OBALAMY MITY: PARA – BUCH!! KOŁA – W RUCH!!

Przy okazji niedawnego wpisu o markizie de Dionie pojawił się głos, że rezygnacja z napędu parowego, na jaką zdecydował się on po pierwszych porażkach sportowych, mogła być przedwczesna i że w tej technice mógł kryć się wcale niemały potencjał. Ja powiem inaczej – nie tyle mógł się kryć, co krył się z całą pewnością.

W powszechnej świadomości maszynę parową kojarzy się z czymś bardzo prymitywnym i pochodzącym z zamierzchłej przeszłości: z początkami rewolucji przemysłowej, odrażającymi fabrykami rodem z “Ziemi Obiecanej” Reymonta, no i oczywiście potwornie dymiącymi lokomotywami prowadzonymi przez czarną od sadzy załogę. “Najpierw powoli, jak żółw ociężale / Ruszyła maszyna po szynach ospale / Szarpnęła wagony i ciągnie z mozołem / I kręci się, kręci się koło za kołem…” – kiedyś wszyscy znaliśmy to na pamięć, prawda? W języku potocznym technika parowa stała się synonimem zacofania: razu pewnego w czasie moich studiów (jakby nie patrzeć – w ubiegłym tysiącleciu) jeden z wykładowców chciał użyć ładnej figury retorycznej opisującej zapóźnienie polskiego szkolnictwa w czasach, kiedy on sam był studentem i powiedział, że “ambitni, młodzi ludzie chcieli się uczyć energetyki jądrowej, a wykładano im maszynę parową“. Zdziwił się niepomiernie, gdy ktoś z sali bardzo trafnie zauważył, że to nie takie głupie, bo przecież generatory prądu w elektrowniach atomowych są napędzane turbinami parowymi… Profesor chyba tego nie wiedział, bo zrobiło mu się cokolwiek łyso, ale taka jest prawda: nie tylko w elektrowniach, ale i np. na atomowych lotniskowcach pracują turbiny parowe, w dalszym ciągu stanowiące najefektywniejszy z wymyślonych sposobów bezpośredniej zamiany ciepła (uzyskanego na przykład z reaktora nuklearnego) na ruch.

Stereotypy dotyczące pary funkcjonują również w motoryzacji: parowe samochody łączymy w myślach z pokracznym ciągnikiem Cugnota, który nie bardzo potrafił dotrzymać kroku piechocie, a sił starczało mu jedynie na 12 minut jazdy (tę maszynę opisywałem w artykule o automobilowej prehistorii), albo ogólnie z tym etapem dziejów, kiedy dorożka, tudzież wóz drabiniasty, pod każdym względem biły na głowę jakikolwiek drogowy pojazd samobieżny. Winny tej sytuacji jest oczywiście markiz de Dion: to on raz na zawsze wyrzucił maszynę parową z historii europejskiej motoryzacji nie pozwalając jej rozwinąć skrzydeł (uprzedzając sprostowania powiem od razu – wiem, co to była Škoda Sentinel, jej brytyjski pierwowzór i dziesiątki podobnych im, użytkowych pojazdów parowych z początku XX wieku, ale na blogu zajmuję się tylko osobówkami).

Co innego w Ameryce: tam napęd parowy przez długi czas uchodził za lepszy od spalinowego. Uważano go za prostszy, cichszy, lepiej znany większości użytkowników i mechaników (pojęcie “starej, sprawdzonej techniki” funkcjonuje już od bardzo dawna), łatwiejszy w obsłudze (brak korby rozruchowej, sprzęgła, niesynchronizowanej przekładni oraz konieczności nieustannej regulacji mieszanki i zapłonu), wreszcie bezpieczniejszy (“silnik spalinowy to nieustająca seria eksplozji – co będzie jeśli za którymś razem coś pójdzie nie tak…?“). Do tego nie wymagał benzyny, trudno dostępnej na bezkresnych preriach – zadowalał się czymkolwiek łatwopalnym. Jedyną wadą były długi czas rozruchu, w początkach XX wieku dochodzący do 45 minut. Dlatego też w Stanach Zjednoczonych dopiero Fordowi T udało się zbudować przewagę konkurencyjną, opartą zresztą głównie na technologii produkcji, i wyprzeć parę (a także elektryczność, która na przełomie XIX i XX wieku cieszyła się największą popularnością ze wszystkich trzech opcji). W USA triumf benzyny nie nastąpił przed 1918r., a ostatnie seryjne samochody parowe można było kupić w salonach jeszcze w roku 1933-cim!! Produkującą je firmę Delling wykończył Wielki Kryzys, choć i bez niego najprawdopodobniej zabrakłoby jej klientów mniej więcej w tym samym czasie.

