.
Das Patent (Nr. 013) skizzierte eine Reihe neuer technischer. Positionen, die Watt in seinem Motor verwendet:
1) Halten der Temperatur der Zylinderwände gleich der Temperatur des eintretenden Dampfes aufgrund der Wärmedämmung, Dampfmantel
und fehlender Kontakt mit kalten Körpern.
2) Kondensation von Dampf in einem separaten Behälter - einem Kondensator, dessen Temperatur auf Umgebungsniveau gehalten werden musste.
3) Entfernung von Luft und anderen nicht kondensierbaren Körpern aus dem Verflüssiger mittels Pumpen.
4) Anwendung von Dampfüberdruck; bei Wassermangel zur Dampfkondensation nur Überdruck mit Abluft in die Atmosphäre verwenden.
5) Die Verwendung von "rotierenden" Maschinen mit einem einseitig rotierenden Kolben.
6) Betrieb mit unvollständiger Kondensation (d. h. mit reduziertem Vakuum). Die gleiche Patentklausel beschreibt das Design der Kolbendichtung und der Einzelteile. Bei den damals verwendeten Dampfdrücken von 1 atm bedeutete die Einführung eines separaten Kondensators und die Absaugung von Luft eine reale Möglichkeit, den Dampf- und Brennstoffverbrauch um mehr als die Hälfte zu reduzieren.
Nach einiger Zeit ging Roebuck bankrott und der englische Industrielle Matthew Bolton wurde Watts neuer Partner.
Nach der Auflösung der Watt-Vereinbarung mit Roebuck wurde das fertige Fahrzeug demontiert und an das Bolton-Werk in Soho geliefert. Watt hat darauf lange Zeit fast alle seine Verbesserungen und Erfindungen getestet.
Über Matthew Bolton
Wenn Roebuck in Watts Maschine in erster Linie nur eine verbesserte Pumpe sah, die seine Minen vor Überschwemmungen retten sollte, dann sah Bolton in Watts Erfindungen einen neuartigen Motor, der das Wasserrad ersetzen sollte.
Bolton selbst versuchte, das Auto von Newcomen zu verbessern, um den Kraftstoffverbrauch zu senken. Er schuf ein Modell, das zahlreiche Freunde und Gönner der Londoner High Society begeisterte. Bolton korrespondierte mit dem amerikanischen Wissenschaftler und Diplomaten Benjamin Franklin über die beste Art, Kühlwasser in den Zylinder einzuspritzen, über das beste Ventilsystem. Franklin konnte in diesem Bereich nichts Vernünftiges raten, machte aber auf einen anderen Weg aufmerksam, um den Kraftstoffverbrauch zu senken, ihn besser zu verbrennen und den Rauch zu zerstören.
Bolton träumte von nichts anderem als einem Weltmonopol auf die Produktion neuer Maschinen. "Ich dachte", schrieb Bolton an Watt, "in der Nähe meiner Fabrik ein Unternehmen zu gründen, in dem ich alle technischen Mittel bündeln würde, die zum Bau von Maschinen notwendig sind, und von wo aus wir die ganze Welt mit Maschinen aller Größen beliefern."
Bolton war sich der Voraussetzungen dafür klar bewusst. Ein neues Auto kann nicht mit alten Handwerksmethoden gebaut werden. „Ich bin davon ausgegangen“, schrieb er an Watt, „dass Ihre Maschine Geld, sehr genaue Arbeit und umfangreiche Anschlüsse braucht, um sie am profitabelsten in Umlauf zu bringen. Der beste Weg, seinen Ruf zu wahren und der Erfindung Anerkennung zu verleihen, besteht darin, die Produktion vielen Technikern aus den Händen zu nehmen, die aufgrund ihrer Unkenntnis, mangelnder Erfahrung und technischer Mittel schlechte Arbeit leisten würden, und dies würde den Ruf beeinträchtigen der Erfindung."
Um dies zu vermeiden, schlug er vor, eine spezielle Fabrik zu bauen, in der „wir mit Ihrer Hilfe eine bestimmte Anzahl ausgezeichneter Arbeiter gewinnen und ausbilden könnten, die mit den besten Werkzeugen diese Erfindung um zwanzig Prozent billiger und mit einem ebenso großen Unterschied ausführen könnten“. in der Genauigkeit der Arbeit, die zwischen der Arbeit eines Schmieds und einem Meister mathematischer Werkzeuge besteht."
Ein Kader von hochqualifizierten Arbeitern, neue technische Ausrüstung – das war die Voraussetzung, um eine Maschine im großen Stil zu bauen. Bolton dachte bereits in Begriffen des fortgeschrittenen Kapitalismus des 19. Jahrhunderts. Aber vorerst waren das noch Träume. Nicht Bolton und Watt, sondern ihre Söhne organisierten dreißig Jahre später die Massenproduktion von Maschinen - das erste Maschinenbauwerk.
Bolton und Watt diskutieren die Produktion von Dampfmaschinen im Werk Soho
Die nächste Stufe in der Entwicklung von Dampfmaschinen war die Abdichtung des oberen Teils des Zylinders und die Zufuhr von Dampf nicht nur zum unteren, sondern auch zum oberen Teil des Zylinders.
So wurden Watt und Bolton gebaut doppeltwirkende Dampfmaschine.
Nun wurde in beiden Zylinderräumen abwechselnd Dampf zugeführt. Die Zylinderwände wurden von der Außenumgebung thermisch isoliert.
Obwohl Watts Auto effizienter wurde als das von Newcomen, war die Effizienz immer noch extrem niedrig (1-2%).
Wie Watt und Bolton ihre Autos gebaut und PR gemacht haben
Von Herstellbarkeit und Produktionskultur konnte im 18. Jahrhundert keine Rede sein. Watts Briefe an Bolton sind voll von Klagen über Trunkenheit, Diebstahl und Faulheit der Arbeiter. „Wir können uns auf unsere Arbeiter in Soho kaum verlassen“, schrieb er an Bolton. - James Taylor begann stärker zu trinken. Er ist stur, eigensinnig und unzufrieden. Das Auto, an dem Cartwright arbeitete, war eine Reihe von Fehlern und Fehlschlägen. Smith und die anderen sind unwissend, und sie alle müssen täglich gepflegt werden, damit nichts Schlimmeres passiert.
Er forderte von Bolton strenge Maßnahmen und neigte dazu, den Autobau in Soho ganz einzustellen. „Allen faulen Leuten muss gesagt werden“, schrieb er, „dass sie, wenn sie so unaufmerksam sind wie bisher, aus der Fabrik geworfen werden. Die Kosten für den Bau eines Autos in Soho sind für uns sehr hoch, und wenn die Produktion nicht verbessert werden kann, müssen wir sie ganz einstellen und die Arbeit auslagern."
Die Herstellung von Maschinenteilen erforderte eine entsprechende Ausrüstung. Daher wurden in verschiedenen Werken unterschiedliche Maschineneinheiten hergestellt.
So wurden im Wilkinson-Werk Zylinder gegossen und gebohrt, auch Zylinderköpfe, ein Kolben, eine Luftpumpe und ein Kondensator hergestellt. Das gusseiserne Gehäuse für den Zylinder wurde in einer der Gießereien in Birmingham gegossen, Kupferrohre kamen aus London und Kleinteile wurden auf der Baustelle der Maschine hergestellt. Alle diese Teile wurden von Bolton & Watt auf Kosten des Kunden - des Besitzers der Mine oder Mühle - bestellt.
Nach und nach wurden die Einzelteile auf die Baustelle gebracht und unter Watts persönlicher Aufsicht zusammengebaut. Später erstellte er detaillierte Anweisungen für den Zusammenbau des Autos. Der Kessel wurde meist vor Ort von ortsansässigen Schmieden genietet.
