Сегодняшний мир приучил нас к изобилию. У нас есть телевидение, интернет, в магазинах полно вещей и продуктов на любой вкус и кошелёк. На заправке вы всегда найдёте несколько сортов бензина, дизель и газ. Но везде ли так?
Увы, но далеко не везде. Например, Северная Корея. Страна, обложенная санкциями и запретами, фактически изолированная от мира. Страна, в которую нельзя поставлять автомобили, а также нельзя продавать нефть, бензин. Конечно, страна ввозит нефтепродукты неофициально, однако своих источников нефти у Северной Кореи нет, что приводит к дефициту топлива.
К чему приводит дефицит? К использованию в отдалённых уголках страны и по сей день забытой технологии – газгенных автомобилей, работающих на дровах, угле или органических брикетах (солома, опилки, шишки).
Но с чего вообще началась и как развивалась история автомобилей на твёрдом топливе?
Первым образцом конечно можно считать паровую телегу французского изобретателя Никола-Жозефа Кюньо, представленную в 1769 г.
В основе была деревянная рама, к которой без подвески крепились деревянные колеса. Переднее колесо являлось ведущим, а также управляемым. Над ним был закреплён дровяной паровой котел, пар из которого приводил в движение 2 поршня, двигавшихся поочерёдно. Поступательное движение через тягу и вращало храповый механизм, который приводил в движение колесо.
В 19 веке паровые автомобили развивались в основном как общественный транспорт, тягачи и тракторы. Однако были разработаны и внедрены ручной маховик, ручной тормоз, коробка передач, рулевой механизм и подшипники. В Англии популярность автомобиля привела к появлению в 1865 г. закона, именуемого «Locomotive Act», который предписывал, чтобы на общественных дорогах Великобритании перед самоходными машинами шёл человек, размахивающий красным флагом и дующий в сигнальную дудку, оповещая о приближении транспорта. Так боролись, как тогда считали, со слишком высокой скоростью автомобиля. Стоит отметить, что скорость в начале века была порядка 20 км/ч, но постоянно росла. Так, например в 1906 г. паровой автомобиль фирмы Stanley установил рекорд скорости в 205,5 км/ч!
Начиная с 1910 г. происходило постепенное вымирание паровых двигателей. Появление более совершенных конструктивно бензиновых и дизельных двигателей не оставило шансов паровым машинам? Отчасти это так, ведь в обычной жизни бензиновый автомобиль был проще в эксплуатации и удобней в быту.
Но для ряда специальных задач паровые двигатели находили себе применение.
Например немецкий паровой трактор DS-25 Saxenberg образца 1943 г. Разработка этого трактора велась с целью создания машины, способной работать в любом регионе что называется «на подножном корме». В качестве топлива мог применяться и уголь, и дрова, и солома. Учитывая высокие тяговые характеристики паровых машин, и простоту конструкции, машина оказалась востребованной.
Советские специалисты тоже обращались к теме паровых машин. Так ещё в 1935 г. в научном тракторном институте (будущий НАМИ) было создано бюро паросиловых установок. Уже в 1936 г. на шасси ЯГ-6 был разработан первый паромобиль МП-28, который мог работать как на жидком топливе, так и на антраците (уголь наибольшей степени углификации). Но построить до войны его не успели, и проект был заброшен.
7 августа 1947 года Советом Министров СССР было принято постановление «О механизации лесозаготовок и освоении новых лесных районов». НАМИ было поручено сконструировать лесовоз, способный работать на дровах. Это создавало безотходное производство, и позволяло использовать машину в самых далёких регионах, куда было трудно или невозможно доставить топливо.
Первый образец был готов в 1948 г. и получил индекс НАМИ-12.
В 1949 г. и середине 1950 г. было создано ещё 2 автомобиля, и все три машины 2 сентября 1950 г. отправились на государственные испытания, которые завершились 25 августа 1951 г. Испытания проводились на Крайнем Севере при температурах до −40 °C, вода бралась из местного озера. В конце испытаний машины сделали пробег по маршруту Москва — Ярославль в обе стороны накатав до 26 тыс. км.
На основе испытаний комиссия пришла к выводу, что машина имеет хорошую проходимость в загруженном состоянии, однако без загрузки, из-за высокого веса, который приходился на переднюю ось, паровой автомобиль НАМИ-012 имел меньшую проходимость.
Поэтому в 1953 г. была построена полноприводная модель – лесовоз НАМИ-18. Интересной особенностью конструкции являлось подключение переднего моста автоматически при пробуксовке заднего моста.
По заключению государственной комиссии, машины успешно прошли все испытания. Однако им не суждено было стать серийными. Во-первых, сказывалась сложность обслуживания и работы с машинами, ведь на 100 км. пути ей необходимо было до 400 кг. дров, которые нужно было возить с собой и периодически загружать. Одновременно с этим, каждый вечер необходимо было сливать, а сутра заливать обратно 200 л. воды в котёл, дабы его не разорвало на морозе. Третьим решающим фактором стал нефтяной бум в СССР. Бензин стремительно дешевел и эксплуатировать паровые машины становилось просто не выгодно.