Kiedyś na pewno napiszę porównanie jakichś trzech amerykańskich wehikułów sprzed I wojny światowej – spalinowego, parowego i elektrycznego. Tym razem jednak chciałem zrobić coś innego: obalić mit o nieporadności i prymitywności napędu parowego poprzez przedstawienie szczytowej fazy jego rozwoju – samochodów marki Doble z lat 1922-31.

Firmę Doble prowadzili czterej bracia – Abner, William, John i Warren, przy czym największy wkład miał ten pierwszy (widać go na zdjęciu tytułowym).

Abner Doble zbudował swój pierwszy pojazd parowy w 1909r., w wieku 19 lat (wtedy chodził jeszcze do szkoły). Do tego celu użył części pochodzących z analogicznego, zezłomowanego samochodu White. Wkrótce potem wyjechał, by studiować w słynnym Massachusetts Institute of Technology, ale już po jednym semestrze zrezygnował i wraz z braćmi na dobre rozpoczął działalność konstruktorską.

Pierwszy pojazd braci Doble (w samochodzie siedzą William i Warren Doble)

Foto: theoldmotor.com

Za pierwszy udany prototyp uchodzi trzeci w kolejności powstania, nazwany Modelem B, a zbudowany w 1912r.: został on wyposażony w kondensator (zmniejszający częstotliwość uzupełniania wody z 20 do 1.500 mil), a także wewnętrzne smarowanie całego układu wodnego (zapobiegające korozji i osadzaniu się kamienia kotłowego). Doble B potrafił rozpędzić się do 60 mph w zaledwie 15 sekund: jak na owe czasy i stan dróg był więc piekielnie szybki, w dodatku nie wydawał praktycznie żadnych hałasów, niemal jak pojazd elektryczny.

Parowy pojazd Doble z 1914r.

Foto: public domain

W 1915r. bracia udali się do Detroit, jak zresztą każdy poważny przedsiębiorca pragnący wejść w tamtym czasie na amerykański rynek pojazdów mechanicznych. Ich osiągnięcia przekonywały na tyle, że szybko znaleźli się inwestorzy, którzy wyłożyli 200 tys. $ powołując do życia spółkę General Engineering Company. Zaraz potem powstał Model C, znany też jako Doble Detroit.

Doble Model C (Detroit)

Foto: public domain

Wbrew pokutującym mitom Doble Detroit nie posiadał węglowego paleniska, a tylko normalną stacyjkę na kluczyk, którego przekręcenie elektrycznie zapalało palnik pod kotłem – to była jedyna czynność kierowcy przed jazdą, zupełnie jak w naszych samochodach. Palnik spalał naftę rozpyloną w strumieniu powietrza wytworzonym przez elektryczny wentylator. Odpowiednia temperatura i ciśnienie pary były utrzymywane całkowicie automatycznie: na skutek zmian temperatury wydłużały się bowiem i skracały umieszczone w dole kotła pręty z kwarcu, które otwierały i zamykały dopływ paliwa. Za szybkie wytworzenie pary odpowiadała konstrukcja kotła złożonego z wielu cienkich, pionowych rurek. Wysoki stosunek ich powierzchni do objętości umożliwiał uzyskanie roboczego ciśnienia w zaledwie 90 sekund od przekręcenia kluczyka – to był olbrzymi postęp w porównaniu do zwyczajowych u konkurencji kilkunastu minut. Z kotła, zamontowanego pod “maską silnika”, para przedostawała się przewodami na przeciwległy koniec długiej na 135 cali ramy, gdzie w okolicach tylnej osi znajdowała się dwucylindrowa, przelotowa maszyna parowa dwustronnego działania z rozrządem Joya. Taki układ sprzyjał dobremu rozkładowi masy pomiędzy przodem i tyłem.

Pojazdem kierowało się dziecinnie łatwo. Jedynymi przyrządami były: kierownica, pedał mechanicznego hamulca (działającego na oś tylną), pedał przyspieszania (regulujący dopływ pary do cylindrów) oraz pedał “wstecznego biegu” (zmieniający działanie rozrządu). Odpadało trudne i niebezpieczne zapalanie na korbę, obsługa powszechnych w autach spalinowych manetek składu mieszanki i kąta wyprzedzenia zapłonu, a także uciążliwe i skomplikowane operowanie sprzęgłem i skrzynią biegów, których nie potrzebowała maszyna parowa, nieskończenie elastyczna i zdolna do chwilowego zatrzymania na każdym postoju. Nie istniały też gaźnik i cały układ zapłonowy. Brak tych wszystkich elementów, złożonych i wciąż jeszcze mocno niedoskonałych, ogromnie poprawiał trwałość i niezawodność samochodów parowych.