Nach der erfolgreichen Inbetriebnahme einer Pumpmaschine in einer der Minen in Cornwall (die als die schwierigste Mine gelten) erhielt Bolton & Watt viele Aufträge. Die Minenbesitzer sahen, dass Watts Maschine gut lief, wo Newcomens Maschine kraftlos war. Und sie begannen sofort, Watt-Pumpen zu bestellen.
Watt war mit Arbeit überfordert. Wochenlang saß er über seinen Zeichnungen, fuhr zu Maschinenanlagen – nirgendwo konnte man auf seine Hilfe und Aufsicht verzichten. Er war allein und musste überall mithalten.
Damit die Dampfmaschine auch andere Mechanismen betreiben konnte, war es notwendig, die Hin- und Herbewegungen in Rotationsbewegungen umzuwandeln und für eine gleichmäßige Bewegung das Rad als Schwungrad zu adaptieren.
Zunächst war es notwendig, den Kolben und die Ausgleichsstange (bisher wurde eine Kette oder ein Seil verwendet) starr zu binden.
Watt nahm an, die Übertragung vom Kolben zum Balancer mit einer Zahnleiste durchzuführen und einen Zahnsektor auf den Balancer zu legen.
Zahnradsektor
Dieses System erwies sich als unzuverlässig und Watt musste es aufgeben.
Die Drehmomentübertragung sollte über einen Kurbeltrieb erfolgen.
Kurbelmechanismus
Die Kurbel musste jedoch aufgegeben werden, da dieses System bereits (1780) von James Picard patentiert worden war. Picard bot an, Watt eine Kreuzlizenz zu erteilen, aber Watt lehnte das Angebot ab und verwendete Planetengetriebe in seinem Auto. (bei Patenten gibt es Unklarheiten, lesen Sie am Ende des Artikels)
Planetengetriebe
Watts Motor (1788)
Bei der Entwicklung einer Maschine mit kontinuierlicher Drehbewegung musste Watt eine Reihe nicht trivialer Probleme lösen (Dampfverteilung auf zwei Zylinderkavitäten, automatische Geschwindigkeitsregelung und geradlinige Bewegung der Kolbenstange).
Parallelogramm von Watt
Der Watt-Mechanismus wurde erfunden, um dem Kolbenschub eine lineare Bewegung zu verleihen.
Dampfmaschine von James Watt 1848 in Freiberg patentiert.
Fliehkraftregler
Das Funktionsprinzip des Fliehkraftreglers ist einfach, je schneller sich die Welle dreht, desto höher divergieren die Gewichte unter Fliehkrafteinwirkung und desto mehr wird die Dampfleitung verstopft. Die Gewichte werden abgesenkt - die Dampfleitung öffnet.
Ein ähnliches System zur Regulierung des Abstands zwischen Mahlsteinen ist in der Mühlenindustrie seit langem bekannt.
Watt hat den Regler für die Dampfmaschine angepasst.
Dampfverteilungsgerät
Kolbenventilsystem
Die Zeichnung wurde 1783 von einem Mitarbeiter Watts angefertigt (Briefe zur Verdeutlichung). B und B sind Kolben, die durch ein Rohr C verbunden sind und sich in einem Rohr D bewegen, das mit einem Kondensator H und Rohren E und F mit einem Zylinder A verbunden ist; G - Dampfleitung; K ist ein Lager, das dazu dient, den Sprengstoff zu bewegen.
In der in der Zeichnung gezeigten Position der Kolben BB ist der Raum des Rohres D zwischen den Kolben B und B sowie der untere Teil des Zylinders A unter dem Kolben (in der Abbildung nicht gezeigt) neben F gefüllt mit Dampf, während im oberen Teil des Zylinders A, über dem Kolben, über E und über C mit dem Kondensator H kommuniziert - Verdünnungszustand; wenn der Sprengstoff über F und E steigt, kommuniziert der untere Teil von A bis F mit H und der obere Teil über E und D - mit der Dampfleitung.
Freche Zeichnung
Bis 1800 verwendete Watt jedoch weiterhin Tellerventile (Metallscheiben, die über ihren jeweiligen Fenstern angehoben oder abgesenkt und durch ein komplexes Hebelsystem in Bewegung gesetzt werden), da die Herstellung des "Kolbenventil"-Systems hohe Präzision erforderte.
Die Entwicklung des Dampfverteilungsmechanismus wurde hauptsächlich von Watts Assistent William Murdoch durchgeführt.
Murdoch, verbesserte den Dampfverteilungsmechanismus weiter und patentierte 1799 die D-förmige Spule (Kastenspule).
Je nach Stellung der Spule kommunizieren die Fenster (4) und (5) mit dem geschlossenen, die Spule umgebenden und mit Dampf gefüllten Raum (6) oder mit dem Hohlraum 7, der mit der Atmosphäre oder dem Kondensator verbunden ist.
Nach all den Verbesserungen wurde folgende Maschine gebaut:
Mit Hilfe eines Dampfverteilers wurde abwechselnd verschiedenen Hohlräumen des Zylinders Dampf zugeführt, und der Fliehkraftregler steuerte das Dampfzufuhrventil (wenn die Maschine zu beschleunigt wurde, wurde das Ventil geschlossen und umgekehrt geöffnet, wenn es zu langsam wurde) viel).
Visuelles Video
Diese Maschine konnte bereits nicht nur als Pumpe arbeiten, sondern auch andere Mechanismen antreiben.
Im Jahr 1784 Watt erhielt ein Patent für universelle Dampfmaschine(Patent Nr. 1432).
Über die Mühle
1986 bauten Bolton und Watt in London eine Mühle (Albion Mill), die von einer Dampfmaschine angetrieben wurde. Als die Mühle in Betrieb genommen wurde, begann eine regelrechte Wallfahrt. Die Londoner waren sehr an technischen Verbesserungen interessiert.
Watt, der mit Marketing nicht vertraut war, ärgerte sich darüber, dass Schaulustige in seine Arbeit eingriffen und forderte die Beendigung des unbefugten Zugriffs. Bolton glaubte, dass möglichst viele Menschen etwas über das Auto erfahren sollten und lehnte daher Watts Bitten ab.
Im Allgemeinen gab es bei Bolton und Watt keinen Mangel an Kunden. 1791 brannte die Mühle ab (oder wurde vielleicht angezündet, weil die Müller Konkurrenz fürchteten).
In den späten Achtzigern hört Watt auf, sein Auto zu verbessern. In Briefen an Bolton schreibt er:
"Es ist gut möglich, dass, abgesehen von einigen Verbesserungen in der Mechanik der Maschine, nichts Besseres als das, was wir bereits produziert haben, von der Natur nicht zugelassen wird, die für die meisten Dinge ihr Nötiges Plus vorbestimmt hat."
Und später argumentierte Watt, dass er an der Dampfmaschine nichts Neues entdecken könne, und wenn er sich damit beschäftige, dann nur die Verbesserung von Details und die Überprüfung seiner früheren Schlussfolgerungen und Beobachtungen.
Liste der russischen Literatur
A. V. Kamensky James Watt, sein Leben und seine wissenschaftliche und praktische Tätigkeit. SPb, 1891
Weißenberg L.M. James Watt, Erfinder der Dampfmaschine. M. - L., 1930
Lesnikov M. P. James Watt. M., 1935
Konfederatow I.Ya. James Watt ist der Erfinder der Dampfmaschine. M., 1969
Somit können wir davon ausgehen, dass die erste Stufe der Entwicklung von Dampfmaschinen abgeschlossen ist.