Стоит отметить также, что в 1951 г. на базе трактора ДТ-54 был разработан проект ПТ-54, парового трактора. Применение паровой машины с поперечным расположением коленчатого вала позволило отказаться от сцепления, коробки передач и главной передачи. Работал трактор на каменном угле, 400 кг запаса которого в бункере хватало на 3,5 часа работы на полной мощности. ПТ-54 имел на треть больший крутящий момент, чем ДТ-54 однако проект таки не был доведён до серийного производства.
На этом тема паровых автомобилей была закрыта. Но существовала ещё одна ветка двигателей, работавших на твёрдом топливе.
Это были газогенераторные двигатели. Принципиальное отличие конструкции было в том, что под капотом автомобиля был установлен не паровой котёл, а обычный двигатель внутреннего сгорания. Только работал он не на бензине или дизеле, а на горючем газе, состоящем в основном из окиси углерода и водорода. Получить такой газ можно, сжигая размещенную толстым слоем древесину в условиях ограниченного количества воздуха.
Использовать такую конструкцию можно как на грузовом, так и на легковом транспорте в условиях дефицита топлива. Преимуществом является возможность переоборудования автомобиля на бензин и обратно без крупных переделок.
Так, например, во время войны в Германии наблюдался острый дефицит нефти, и на газогенераторы было переоборудовано более 500 тыс. автомобилей. Примером может служить немецкий Ford G398TS, выпускавшийся в годы Великой Отечественной Войны.
На фронте таких машин не было, но в тылу они использовались.
Ещё одним примером может служить автомобиль Volkswagen Typ 82. С виду это обычный «кюбельваген», но на самом деле внутри скрывается газогенераторная силовая установка.
В США про такие автомобили наверно даже не слышали, однако в Советском союзе их начали производить ещё до начала войны, в 30-х годах.
Связано это было с удалённостью и труднодоступностью некоторых производств, особенно за Уралом, что делало доставку топлива туда невозможной либо очень дорогой. В основном использовались газгены на грузовых автомобилях.
Одним из первых образцов стал ЗИС-13.
Автомобиль имел мощность 48 л.с., максимальную скорость 45 км/ч и грузоподъёмность 2,5 тонны. Расход составлял 85 кг дров на 100 км. Причём использовать можно было только чурки длиной 5 см. Дрова обязательно должны быть без гнили. Всего было выпущено 900 экземпляров.
Ещё одним ярким представителем грузовиков такого типа являлся ГАЗ-42, выпускавшийся с 1939 по 1946 г.г. Его особенностью была возможность использовать как газ, так и бензин, для чего имелся бак объёмом 40 литров. Автомобиль был построен на базе ГАЗ-АА («полуторка»), имел грузоподъёмность 1,2 тонны, уступая в этом чисто бензиновой машине. Однако машина была выпущена тиражом 33 840 автомобилей, и широко применялась в народном хозяйстве.
Были и легковые автомобили с подобной конструкцией, например ГАЗ-М1Г конструкции А.И. Пельтцера.
Автомобиль внешне не отличался от обычного ГАЗ-М1, пока не начинался процесс «заправки» древесными чурками. Запас хода составлял 200 км, для этого требовалось 70 кг древесины. Максимальная скорость равнялась 70 км/ч, а мощность двигателя составляла 37 л.с. В сентябре 1938 года на этой машине А.И. Пельтцер, А.Н. Понизовкин и Н.Д. Титов установили на дистанции 5000 километров всесоюзный рекорд скорости для газогенераторных автомобилей - 60,96 км/час, превышавший мировой рекорд.
Последним газогенераторным грузовиком СССР, выпускавшимся серийно, стал УралЗИС-352.
Даже не смотря на то, что это был один из самых совершенных конструктивно грузовиков, он имел мощность всего 45 л.с., грузоподъёмность 2,5 тонны при полной массе 6,5 (он весил в 2 раза больше, чем мог увезти). Это ещё раз показывает низкую эффективность таких двигателей в сравнении с бензиновыми или дизельными.
Выпуск был окончен 1956 г., однако до середины 70-х годов эти автомобили ещё встречались в отдалённых уголках СССР. Развитие дорожной сети и сети заправок окончательно поставило крест на этих автомобилях.
На сегодняшний день такие автомобили серийно не производятся, однако до сих пор встречаются как частные модификации автомобилей, так и производимые мелкими партиями (судя по фотографиям из Северной Кореи).
История жизни всех рассмотренных нами выше автомобилей ещё раз доказывает, что даже имея недостатки, некоторые конструкции имеют право на жизнь при определённых условиях, и лучше них ничего не придумать. Они выполнили свою задачу, и заслуживают напоминания о себе!
Спасибо, что прочитали эту статью, надеюсь, мне удалось познакомить вас с чем-то новым и интересным. В мире ещё много инженерных шедевров, и я постараюсь рассказать вам о них как можно больше!
А если вы подпишитесь на канал и поддержите меня лайком, я буду знать, что моя работа не прошла даром и мой материал кому-то интересен. До новых открытий, друзья!