Doble C wywołał sensację na targach w Detroit w 1917r. Wbrew szalejącej w Europie wojnie amerykańscy konsumenci pozostali optymistyczni i złożyli, zależnie od źródła, 5-10 tys. zamówień, mimo wysokich cen. Niestety, sprawy nie układały się pomyślnie: bracia Doble, a zwłaszcza przewodzący im Abner, byli znakomitymi konstruktorami, ale słabymi administratorami i biznesmenami, niezbyt dobrze szła im też organizacja produkcji. Mimo wielkiego zainteresowania klientów Model C powstał w zaledwie kilkudziesięciu sztukach (źródła znów nie są zgodne – podają liczby pomiędzy 11-80), za co bracia winili trudności w zdobyciu materiałów, zwłaszcza dobrej jakości stali, którą “wysysało” z rynku wojsko. Co gorsza, pierwsi klienci nie byli zadowoleni: narzekali na jakość wykonania i awaryjność pojazdów, ich nieprzewidywalne reakcje, a nawet wadliwe mechanizmy rozrządu potrafiące ponoć samoistnie zmienić kierunek jazdy przód/tył. Jak gdyby nie dość było kłopotów, John Doble pozwał do sądu Abnera zarzucając mu… naruszenie patentów, jako że ten ostatni przypisywał sobie wyłączne autorstwo konstrukcji pojazdów. Wkrótce jednak John zmarł na nowotwór układu limfatycznego, a pozostali bracia przenieśli się do Emeryville w Kalifornii i zaczęli wszystko od nowa, zakładając w 1921r. firmę Doble Steam Motors.

(Zanim to nastąpiło, jeszcze w czasie I wojny światowej, miały miejsce prace nad dwoma prototypami czołgów ważących po około 50 ton, napędzanych maszynami parowymi i wyposażonymi w potężne miotacze ognia jako podstawowe uzbrojenie. Nie doczekały one jednak produkcji).

W 1922r. zaprezentowany został zupełnie nowy Doble Model D, w którym większość problemów została rozwiązana, a parametry techniczne – znacznie poprawione. Tym razem w miejsce przelotowej maszyny parowej użyto maszyny sprzężonej (dwukrotnego rozprężania: para wędruje w niej najpierw do wąskiego cylindra wysokiego ciśnienia, a po wykonaniu pracy – jeszcze do szerszego cylindra niskiego ciśnienia, co pozwala lepiej wykorzystać energię). Poza tym całkowicie przeprojektowany został kocioł. Teraz był on typu przepływowego, palnik znajdował się na górze, zamiast na dnie, zaś otwór wydechowy – na dole. Woda przepływała od dołu ku górze. W ten sposób znów poprawiała się sprawność, bo najgorętsze gazy pozostawały w górnej części kotła, gdzie przegrzewały wytworzoną już parę, podczas gdy wypychane ku dołowi, chłodniejsze masy spalin przekazywały ciepło zimnej wodzie przed ostatecznym opuszczeniem układu. Całość była oczywiście dokładnie izolowana termicznie dla zminimalizowania ilości energii wypromieniowywanej na zewnątrz.

Doble Model D w wersji torpedo (po amerykańsku – phaeton)…

Foto: public domain

…oraz coupé. Czy patrząc się na te samochody ktokolwiek powiedziałby, że napędza je para…? Tutaj nawet “chłodnica” wygląda konwencjonalnie, choć w istocie jest kondensatorem pary.

Foto: public domain

***

Równolegle opracowywany był największy (rozstaw osi 142 cale, czyli 3.600 mm, masa około 2,5 tony) i najbardziej zaawansowany z samochodów Doble – Model E. To głównie dzięki niemu marka przeszła do historii jako ta, która doprowadziła technikę napędu parowego do najwyższego stadium rozwoju.