Die Weiterentwicklung der Dampfmaschinen war mit einer Erhöhung des Dampfdrucks und einer Verbesserung der Produktion verbunden.Zitat von TSB
Watts Universalmotor verbreitete sich aufgrund seiner Wirtschaftlichkeit und spielte eine wichtige Rolle beim Übergang zur kapitalistischen Maschinenproduktion. „Das große Genie von Watt“, schrieb K. Marx, „liegt darin, dass das von ihm im April 1784 erteilte Patent, das die Dampfmaschine beschreibt, diese nicht als Erfindung nur für besondere Zwecke, sondern als universell darstellt Motor der Großindustrie“ (K. Marx, Capital, v. 1.1955, S. 383-384).
Die Fabrik von Watt und Bolton baute St. 250 Dampfmaschinen, und bis 1826 gab es in England bis zu 1.500 Maschinen mit einer Gesamtkapazität von ca. 80.000 PS Mit seltenen Ausnahmen waren dies Maschinen vom Typ Watt. Nach 1784 beschäftigte sich Watt hauptsächlich mit der Verbesserung der Produktion, und nach 1800 ging er vollständig in den Ruhestand.
Der Grund für den Bau dieser Einheit war eine dumme Idee: "Ist es möglich, eine Dampfmaschine ohne Maschinen und Werkzeuge zu bauen, nur mit Teilen, die im Handel erhältlich sind" und es selbst zu tun. Als Ergebnis erschien ein solches Design. Die gesamte Montage und Konfiguration dauerte weniger als eine Stunde. Obwohl es sechs Monate dauerte, Teile zu entwerfen und auszuwählen.
Der größte Teil der Struktur besteht aus Sanitärarmaturen. Am Ende des Epos waren die Fragen der Verkäufer von Baumärkten und anderen Läden: "Kann ich Ihnen helfen" und "Warum brauchen Sie" wirklich angepisst.
Und so sammeln wir die Basis ein. Zuerst der Hauptquerträger. Es verwendet T-Stücke, Bocata, Halbzoll-Ecken. Ich habe alle Elemente mit einem Dichtmittel fixiert. Dies erleichtert das Verbinden und Trennen mit den Händen. Für die Endmontage ist es jedoch besser, Klempnerband zu verwenden. 
Dann die Längselemente. Daran werden Dampfkessel, Spule, Dampfzylinder und Schwungrad befestigt. Hier sind alle Elemente gleich 1/2 ". 
Dann machen wir Regale. Auf dem Foto von links nach rechts: ein Gestell für einen Dampfkessel, dann ein Gestell für einen Dampfverteilungsmechanismus, dann ein Gestell für ein Schwungrad und schließlich eine Halterung für einen Dampfzylinder. Der Schwungradhalter besteht aus einem 3/4" Außen-T-Stück. Ideal sind die Lager aus dem Rollschuh-Reparaturset. Die Lager werden durch eine Überwurfmutter gehalten. Diese Muttern sind separat erhältlich oder für verstärkte Kunststoffrohre dem T-Stück entnommen Dieses T-Stück ist unten abgebildet. Rechte Ecke (nicht im Design verwendet.) Ein 3/4 "T-Stück wird auch als Dampfzylinderhalterung verwendet, nur das Gewinde ist alles innen. Adapter werden verwendet, um 3/4" auf 1/2" Elemente zu befestigen. 
Wir holen den Kessel ab. Für den Kessel wird ein 1 "Rohr verwendet. Ich habe ein gebrauchtes auf dem Markt gefunden. Wenn ich nach vorne schaue, möchte ich sagen, dass sich der Kessel als zu klein herausgestellt hat und nicht genug Dampf abgibt. Bei einem solchen Kessel ist der Motor läuft zu träge. Aber es funktioniert. Drei Details rechts sind: Stopfen, Adapter 1"-1/2" und Rakel. Der Rakel wird in den Adapter gesteckt und mit einem Stopfen verschlossen. Dadurch wird der Kessel hermetisch dicht. 
So hat sich der Kessel von Anfang an entwickelt. 
Aber das Gewächshaus war nicht hoch genug. Wasser trat in die Dampfleitung ein. Ich musste ein zusätzliches 1/2 "Fass durch den Adapter stecken. 
Dies ist ein Brenner. Vier Posts zuvor war der Artikel "Selbstgemachte Öllampe aus Pfeifen". So wurde der Brenner ursprünglich konzipiert. Es wurde jedoch kein geeigneter Brennstoff gefunden. Lampenöl und Kerosin werden stark geraucht. Ich brauche Alkohol. Also habe ich vorerst nur einen Halter für Trockenbrennstoff gemacht. 
Dies ist ein sehr wichtiges Detail. Dampfverteiler oder Spule. Dieses Ding leitet während des Arbeitshubs Dampf in den Arbeitszylinder. Mit dem Rückhub des Kolbens wird die Dampfzufuhr abgesperrt und es erfolgt eine Entladung. Die Spule besteht aus einem Kreuz für Metall-Kunststoff-Rohre. Ein Ende sollte mit Epoxidspachtel versiegelt werden. Mit diesem Ende wird es über einen Adapter am Rack befestigt. 
Und nun das wichtigste Detail. Der Motor wird davon abhängen oder nicht. Dies ist der Arbeitskolben und das Steuergerät. Hier verwenden sie eine M4-Haarnadel (in den Möbelbeschlagabteilungen erhältlich, es ist einfacher eine lange zu finden und die gewünschte Länge abzusägen), Metallscheiben und Filzscheiben. Filzscheiben werden verwendet, um Gläser und Spiegel an anderen Beschlägen zu befestigen. 
Filz ist nicht das beste Material. Es bietet keine ausreichende Dichtheit und der Bewegungswiderstand ist erheblich. Später gelang es uns, den Filz loszuwerden. Dafür waren nicht ganz gängige Unterlegscheiben ideal: M4x15 - für den Kolben und M4x8 - für das Ventil. Diese Unterlegscheiben müssen so fest wie möglich durch das Klempnerband auf eine Haarnadel gelegt und mit dem gleichen Band von oben 2-3 Schichten aufgewickelt werden. Anschließend Zylinder und Spule gründlich mit Wasser einreiben. Ich habe kein Foto von dem verbesserten Kolben gemacht. Zu faul zum zerlegen. 
Dies ist der eigentliche Zylinder. Es besteht aus einem 1/2" Lauf. Es wird in einem 3/4" T-Stück mit zwei Überwurfmuttern befestigt. Auf einer Seite ist mit maximaler Dichtigkeit ein Fitting fest angebracht. 
Jetzt das Schwungrad. Das Schwungrad besteht aus einem Hantelpfannkuchen. Ein Stapel Unterlegscheiben wird in das mittlere Loch eingesetzt und ein kleiner Zylinder aus einem Rollschuh-Reparatursatz wird in die Mitte der Unterlegscheiben platziert. Alles ist mit dem Dichtmittel verbunden. Ein Aufhänger für Möbel und Gemälde war ideal für den Trägerhalter. Sieht aus wie ein Schlüsselloch. Alles wird in der auf dem Foto gezeigten Reihenfolge zusammengebaut. Schraube und Mutter - M8. 
Wir haben zwei Schwungräder in unserem Design. Zwischen ihnen muss eine enge Verbindung bestehen. Diese Verbindung erfolgt über eine Überwurfmutter. Alle Gewindeverbindungen sind mit Nagellack gesichert. 
Diese beiden Schwungräder scheinen gleich zu sein, jedoch ist eines mit dem Kolben und das andere mit dem Schieberventil verbunden. Dementsprechend wird der Träger in Form einer M3-Schraube in unterschiedlichen Abständen vom Zentrum befestigt. Beim Kolben befindet sich der Träger weiter vom Zentrum entfernt, beim Ventil - näher am Zentrum. 
Jetzt machen wir das Ventil und den Kolbenantrieb. Die Möbelanschlussplatte war ideal für das Ventil. 
Für den Kolben wird ein Fenstersicherungsklotz als Hebel verwendet. Ich bin wie ein Schatz heraufgekommen. Ewiger Ruhm dem, der das metrische System erfunden hat. 
Komplette Aktoren. 
Alles ist am Motor verbaut. Schraubverbindungen sind mit Lack gesichert. Dies ist ein Kolbenantrieb. 
Ventilantrieb. Beachten Sie, dass sich die Positionen des Kolbenträgers und des Ventils um 90 Grad unterscheiden. Je nachdem, in welche Richtung der Ventilträger dem Kolbenträger voreilt, hängt es davon ab, auf welcher Seite sich das Schwungrad dreht. 
Jetzt müssen noch die Rohre verbunden werden. Dies sind Silikonschläuche für das Aquarium. Alle Schläuche müssen mit Draht- oder Schlauchschellen gesichert werden.
Es ist zu beachten, dass hier kein Sicherheitsventil vorgesehen ist. Daher ist größte Sorgfalt geboten. 
Voila. Wasser einfüllen. Wir haben Feuer gelegt. Wir warten, bis das Wasser kocht. Während des Aufwärmens muss sich das Ventil in der geschlossenen Position befinden. 
Der gesamte Montageprozess und das Ergebnis auf Video.
In den Köpfen der meisten Menschen im Zeitalter von Smartphones sind Dampfautos etwas Archaisches, das einen zum Lächeln bringt. Die dampfenden Seiten der Geschichte der Automobilindustrie waren sehr hell und ohne sie ist der moderne Transport im Allgemeinen kaum vorstellbar. So sehr die Skeptiker aus der Gesetzgebung, aber auch Öllobbyisten aus verschiedenen Ländern versuchten, die Entwicklung des Autos für ein Paar einzuschränken, es gelang ihnen nur eine Weile. Schließlich ist das Dampfauto wie die Sphinx. Die Idee eines Autos für ein Paar (dh mit einem externen Verbrennungsmotor) ist bis heute relevant.
In den Köpfen der meisten Menschen im Zeitalter von Smartphones sind Dampfautos etwas Archaisches, das einen zum Lächeln bringt.
So wurde 1865 in England ein Fahrverbot für selbstfahrende Hochgeschwindigkeitswagen auf einem Dampfantrieb eingeführt. Es war ihnen verboten, sich in der Stadt schneller als 3 km / h zu bewegen und keine Dampfstöße abzulassen, um die in gewöhnlichen Kutschen angespannten Pferde nicht zu erschrecken. Den schwersten und greifbarsten Schlag für Dampflastwagen brachte schon 1933 das Gesetz über die Schwerverkehrssteuer. Erst 1934, als die Einfuhrzölle für Erdölprodukte gesenkt wurden, zeichnete sich der Sieg der Benzin- und Dieselmotoren über die Dampfmaschinen ab.
Nur in England konnte man es sich leisten, den Fortschritt auf so exquisite und kaltblütige Weise zu verspotten. In den USA, Frankreich, Italien brodelte das Umfeld begeisterter Erfinder förmlich vor Ideen und der Dampfwagen nahm neue Formen und Eigenschaften an. Obwohl die Briten einen wesentlichen Beitrag zur Entwicklung von Dampffahrzeugen leisteten, erlaubten ihnen die Gesetze und Vorurteile der Behörden nicht, vollständig am Kampf mit dem Verbrennungsmotor teilzunehmen. Aber reden wir über alles der Reihe nach.
Prähistorische Referenz
Die Geschichte der Entwicklung der Dampfmaschine ist untrennbar mit der Geschichte der Entstehung und Verbesserung der Dampfmaschine verbunden. Als im 1. Jahrhundert n. Chr. NS. Heron aus Alexandria schlug seine Idee vor, Dampf eine Metallkugel drehen zu lassen, und seine Idee wurde als wenig mehr als Spaß behandelt. Ob andere Ideen eher den Erfindern Sorgen machten, aber der erste, der einen Dampfkessel auf Räder stellte, war der Mönch Ferdinand Verbst. 1672. Sein "Spielzeug" wurde auch wie ein Spaß behandelt. Aber die nächsten vierzig Jahre waren nicht umsonst für die Geschichte der Dampfmaschine.
Isaac Newtons selbstfahrendes Besatzungsprojekt (1680), der Feuerapparat des Mechanikers Thomas Severi (1698) und Thomas Newcomens atmosphärische Installation (1712) demonstrierten das enorme Potenzial der Verwendung von Dampf zur Verrichtung mechanischer Arbeit. Zunächst pumpten Dampfmaschinen Wasser aus Bergwerken und hoben Lasten, doch Mitte des 18. Jahrhunderts gab es bereits mehrere Hundert solcher Dampfanlagen bei den englischen Unternehmen.
Was ist eine Dampfmaschine? Wie kann Dampf die Räder bewegen? Das Prinzip der Dampfmaschine ist einfach. Das Wasser wird in einem geschlossenen Tank zu Dampf erhitzt. Dampf wird durch Rohre in einen geschlossenen Zylinder abgegeben und drückt den Kolben heraus. Diese Translationsbewegung wird über eine Zwischenpleuelstange auf die Schwungradwelle übertragen.
Dieses schematische Diagramm des Betriebs eines Dampfkessels in der Praxis hatte erhebliche Nachteile.
Die erste Dampfmenge brach in Keulen aus, und der abgekühlte Kolben sank unter seinem eigenen Gewicht für den nächsten Schlag nach unten. Dieses schematische Diagramm des Betriebs eines Dampfkessels in der Praxis hatte erhebliche Nachteile. Das Fehlen eines Dampfdruckregelsystems führte oft zu einer Kesselexplosion. Es hat viel Zeit und Brennstoff gekostet, den Kessel betriebsbereit zu machen. Ständiges Nachtanken und die gigantischen Dimensionen der Dampfanlage ließen die Liste ihrer Mängel nur noch wachsen.
Das neue Auto wurde 1765 von James Watt vorgeschlagen. Den vom Kolben ausgepressten Dampf leitete er in eine zusätzliche Kondensationskammer und machte das ständige Nachfüllen des Kessels überflüssig. Schließlich löste er 1784 das Problem, die Dampfbewegung so umzuverteilen, dass sie den Kolben in beide Richtungen drückte. Dank der von ihm entwickelten Spule konnte die Dampfmaschine ohne Unterbrechungen zwischen den Zyklen arbeiten. Dieses Prinzip einer doppeltwirkenden Wärmekraftmaschine bildete die Grundlage der meisten Dampftechnologien.
Viele kluge Leute arbeiteten an der Entwicklung von Dampfmaschinen. Schließlich ist dies eine einfache und kostengünstige Möglichkeit, Energie aus fast nichts zu gewinnen.
Ein kleiner Ausflug in die Geschichte der Dampfwagen
Doch so groß die Erfolge der Briten auf dem Feld auch waren, der Franzose Nicolas Joseph Cugno war der erste, der die Dampfmaschine auf Räder stellte.
Kyunhos erstes Dampfauto
Sein Auto erschien 1765 auf den Straßen. Die Geschwindigkeit des Rollstuhls betrug rekordverdächtige 9,5 km/h. Darin stellte der Erfinder vier Sitzplätze für Passagiere zur Verfügung, die mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 3,5 km/h im Wind gerollt werden konnten. Dieser Erfolg war dem Erfinder nicht genug.
Die Notwendigkeit, jeden Kilometer zum Tanken und Anzünden eines neuen Feuers anzuhalten, war kein wesentlicher Nachteil, sondern nur Stand der Technik der damaligen Zeit.