Model E wyposażono w nowego rodzaju kocioł przepływowy zbudowany z pojedynczej, bezszwowej rurki długości 175 metrów, zwiniętej w walec o średnicy 560 mm i wysokości 840 mm. Dawał on parę o ciśnieniu 52 barów i temperaturze 400°C (wytrzymałość konstrukcji testowano na zimno pod ciśnieniem 480 barów). Maszyna parowa była znów umieszczona pomiędzy tylnymi kołami, a składała się z dwóch bloków dwucylindrowych, z cylindrami wysokociśnieniowymi po zewnętrznych stronach i niskociśnieniowymi w środku. Nie było oczywiście sprzęgła i skrzyni biegów – wał maszyny parowej podłączono bezpośrednio do mechanizmu różnicowego i przekładni zwalniającej o przełożeniu 1:1,5.

Maszyna parowa miała pojemność skokową 208 cali sześciennych (3,4 litra) i stosunek rozprężania 1:10. Maksymalna moc, oceniana na 150 KM przy 1.000 obr/min, nie wygląda dziś imponująco, trzeba jednak pamiętać, że w 1922r. w zasadzie nie było mocniejszych samochodów benzynowych. Jeszcze bardziej godny uwagi jest moment obrotowy – wynoszący niewiarygodne 1.350 Nm, w dodatku osiągany natychmiastowo po starcie, przy dowolnie niskiej prędkości obrotowej!! Nic dziwnego, że nie była potrzebna zmiana biegów. W lecie po przekręceniu kluczyka można było ruszać w ciągu 30 sekund, w zimie – po 90-ciu (źródła, które o tym wspominają, nie podają, czy woda w zbiorniku była jakoś chroniona przed zamarzaniem, czy przy ujemnych temperaturach trzeba było spuszczać ją na noc). Przyspieszenie do 75 mph (nie 60-ciu!!) trwało zaledwie 10 sekund, a gwarantowana szybkość maksymalna wynosiła 90 mph. To nie był jednak szczyt możliwości, a jedynie ostrożny szacunek wynikający ze znacznego zużycia pary przy takich prędkościach – by uniknąć reklamacji producent podawał taką wartość, jaką dało się trwale utrzymywać. Testy z lat 90-tych wykazały, że Doble E bez problemu rozpędza się do 120 mph (!!), tyle tylko, że krótkotrwale. Warto tu przypomnieć, że auto ważyło 2,5 tony, a jego kształty były dalekie od aerodynamicznej doskonałości. Jeśli chodzi o zużycie paliwa, to w przypadku benzyny lub nafty wynosiło ono 20 litrów na 100 km, ale można też było tankować dowolną palną ciecz – oleje roślinne, alkohol, terpentynę, co kto miał pod ręką (cóż za koszmar dla dzisiejszych urzędów skarbowych!!). Napęd pracował w całkowitej ciszy, przy obrotach rzadko przekraczających tysiąc na minutę (co odpowiadało około 130 km/h). Emitował też bardzo czyste spaliny – stałe, niskie ciśnienie i wysoka temperatura (około 1.600°C) w komorze spalania gwarantowały bardzo wysoką efektywność procesu, oczywiście przy założeniu czystości samego paliwa. Pod koniec stulecia jeden z pojazdów Doble został poddany kalifornijskiemu testowi emisji spalin i spełnił wszelkie tamtejsze przepisy (ówczesne). Nie wiem, jak byłoby z EURO 6, ale myślę, że palnik Doble’a mógłby spełnić każdą normę przy użyciu dobrego paliwa i prostej sondy lambda, zapewniającej stechiometryczną mieszankę.

Pełny, 17-galonowy zbiornik wody wystarczał na 2.500 km. Układ napędowy nie posiadał żadnych uszczelek – elementy metalowe były tak spasowane, że zachowywały szczelność nawet po ciśnieniem powyżej 50 barów (bezpieczeństwo gwarantował zawór upustowy, podobny do stosowanego dziś w butlach LPG – dzięki niemu eksplozja stawała się niemal niemożliwa). Rekordowy, udokumentowany przebieg Modelu E wyniósł 600 tys. mil – to 10-20 razy więcej od możliwości silników benzynowych z lat 20-tych, z których żaden nie zapewniał takich osiągów, komfortu, kultury pracy i elastyczności.

Schematy podwozia Doble E, jego czterocylindrowej maszyny parowej, kotła oraz palnika (z elektryczną dmuchawą, rozpylaczem paliwa i świecą zapłonową umieszczonymi w zwężce Venturiego).