Er beschloss, einen Traktor für Kanonen zu erfinden. So entstand ein dreirädriger Karren mit einem massiven Kessel davor. Die Notwendigkeit, jeden Kilometer zum Tanken und Anzünden eines neuen Feuers anzuhalten, war kein wesentlicher Nachteil, sondern nur Stand der Technik der damaligen Zeit.
Das nächste Modell von Cugno, Modell 1770, wog etwa anderthalb Tonnen. Der neue Karren konnte mit einer Geschwindigkeit von 7 km / h etwa zwei Tonnen Fracht transportieren.
Maestro Cugno beschäftigte sich mehr mit der Idee, eine Hochdruck-Dampfmaschine zu schaffen. Es war ihm nicht einmal peinlich, dass der Kessel explodieren konnte. Cuyunho war es, der auf die Idee kam, die Feuerbüchse unter den Kessel zu stellen und das „Feuer“ mit sich zu tragen. Außerdem kann sein "Wagen" zu Recht als erster Lastwagen bezeichnet werden. Der Rücktritt des Mäzens und eine Reihe von Revolutionen machten es dem Meister unmöglich, das Modell zu einem vollwertigen Lastwagen zu entwickeln.
Autodidakt Oliver Evans und seine Amphibie
Die Idee, Dampfmaschinen zu schaffen, hatte universelle Ausmaße. In den nordamerikanischen Staaten schuf der Erfinder Oliver Evans etwa fünfzig Dampfanlagen auf Basis der Watt-Maschine. Um die Größe des James-Watt-Werks zu reduzieren, konstruierte er Dampfmaschinen für Getreidemühlen. Weltweite Berühmtheit erlangte Oliver Evans jedoch durch seinen amphibischen Dampfwagen. 1789 bestand sein erstes Auto in den Vereinigten Staaten erfolgreich die Land- und Wassertests.
Auf seiner Amphibie, die als Prototyp eines Geländewagens bezeichnet werden kann, installierte Evans eine Maschine mit einem Dampfdruck von zehn Atmosphären!
Der neun Meter lange Bootswagen wog etwa 15 Tonnen. Die Dampfmaschine trieb die Hinterräder und den Propeller an. Oliver Evans war übrigens auch ein Anhänger der Hochdruckdampfmaschine. Auf seiner Amphibie, die als Prototyp eines Geländewagens bezeichnet werden kann, installierte Evans eine Maschine mit einem Dampfdruck von zehn Atmosphären!
Wenn die Erfinder des 18. bis 19. Jahrhunderts Technologien des 21. Jahrhunderts zur Hand gehabt hätten, können Sie sich vorstellen, wie viel Technologie sie sich ausgedacht hätten!? Und was für eine Technik!
XX Jahrhundert und 204 km / h auf einem Stanley-Dampfwagen
Jawohl! Das 18. Jahrhundert gab der Entwicklung des Dampftransports einen starken Impuls. Zahlreiche und unterschiedliche Ausführungen von selbstfahrenden Dampfwagen haben zunehmend begonnen, den Pferdetransport auf den Straßen Europas und Amerikas zu verwässern. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts hatten sich dampfbetriebene Autos stark verbreitet und wurden zu einem bekannten Symbol ihrer Zeit. Sowie Fotografie.
Das 18. Jahrhundert gab der Entwicklung des Dampftransports einen starken Impuls
Es war ihre Fotofirma, die die Stanley-Brüder verkauften, als sie 1897 beschlossen, ernsthaft mit der Produktion von Dampfwagen in den Vereinigten Staaten zu beginnen. Sie bauten gut verkaufte Fährwagen. Doch das reichte ihnen nicht aus, um ihre ehrgeizigen Pläne zu erfüllen. Schließlich waren sie nur einer von vielen gleichen Autoherstellern. Dies war, bis sie ihre "Rakete" entwarfen.
Es war ihre Fotofirma, die die Stanley-Brüder verkauften, als sie 1897 beschlossen, ernsthaft mit der Produktion von Dampfwagen in den Vereinigten Staaten zu beginnen.
Natürlich hatten Stanley-Autos den Ruf, ein zuverlässiges Auto zu sein. Die Dampfeinheit befand sich auf der Rückseite und der Kessel wurde mit Benzin- oder Kerosinbrennern beheizt. Schwungrad eines Zweizylinder-Dampfmotors mit doppeltwirkender Rotation zur Hinterachse mittels Kettengetriebe. Stanley Steamer hatte keine Fälle von Kesselexplosionen. Aber sie brauchten einen Spritzer.
Natürlich hatten Stanley-Autos den Ruf, ein zuverlässiges Auto zu sein.
Mit ihrer „Rakete“ sorgten sie weltweit für Furore. 205,4 km/h im Jahr 1906! So schnell ist noch nie jemand gefahren! Ein Auto mit Verbrennungsmotor brach diesen Rekord nur 5 Jahre später. Stanleys Sperrholzdampf "Rocket" prägte viele Jahre lang die Form von Rennwagen. Doch nach 1917 erlebte Stanley Steamer die Konkurrenz durch den billigen Ford T immer mehr und resignierte.
Einzigartige Fähren der Brüder Doble
Diese berühmte Familie hat es bis Anfang der 30er Jahre des 20. Jahrhunderts geschafft, Benzinmotoren angemessen zu widerstehen. Sie haben keine Rekordautos gebaut. Die Brüder liebten ihre Fährwagen wirklich. Wie sonst soll man sonst den von ihnen erfundenen Zellstrahler und den Zündknopf erklären? Ihre Modelle sahen nicht aus wie kleine Dampflokomotiven.
Die Brüder Abner und John revolutionierten den Dampftransport.
Die Brüder Abner und John revolutionierten den Dampftransport. Um sich zu bewegen, musste sein Auto 10-20 Minuten lang nicht aufgewärmt werden. Der Zündknopf pumpte Kerosin aus dem Vergaser in den Brennraum. Er kam dort an, nachdem er sich mit einer Zündkerze angezündet hatte. Das Wasser erhitzte sich in Sekundenschnelle, und nach eineinhalb Minuten erzeugte der Dampf den nötigen Druck und es konnte losgehen.
Der Abdampf wurde zur Kondensation und Vorbereitung für nachfolgende Zyklen zu einem Kühler geleitet. Für einen reibungslosen Lauf von 2000 km brauchten die Autos von Doblov daher nur neunzig Liter Wasser im System und mehrere Liter Kerosin. Niemand konnte eine solche Wirtschaftlichkeit bieten! Vielleicht lernte Stanley 1917 auf der Detroit Auto Show das Modell der Doble-Brüder kennen und begann, ihre Produktion einzuschränken.
Das Model E wurde das luxuriöseste Auto der zweiten Hälfte der 20er Jahre und die neueste Version des Doblov-Fährwagens. Lederausstattung, poliertes Holz und Elefantenknochen erfreuen vermögende Besitzer im Auto. In einer solchen Kabine könnte man den Lauf mit Geschwindigkeiten von bis zu 160 km/h genießen. Nur 25 Sekunden trennten den Moment der Zündung vom Moment des Starts. Es dauerte weitere 10 Sekunden, bis ein 1,2 Tonnen schweres Auto auf 120 km / h beschleunigte!
All diese Hochgeschwindigkeitsqualitäten wurden in den Vierzylinder-Motor integriert. Zwei Kolben wurden durch Hochdruckdampf von 140 Atmosphären herausgedrückt, während die anderen beiden gekühlten Niederdruckdampf in einen Wabenkondensator-Kühler schickten. Aber in der ersten Hälfte der 30er Jahre wurden diese hübschen Doble-Brüder nicht mehr produziert.