Materiały producenta

Wady? Po pierwsze ciężar: fanatycy maszyny parowej mówią, że jest ona znacznie lżejsza od podobnej mocy silnika spalinowego, ale “zapominają” przy tym o masie całego kotła z wodą, znacznie przewyższającej masę przekładni, sprzęgła, układu zasilania i mechanizmu zapłonowego w autach benzynowych. Po drugie, będąca czynnikiem roboczym woda ciągle mieszała się z mgłą olejową smarującą cały mechanizm i zabezpieczającą go przed korozją, stąd konieczność częstej – nawet cotygodniowej – wymiany obu płynów i czyszczenia układu. Do tego, jak łatwo się domyślić, dochodziła cena: kompletny samochód kosztował nawet 18 tys. $, z czego 8.880-11,200$ przypadało na podwozie, a reszta – na karoserię (gotowego Forda T można było kupić za 290-1.000$, zależnie od nadwozia, a luksusowego Cadillaca – za 2.000-5.000$, zarabiało się przeciętnie około 100$ miesięcznie).

Do 1925r. powstały 24 egzemplarze, oznaczone kolejno E1-E24, do dziś istnieje przynajmniej 12. Wyróżnianie każdego egzemplarza było o tyle uzasadnione, że Abner Doble był skrajnym perfekcjonistą i wprowadzał ulepszenia niemal w każdym samochodzie – w zasadzie nie istnieją dwie identyczne sztuki. Takie podejście bardzo podnosiło koszty, których nie pokrywała nawet niebotyczna cena auta.

Doble E20 i E22 zostały zakupione przez znanego lotnika i producenta filmowego, Howarda Hughesa, przy czym ten pierwszy znajduje się dziś w rękach słynnego prezentera telewizyjnego i entuzjasty automobilizmu, Jaya Leno. Ostatni egzemplarz, E24, należał do samego Abnera Doble.

Doble E5 sedan

Foto: public domain

Doble E9 wystawiony w Muzeum Henry’ego Forda

Foto: NAParish, Licencja CC

Parowy rekordzista – Doble E14 skarosowany przez firmę Murphy z Los Angeles – przejechał 600 tys. mil, czyli prawie milion kilometrów!!

Foto: Wouter Melissen, http://www.ultimatecarpage.com/

Doble E20 należący kiedyś do Howarda Hughesa, a dzisiaj – do Jaya Leno

62 Comments on “OBALAMY MITY: PARA – BUCH!! KOŁA – W RUCH!!

  1. Co do bezpieczeństwa- zdaję sobie z tego że (raczej) nie twierdzisz Szczepanie że napęd parowy jest bezpieczniejszy, co najwyżej dałeś do zrozumienia że kiedyś tak uważano- ale i tak napiszę o wybuchach kotłów w parowozach, co może świadczyć o tym że napęd parowy wcale taki bezpieczny nie był. Z drugiej strony, podobno wybuchy kotłów w parowozach zdarzały się bardzo rzadko.

    A co do napędu parowego- według mnie jednak to nie tylko przypadek spowodował zanik samochodów parowych. Zauważmy że dochodziło w historii do sytuacji w których renesans parowych samochodów miał by sens- choćby wojny podczas których czasami benzyna i olej napędowy było przynajmniej dla jednej ze stron na wagę złota. Wtedy może i był by sens produkować parowe ciężarówki opalane węglem. Jednak o ile słyszałem o powszechnym używaniu samochodów na Holzgas, to nie słyszałem o masowej produkcji samochodów parowych. Choć oczywiście w tym przypadku sensowny samochód parowy musiał by być opalany innym paliwem niż benzyna bądź olej napędowy, co może utrudniało by zbudowanie pojazdu. Ogólnie rzecz biorąc, mój komentarz to trochę głośne myślenie, zdaję sobie sprawę że to co napisałem to nie “prawdy objawione”.

    • Ależ palnik Doble najefektywniej pracował właśnie na benzynie, nafcie albo oleju napędowym. W grę wchodziły zresztą wyłącznie paliwa płynne (również organiczne – alkohol, oleje roślinne, itp.). O żadnym węglu nie było mowy.

      A co do bezpieczeństwa, to zapomniałem dodać (zaraz to nadrobię), że kocioł był wyposażony w zawór upustowy, taki jak w butlach lpg, więc wybuch był w zasadzie niemożliwy, w każdym razie nie zdarzył się nigdy (mowa o marce Doble, inne produkty nie były tak przemyślane).

      • Co do bezpieczeństwa, jest jeszcze kwestia ewentualnego zagrożenia w przypadku zmiażdżenia kotła przy zderzeniu. Myślę jednak, że kocioł przepływowy nie powinien nawet w takim przypadku eksplodować. Ciekawe, czy Abner Doble zajmował się tym problemem.

      • Szczepan, ależ ja wiem że akurat opisywany przez Ciebie pojazd używał paliw płynnych- mi chodzi o powrót samochodów parowych tak w ogóle. Według mnie gdyby samochody parowe były faktycznie równie dobre co te z silnikiem tłokowym wewnętrznego spalania, to być może w warunkach IIwś (bądź innego konfliktu) rozpoczęto by produkcję węglowych ciężarówek parowych- jednak chyba nic takiego się nie stało na sensowną skalę. Z drugiej strony, skoro był Holzgas (wiem, nie na węgiel, ale też paliwo alternatywne względem benzyny bądź oleju napędowego), to może nie było sensu od podstaw projektować węglowego ciężarówko-parowozu, skoro dało się przerobić istniejące pojazdy.

  2. Na holzgas dawało się łatwo, w warunkach wojennych, przerobić istniejące samochody.To cos ala ówczesne lpg. Sam widzisz po powyższym artykule,że montaż maszyny parowej bardzo głęboko ingerował by w konstrukcję dostępnych cieżarowek czy autobusów. Lepiej i prosciej było by budowanie pojazdów parowych od zera a nie przeróbki…

  3. Wkradł się drobny błąd stylistyczny:
    “gdzie w okolicach tylnej osi znajdowała się dwucylindrowa, przelotowa maszyna parowa dwustronnego działania z rozrządem Joya. Taki układ sprzyjał dobremu rozkładowi masy pomiędzy przód i tył.” zamiast przodem a tyłem.

  4. Doble model E poznałem wcześniej właśnie na kanale Jaya Leno, niesamowita maszyna. Cieszę się, że mogłem dowiedzieć się nieco więcej o historii marki i rozwiązaniach technicznych na Automobilownii. 🙂

  5. No świetnie ,nigdy nie słyszałem o tak zaawansowanych parowych samochodach i faktycznie mi się kojarzyły takie maszyny z Tuwimem i jego lokomotywą,pewnie by tak zostało gdyby nie Szczepan….Swoją drogą to ja widzę niszę ,gdyby tak zbudować jakąś taką maszynę parową powiedzmy “uniwersalną”w jakimś stopniu(dzisiejsza wiedza i możliwości,miniaturyzacja itp.+ Chińska obrotność) ,dającą się zastosować w takim np Passacie TDI czy innej Vectrze zamiast obecnego motora ? Co taka Komisja Jewropejska miałaby przesrane ,znów trzeba by wymyśleć jakąś bzdurę o trującej parze wodnej lub kwaśnym kamieniu kotłowym…A ten szpan pomieszany z prestiżem ,jedziesz pod Lidla i tankujesz “Promienną”do zbiornika po paliwie a wodę zamiast AD Blue pod hydrantem…,mało spalin (takie webasto nie potrzebuje katalizatora i DPF-uf )mało hałasu ,spala biopaliwo,rolnicy się cieszą ,wszędzie posiany rzepak,możesz wjechać do Paryża przerobionym baleronem ….

  6. Jedna rzecz o konstrukcji kotłów bez której wszystko się będzie mieszać:
    Mamy dwa różne koncepty:
    Pierwszy to zbiornik z wodą, znaczy duży czajnik, przez który przechodzą rury ze spalinami w celu zwiększenia powierzchni ogrzewania. To była pierwotna konstrukcja, intuicyjna i rozwijana przez setki lat.
    drugi to jakby odwrócenie tego, w środku znajdują się rurki z wodą, spaliny na zewnątrz. Uwaga- spaliny, a nie płomień!! Kontakt płomienia z rurami niszczy je błyskawicznie.
    Każda z nich ma swoje wady i zalety. W pierwszej ilość wody jest znaczna, co pozwala na równomierne grzanie i magazynowanie pary dla chwilowego skoku zużycia. Tak jak to jest np potrzebne w lokomotywach przy ruszaniu. Ale w istocie mamy bombę na kółkach i praktyczny limit ciśnienia w okolicach 20 bar, długi rozruch, etc.
    Przy wodnorurkowych można mieć temperatury pary spokojnie w okolicach 650 C i stosowne ciśnienia, co przekłada się na sprawność około 45-48% (+ brak strat na przekładni, razem lepiej niż czołówka diesli) W układzie jest minimalna ilość wody, która nawet nie jest w stanie rozerwać całego kotła na raz, a przy mechanicznym uszkodzeniu po prostu ucieknie bez zniszczenia. Za to brak rezerwy pary oznacza, że trzeba ją wytwarzać na bieżąco, czyli trzeba mieć szybko reagujący palnik. I dla szybko zmieniającego się zapotrzebowania paliwa stałe po prostu nie będą działać. Tak konstrukcja jest we wszystkich współczesnych elektrowniach i m.in. dlatego części z nich może tylko bardzo wolno zmieniać podawaną moc.