Dampfwagen
Allerdings darf nicht vergessen werden, dass sich die Dampftraktion auch im Güterverkehr rasant entwickelt. In den Städten verursachten Dampfwagen Allergien bei Snobs. Aber die Ware muss bei jedem Wetter geliefert werden und nicht nur in der Stadt. Und was ist mit Überlandbussen und militärischer Ausrüstung? Da kommt man mit Kleinwagen nicht aus.
Der Güterverkehr hat gegenüber dem Personenverkehr einen wesentlichen Vorteil - seine Abmessungen.
Der Güterverkehr hat gegenüber dem Personenverkehr einen wesentlichen Vorteil - seine Abmessungen. Sie ermöglichen es Ihnen, leistungsstarke Kraftwerke überall im Auto zu platzieren. Darüber hinaus wird es nur die Tragfähigkeit und die Geländegängigkeit erhöhen. Und nicht immer wird darauf geachtet, wie der Lkw aussehen wird.
Unter den Dampflastwagen möchte ich den englischen Sentinel und den sowjetischen NAMI hervorheben. Natürlich gab es noch viele andere, zum Beispiel Foden, Fowler, Yorkshire. Aber es waren Sentinel und NAMI, die sich als die hartnäckigsten erwiesen und bis Ende der 50er Jahre des letzten Jahrhunderts produziert wurden. Sie könnten mit jedem festen Brennstoff arbeiten - Kohle, Holz, Torf. Die "Allesfresser-Natur" dieser Lastwagen hebt sie vom Einfluss der Preise für Erdölprodukte ab und ermöglicht auch den Einsatz an schwer zugänglichen Stellen.
Workaholic Sentinel mit englischem Akzent
Diese beiden Lkw unterscheiden sich nicht nur im Herstellungsland. Auch die Prinzipien der Anordnung von Dampferzeugern waren unterschiedlich. Die Santinels zeichnen sich durch die obere und untere Anordnung der Dampfmaschinen relativ zum Kessel aus. In der obersten Position lieferte der Dampferzeuger heißen Dampf direkt in den Maschinenraum, der über ein Kardanwellensystem mit den Achsen verbunden war. Durch die niedrigere Position der Dampfmaschine, also auf dem Fahrgestell, erhitzte der Kessel das Wasser und führte der Maschine über Rohre Dampf zu, was Temperaturverluste garantierte.
Die Santinels zeichnen sich durch die obere und untere Anordnung der Dampfmaschinen relativ zum Kessel aus.
Typisch für beide Typen war das Vorhandensein eines Kettenantriebs vom Schwungrad der Dampfmaschine bis zu den Kardangelenken. Dies ermöglichte es den Designern, die Produktion von Santinels je nach Kunde zu vereinheitlichen. Für heiße Länder wie Indien wurden Dampflastwagen mit einer niedrigeren, getrennten Position von Kessel und Motor hergestellt. Für Länder mit kalten Wintern - mit dem oberen, kombinierten Typ.
Für heiße Länder wie Indien wurden Dampflastwagen mit einer niedrigeren, getrennten Position von Kessel und Motor hergestellt.
Bei diesen Lkw kamen viele bewährte Technologien zum Einsatz. Dampfverteilerschieber und -ventile, einfach- und doppeltwirkende Motoren, Hoch- oder Niederdruck, mit oder ohne Getriebe. Dies verlängerte jedoch nicht die Lebensdauer der englischen Dampflastwagen. Obwohl sie bis Ende der 50er Jahre des 20. Und da an ihrer radikalen Modernisierung niemand interessiert war, stand ihr Schicksal fest.
Obwohl sie bis Ende der 50er Jahre des 20.
An wen was, aber an uns - US
Um die kriegszerrüttete Wirtschaft der Sowjetunion anzukurbeln, war es notwendig, zumindest an schwer zugänglichen Orten - im Norden des Landes und in Sibirien - einen Weg zu finden, die Ölressourcen nicht zu verschwenden. Sowjetische Ingenieure erhielten die Möglichkeit, Santinels Konstruktion mit einer obenliegenden Vierzylinder-Direktantriebs-Dampfmaschine zu studieren und ihre "Antwort auf Chamberlain" zu entwickeln.
In den 1930er Jahren versuchten russische Institute und Konstruktionsbüros immer wieder, einen alternativen Lkw für die Holzindustrie zu entwickeln.
In den 1930er Jahren versuchten russische Institute und Konstruktionsbüros immer wieder, einen alternativen Lkw für die Holzindustrie zu entwickeln. Aber jedes Mal stoppte der Fall in der Testphase. Mit ihrer eigenen Erfahrung und der Möglichkeit, erbeutete Fährfahrzeuge zu studieren, gelang es den Ingenieuren, die Führung des Landes von der Notwendigkeit eines solchen Dampfwagens zu überzeugen. Außerdem war Benzin 24 mal teurer als Kohle. Und bei den Kosten für Brennholz in der Taiga kann man es nicht einmal erwähnen.
Eine Gruppe von Designern unter der Leitung von Yu Shebalin vereinfachte die Dampfeinheit als Ganzes so weit wie möglich. Sie kombinierten einen Vierzylindermotor und einen Kessel zu einer Einheit und platzierten sie zwischen Karosserie und Fahrerhaus. Wir haben diese Installation auf das Chassis der Serie YaAZ (MAZ) -200 gelegt. Die Arbeit des Dampfes und seine Kondensation wurden in einem geschlossenen Kreislauf kombiniert. Die Versorgung mit Holzbarren aus dem Bunker erfolgte automatisch.
So wurde NAMI-012 geboren, oder besser gesagt im Wald im Gelände. Das Prinzip einer Bunkerversorgung mit Festbrennstoff und die Anordnung einer Dampfmaschine auf einem Lastwagen sind offensichtlich aus der Praxis der Gasgeneratoren entlehnt.
Das Schicksal des Waldbesitzers - NAMI-012
Die Eigenschaften des Dampf-Inlands-Tiefladers und Holztransporters NAMI-012 waren wie folgt:
- Tragfähigkeit - 6 Tonnen
- Geschwindigkeit - 45 km / h
- Die Reichweite ohne Tanken beträgt 80 km, wenn die Wasserversorgung erneuert werden konnte, dann 150 km
- Drehmoment bei niedrigen Geschwindigkeiten - 240 kgm, was fast 5-mal höher war als die Indikatoren der Basis YAZ-200
- Ein Naturumlaufkessel erzeugte einen Druck von 25 Atmosphären und brachte den Dampf auf eine Temperatur von 420 ° C
- Durch Ejektoren war es möglich, die Wasservorräte direkt aus dem Reservoir aufzufüllen
- Das Ganzmetall-Fahrerhaus hatte keine Haube und wurde nach vorne geschoben
- Die Geschwindigkeit wurde über die Dampfmenge im Motor mit dem Vorschub-/Abschalthebel reguliert. Mit seiner Hilfe wurden die Zylinder zu 25/40/75 % gefüllt.
- Ein Rückwärtsgang und drei Pedalsteuerungen.
Die gravierenden Nachteile des Dampfwagens waren der Verbrauch von 400 kg Brennholz pro 100 km Gleis und die Notwendigkeit, bei Frost das Wasser im Kessel loszuwerden.
Die gravierenden Nachteile des Dampfwagens waren der Verbrauch von 400 kg Brennholz pro 100 km Gleis und die Notwendigkeit, bei Frost das Wasser im Kessel loszuwerden. Der Hauptnachteil der ersten Probe war jedoch die schlechte Durchlässigkeit im unbelasteten Zustand. Dann stellte sich heraus, dass die Vorderachse durch die Kabine und das Dampfaggregat im Vergleich zum Heck überlastet war. Sie bewältigten diese Aufgabe, indem sie ein modernisiertes Dampfkraftwerk auf dem Allradantrieb YaAZ-214 installierten. Jetzt wurde die Kapazität des Holztransporters NAMI-018 auf 125 PS erhöht.