    • Dzięki za uzupełnienie. Kocioł Doble to typ przepływowy, czyli ten drugi, który opisałeś. Mnie taki napęd samochodu bardzo przekonuje i uważam, że źle się stało, że nikt nie rozwijał go po Abnerze Doble – jestem bardzo ciekaw, do czego można by dojść idąc tą drogą.

  7. Z tym bezpieczeństwem pary to bym nie przesadzał. Początki dozoru technicznego to właśnie nadzór nad kotłami parowymi w celu ich ubezpieczenia.
    “With thousands of boilers in operation throughout the country, there was also widespread ignorance about the properties of steam and the causes of boiler explosions. During the 1850’s, explosions were occurring at the rate of almost one every four days. And, in 1865, the worst boiler disaster in history occurred when the Mississippi River steamer Sultana, took over 1,800 lives.
    Most dismissed these incidences as “acts of god.” People who ran industrial concerns simply assumed that their boilers would explode and they would lose one or two other workers. Others, namely members of the Polytechnic Club, which included future founders of The Hartford Steam Boiler Inspection and Insurance Company, had other ideas.”

    • Zwróćmy uwagę, że cytat mówi o 1850r., a nie o 1930-tym. To taka sama różnica jak między 1930-tym a 2010-tym. Kocioł Doble’a to coś całkowicie innego niż kocioł parowozu z połowy XIX wieku – patrz komentarz Krzysztofa.

      W początkach XX wieku za ogromnie niebezpieczną uchodziła benzyna – były specjalne akty prawne regulujące jej przechowywanie i obchodzenie się z nią, bo zdarzały się wypadki. Dziś wszyscy jeździmy autami na benzynę, albo nawet gaz – i kiedy ostatnio słyszałeś o jakimś wybuchu…? A aut jest tysiące razy więcej niż kiedyś parowozów.

      • Racja, w 1930 był to już “oswojony diabeł”, ale myślę że wybuchające maszyny parowe nadal żyły w ogólnej świadomości, a “modern steam” ciche kulturalne i bezpieczne maszyny parowe, były jedną z możliwych wizji przyszłości.
        W filmie Metropolis z 1927 Fritz Lange ewidentnie straszył publiczność parą. Tu jest dobry moment https://youtu.be/Q0NzALRJifI?t=822

        🙂

      • Widziałem ten film, mam zresztą zamiar napisać o nim przy okazji wpisu o Rumplerze.

  8. Czy przypadkiem hasło o silnikach eksplozyjnych nie pochodzi z reklamy braci Stanley?

    To co Krzysztof napisał o kotłach to nawet nie jest szczyt wierzchołka góry lodowej. Właśnie sobie poczytałem – starożytny Poradnik Inżyniera Mechanika (1965) wspomina o przepływowych kotłach Bensona – tam nie ma walczaka i powstaje tylko taka ilość pary, jaka aktualnie jest potrzebna, czyli wybuchowość jest ograniczona.

    Co do jazdy na węgiel – były/są Diesle ne pył węglowy – więc się da. Są stosowane kotły fluidalne (to w ogóle ciekawy temat – bez piachu nie zadziała), które wytwarzają gazy spalinowe o ciśnieniu wystarczającym do zasilania turbiny gazowej (takie kombinowane układy osiągają sprawność wg Wikipedii sprawność ~62-63%, diesle Wartsilli przekraczają 52%).

    W sumie najbardziej problematycznym elementem napędu parowego jest kocioł. Tutaj nie można oszczędzać ani na projekcie ani na materiałach – w przeciwieństwie do silników “eksplozyjnych”. Sporo elementów pracuje stale w wysokich temperaturach i pod wysokim ciśnieniem.

    Ale osiągi robią wrażenie – rozpędzenie 2,5 ton żelastwa o aerodynamice spadochronu do 120 km/h w 10 s to chyba nawet dzisiaj bardzo dobry wynik. Ile to zajmuje Range Roverowi czy innemu Cayenne (chyba najbardziej porównywalne – albo raczej Bentley Babayagga)? Do tego bezproblemowe ruszanie z miejsca i pod górę:) o właśnie (znowu napiszę, że to Wielka Szkoda, że SzK nie pisze o pojazdach użytkowych) – w ciężarówce czy innym ciągniku może by to miało sens. Te kilkanaście biegów swoje waży.