Da sie jedoch keine Zeit hatten, sich im ganzen Land zu verbreiten, wurden die Dampferzeugerwagen in der zweiten Hälfte der 50er Jahre des letzten Jahrhunderts alle entsorgt.
Da sie jedoch keine Zeit hatten, sich im ganzen Land zu verbreiten, wurden die Dampfgenerator-LKWs alle in der zweiten Hälfte der 50er Jahre des letzten Jahrhunderts entsorgt. Allerdings zusammen mit Gasgeneratoren. Da die Kosten für die Umrüstung von Autos, wirtschaftlicher Nutzen und Benutzerfreundlichkeit im Vergleich zu Benzin- und Diesel-Lkw zeitaufwändig und fragwürdig waren. Außerdem war zu diesem Zeitpunkt in der Sowjetunion bereits die Ölförderung etabliert.
Ein schnelles und erschwingliches modernes Dampfauto
Denken Sie nicht, dass die Idee eines dampfbetriebenen Autos für immer in Vergessenheit geraten ist. Jetzt gibt es ein deutlich steigendes Interesse an Motoren, alternativen Verbrennungsmotoren auf Benzin- und Dieselkraftstoff. Die Ölreserven der Welt sind nicht unbegrenzt. Ja, und die Kosten für Erdölprodukte steigen ständig. Die Konstrukteure bemühten sich so sehr, den Verbrennungsmotor zu verbessern, dass ihre Ideen fast an ihre Grenzen stießen.
Elektroautos, Wasserstoffautos, Gasgeneratoren und Dampfautos sind wieder heiße Themen. Hallo vergessenes 19. Jahrhundert!
Jetzt gibt es ein deutlich steigendes Interesse an Motoren, alternativen Verbrennungsmotoren auf Benzin- und Dieselkraftstoff.
Ein britischer Ingenieur (wieder England!) demonstrierte die neuen Fähigkeiten der Dampfmaschine. Er schuf seine Inspuration nicht nur, um die Relevanz dampfbetriebener Autos zu demonstrieren. Seine Idee ist für Aufzeichnungen gemacht. 274 km/h – das ist die Geschwindigkeit, die zwölf auf einem 7,6-Meter-Auto verbaute Kessel beschleunigen. Nur 40 Liter Wasser reichen für das verflüssigte Gas, um die Dampftemperatur buchstäblich im Handumdrehen auf 400 °C zu bringen. Denken Sie nur, es hat 103 Jahre gedauert, um den Geschwindigkeitsrekord für ein dampfbetriebenes Auto von Rocket zu brechen!
In einem modernen Dampferzeuger können Sie Kohle in Form von Pulver oder anderen billigen Brennstoffen verwenden, z. B. Heizöl, Flüssiggas. Deshalb waren und werden Dampfwagen immer beliebter.
Doch für eine umweltfreundliche Zukunft ist es erneut notwendig, den Widerstand der Öllobbyisten zu überwinden.
Dampfmaschinen wurden von den frühen 1800er bis in die 1950er Jahre installiert und trieben die meisten Dampflokomotiven an. Ich möchte darauf hinweisen, dass das Funktionsprinzip dieser Motoren trotz der Änderung ihrer Konstruktion und Abmessungen immer unverändert geblieben ist.
Die animierte Illustration zeigt die Funktionsweise der Dampfmaschine.
Zur Erzeugung des dem Motor zugeführten Dampfes wurden Kessel verwendet, die sowohl mit Holz und Kohle als auch mit flüssigem Brennstoff betrieben wurden.
Erste Maßnahme
Dampf aus dem Kessel tritt in die Dampfkammer ein, aus der er durch das Dampfventilventil (blau markiert) in den oberen (vorderen) Teil des Zylinders eintritt. Der vom Dampf erzeugte Druck drückt den Kolben nach unten in Richtung UT. Bei der Bewegung des Kolbens vom OT zum UT macht das Rad eine halbe Umdrehung.
Veröffentlichung
Ganz am Ende der Kolbenbewegung in Richtung UT wird das Dampfventil verdrängt und der verbleibende Dampf wird durch den unter dem Ventil befindlichen Auslassanschluss freigesetzt. Restdampf entweicht und erzeugt ein für Dampfmaschinen charakteristisches Geräusch.
Zweite Maßnahme
Gleichzeitig öffnet die Verschiebung des Restdampfventils den Dampfeinlass zum unteren (hinteren) Teil des Zylinders. Der durch den Dampf im Zylinder erzeugte Druck zwingt den Kolben, sich in Richtung OT zu bewegen. Zu diesem Zeitpunkt macht das Rad eine weitere halbe Umdrehung.
Veröffentlichung
Am Ende der Kolbenbewegung auf OT wird der restliche Dampf durch das gleiche Austrittsfenster abgelassen.
Der Zyklus wird erneut wiederholt.
Die Dampfmaschine hat eine sogenannte. Totpunkt am Ende jedes Hubs, wenn das Ventil vom Expansionshub zum Auslass übergeht. Aus diesem Grund verfügt jede Dampfmaschine über zwei Zylinder, wodurch der Motor aus jeder Position gestartet werden kann.
Es begann seine Expansion zu Beginn des 19. Jahrhunderts. Und schon damals wurden nicht nur große Einheiten für industrielle Zwecke gebaut, sondern auch dekorative. Die meisten ihrer Käufer waren wohlhabende Adlige, die sich und ihre Kinder amüsieren wollten. Nachdem Dampfmaschinen ein Teil des gesellschaftlichen Lebens wurden, wurden dekorative Maschinen in Universitäten und Schulen als Bildungsmodelle verwendet.
Moderne Dampfmaschinen
Zu Beginn des 20. Jahrhunderts begann die Bedeutung von Dampfmaschinen zu sinken. Eine der wenigen Firmen, die weiterhin dekorative Mini-Motoren herstellten, war die britische Firma Mamod, die es Ihnen noch heute ermöglicht, ein Muster dieser Ausrüstung zu erwerben. Aber die Kosten für solche Dampfmaschinen können leicht über zweihundert Pfund steigen, was für ein Schmuckstück für ein paar Nächte nicht so wenig ist. Darüber hinaus ist es für diejenigen, die gerne alle möglichen Mechanismen selbst zusammenbauen, viel interessanter, eine einfache Dampfmaschine mit eigenen Händen zu bauen.
Es ist sehr einfach. Das Feuer erhitzt den Kessel mit Wasser. Unter Temperatureinfluss verwandelt sich das Wasser in Dampf, der den Kolben drückt. Solange sich Wasser im Tank befindet, dreht sich das mit dem Kolben verbundene Schwungrad. Dies ist die Standardausführung für eine Dampfmaschine. Aber Sie können ein Modell mit einer ganz anderen Konfiguration zusammenbauen.
Kommen wir nun vom theoretischen Teil zu spannenderen Dingen. Wenn Sie daran interessiert sind, etwas mit Ihren eigenen Händen zu machen, und Sie von solchen exotischen Autos überrascht sind, dann ist dieser Artikel für Sie. Wir informieren Sie darin gerne über verschiedene Möglichkeiten, wie Sie eine Dampfmaschine mit Ihren eigenen Händen zusammenbauen können. Gleichzeitig bereitet der Prozess der Schaffung eines Mechanismus nicht weniger Freude als sein Start.
Methode 1: DIY Mini-Dampfmaschine
Also, lass uns beginnen. Lassen Sie uns die einfachste Dampfmaschine mit unseren eigenen Händen zusammenbauen. Zeichnungen, komplexe Werkzeuge und Spezialkenntnisse sind nicht erforderlich.
Zu Beginn nehmen wir unter jedem Getränk hervor. Schneiden Sie das untere Drittel davon ab. Da scharfe Kanten entstehen, müssen diese mit einer Zange nach innen gebogen werden. Wir tun dies sorgfältig, um uns nicht zu schneiden. Da die meisten Aluminiumdosen einen konkaven Boden haben, muss er nivelliert werden. Es reicht aus, es mit dem Finger fest auf eine harte Oberfläche zu drücken.
In einem Abstand von 1,5 cm von der Oberkante des resultierenden "Glases" müssen zwei gegenüberliegende Löcher gebohrt werden. Es empfiehlt sich hierfür einen Locher zu verwenden, da diese einen Durchmesser von mindestens 3 mm aufweisen müssen. Stellen Sie eine dekorative Kerze auf den Boden des Glases. Jetzt nehmen wir gewöhnliche Tischfolie, falten sie und wickeln dann unseren Minibrenner von allen Seiten ein.
Minidüsen
Als nächstes müssen Sie ein Stück Kupferrohr mit einer Länge von 15-20 cm nehmen.Es ist wichtig, dass es innen hohl ist, da dies unser Hauptmechanismus ist, um die Struktur in Bewegung zu setzen. Der mittlere Teil der Tube wird 2 oder 3 mal um den Bleistift gewickelt, so dass eine kleine Spirale entsteht.
Nun müssen Sie dieses Element so platzieren, dass sich die gebogene Stelle direkt über dem Kerzendocht befindet. Geben Sie dazu der Tube die Form des Buchstabens "M". Gleichzeitig zeigen wir die Abschnitte an, die durch die Löcher in der Bank hinuntergehen. Somit ist das Kupferrohr starr über dem Docht befestigt und seine Kanten sind eine Art Düsen. Damit sich die Struktur drehen kann, müssen die gegenüberliegenden Enden des "M-Elements" um 90 Grad in verschiedene Richtungen gebogen werden. Der Bau der Dampfmaschine ist fertig.
Motorstart
Das Glas wird in einen Behälter mit Wasser gestellt. In diesem Fall ist es erforderlich, dass die Kanten des Rohres unter seiner Oberfläche liegen. Sollten die Düsen nicht lang genug sein, kann am Dosenboden ein kleines Gewicht angebracht werden. Aber achten Sie darauf, nicht den ganzen Motor zu versenken.
Jetzt müssen Sie das Rohr mit Wasser füllen. Dazu können Sie eine Kante ins Wasser absenken und mit der zweiten wie durch einen Schlauch Luft ansaugen. Wir senken das Glas ins Wasser. Wir zünden den Docht der Kerze an. Nach einer Weile verwandelt sich das Wasser in der Spirale in Dampf, der unter Druck aus den gegenüberliegenden Enden der Düsen herausfliegt. Das Glas beginnt sich schnell genug im Behälter zu drehen. So haben wir mit unseren eigenen Händen eine Dampfmaschine bekommen. Wie Sie sehen, ist alles einfach.
Dampfmaschinenmodell für Erwachsene
Jetzt komplizieren wir die Aufgabe. Lassen Sie uns mit unseren eigenen Händen eine ernsthaftere Dampfmaschine zusammenbauen. Zuerst müssen Sie eine Farbdose nehmen. Dabei sollten Sie darauf achten, dass es absolut sauber ist. Schneiden Sie 2-3 cm vom Boden ein Rechteck mit den Maßen 15 x 5 cm an die Wand und legen Sie die lange Seite parallel zum Dosenboden. Schneiden Sie aus dem Metallgitter ein Stück von 12 x 24 cm aus, messen Sie 6 cm von beiden Enden der Längsseite und biegen Sie diese Abschnitte in einem Winkel von 90 Grad. Wir bekommen einen kleinen "Plattformtisch" mit einer Fläche von 12 x 12 cm mit 6 cm Beinen. Wir installieren die resultierende Struktur auf dem Boden der Dose.
Um den Umfang des Deckels müssen mehrere Löcher gebohrt und halbkreisförmig entlang einer Hälfte des Deckels platziert werden. Es ist wünschenswert, dass die Löcher einen Durchmesser von etwa 1 cm haben, dies ist notwendig, um eine ausreichende Belüftung des Innenraums zu gewährleisten. Eine Dampfmaschine funktioniert nicht gut, wenn nicht genug Luft vorhanden ist, um den Brandherd zu erreichen.
Hauptelement
Wir machen eine Spirale aus einem Kupferrohr. Nehmen Sie etwa 6 Meter weiches Kupferrohr von 1/4 Zoll (0,64 cm). Wir messen 30 cm von einem Ende, von diesem Punkt aus ist es notwendig, fünf Windungen einer Spirale mit einem Durchmesser von jeweils 12 cm zu machen. Der Rest des Rohres wird zu 15 Ringen mit einem Durchmesser von 8 cm gebogen, so dass am anderen Ende 20 cm Rohr frei sein sollten.
Beide Leitungen werden durch Öffnungen im Deckel der Dose geführt. Sollte sich herausstellen, dass die Länge des geraden Abschnitts dafür nicht ausreicht, kann eine Spiralwindung aufgebogen werden. Kohle wird auf eine vorinstallierte Plattform gelegt. In diesem Fall sollte die Spirale direkt über dieser Plattform platziert werden. Die Kohle wird sorgfältig zwischen den Windungen ausgelegt. Das Glas kann nun geschlossen werden. Als Ergebnis haben wir eine Feuerbüchse erhalten, die den Motor antreibt. Die Dampfmaschine ist fast mit unseren eigenen Händen fertig. Ein bisschen geblieben.
Wassertank
Jetzt müssen Sie eine andere Farbdose nehmen, jedoch bereits in einer kleineren Größe. In die Mitte des Deckels wird ein Loch von 1 cm Durchmesser gebohrt, an der Seite der Dose zwei weitere Löcher - eines fast unten, das zweite - höher am Deckel selbst.
Nehmen Sie zwei Krusten, in deren Mitte ein Loch aus den Durchmessern des Kupferrohrs gemacht wird. In die eine Kruste wird ein 25 cm langes Plastikrohr gesteckt, in die andere 10 cm, so dass ihr Rand kaum aus den Korken herausschaut. Eine Kruste mit einer langen Röhre wird in die untere Öffnung einer kleinen Dose und eine kürzere Röhre in die obere Öffnung eingeführt. Stellen Sie die kleinere Dose so auf die große Farbdose, dass sich das Loch im Boden auf der gegenüberliegenden Seite der Belüftungsöffnungen der großen Dose befindet.
Ergebnis
Als Ergebnis sollten Sie die folgende Konstruktion erhalten. Wasser wird in ein kleines Gefäß gegossen, das durch ein Loch im Boden in ein Kupferrohr fließt. Unter der Spirale wird ein Feuer entzündet, das den Kupferbehälter aufheizt. Heißer Dampf steigt das Rohr nach oben.
Damit der Mechanismus vollständig ist, müssen am oberen Ende des Kupferrohrs ein Kolben und ein Schwungrad angebracht werden. Als Ergebnis wird die thermische Energie der Verbrennung in mechanische Rotationskräfte des Rades umgewandelt. Es gibt eine Vielzahl verschiedener Schemata zur Herstellung eines solchen Verbrennungsmotors, aber bei allen sind immer zwei Elemente beteiligt - Feuer und Wasser.
Zusätzlich zu diesem Design können Sie Dampf sammeln, dies ist jedoch Material für einen völlig separaten Artikel.