    • Tak, to mówilibracia Stanley – cytowalem z pamięci, nawet wyleciało mi z głowy pochodzenie cytatu.

      62% sprawności to faktycznie szacun.

      Rudolf Diesel faktycznie zapowiadał, że jego silnik będzie pracował na dowolnym paliwie, w tym stałym, ale nie wiedziałem, że to rzeczywiście zostało już zrealizowane.

      A o ciężarówkach nie piszę, bo a) nigdy nie interesowałem się nimi zbyt blisko (trochę owszem, ale marginalnie), b) dostępność materiałów, zwłaszcza zdjęć, jest nieporównywalnie gorsza. Zauważ proszę, że nawet taki fachura jak Złomnik poddał się ze swoim zapowiadanym ebookiem o dostawczakach.

      • Może jeszcze wróci do projektu. Strasznie szkoda bo chyba sporo energii w niego włożył.

  9. A w sumie tak mi teraz przyszło do głowy taki patencik (może debilny?) ale czemu w dzisiejszych klasycznych samochodach benzynowych , nie wykorzystać układu wydechowego do napędzenia jakiejs małej dodatkowej turbinki ?

    troszke energii by się odzyskało przecież

    • A turbosprężarki to niby czym napędzane jak nie spalinami;-)

      • a w wyścigach (np. w długodystansowych hybrydach WEC) już od jakiegoś czasu przekształca się energię spalin w energię elektryczną

  10. Pozwolę sobie na offtopic – Szczepanie, zwracam się do Ciebie jako byłego posiadacza auta z K-Jetem i LPG – czy zgięta klapa przepływomierza to jest coś widocznego gołym okiem, czy to zgięcie jest minimalne i oznacza raczej utratę geometrii?

    • Jak najbardziej widać – robią się fale Dunaju. Kilka razy tę klapkę prostowałem młotkiem na krawężniku – po takiej operacji silnik ledwie chodził, ale do domu dojeżdżał (bez tego nie chciał w ogóle pracować).

      • Taką klapkę to mój kumpel prostował sto razy tyle że w audi 100,pomogło całkowite wywalenie tej blachy ,silnik po tej kastracji co prawda latał tylko na LPG ale w ogóle wówczas chciał i o dziwo zapalał na tym gazie całkowicie sprawnie.

      • Ja w końcu zrobiłem dokładnie to samo i z dokładnie tym samym skutkiem 🙂

  11. Kolejny wpis obalający mity powinien dotyczyć samochodów elektrycznych. Dzisiaj są lansowane jako przyszłościowe rozwiązanie, a tymczasem istnieją prawie tak długo jak sama motoryzacja. Podobno na początku XX wieku elektryczne taksówki były powszechnym widokiem w miastach amerykańskich.

    • Powszechne były i taksówki, i prywatne auta elektryczne, i publiczne stacje ładowania. Tyle tylko, że potem przyszedł Ford T i tankowanie w 5 minut, a nie w 12 godzin – to jest w zasadzie jedyny problem samochodów elektrycznych.

      • Do dzis nie moge zrozumiec, czemu ten jedyny problem samochodow elektrycznych nie zostal rozwiazany w najprostszy mozliwy sposob. Wymiana calych akumulatorow, tak jak wymienia sie butle gazowe turystyczne. Przyjezdzam z rozladowanym akumulatorem, dostaje naladowany, place i odjezdzam.

      • Kto byłby właścicielem tych akumulatorów? Ktoś musiałby je kupować, utrzymywać i utylizować, co nie jest łatwe do zorganizowania, jeśli założymy, że użytkownik może korzystać z dowolnej “stacji paliwowej” w całej Europie. Pewnie, można byłoby zbudować monopol państwowy (europejski…?), ale wtedy monopolista dyktowałby klientom warunki i ceny, a władzom – treść odpowiednich ustaw. Jeżeli zaś działałaby konkurencja, to w celu wymiany baterii musielibyśmy znaleźć stacje konkretnej firmy. Sam użytkownik nie mógłby posiadać jednego zestawu “na wymianę”, bo jedna bateria jest nowa, a inna stara i ktoś w końcu musi ja wymienić. Jakieś propozycje?

      • Ja tej lamiglowki nie bede rozwiazywal, ale mysle, ze tegie biznesowe glowy powinny sobie z tym poradzic, skoro gazownicy sobie poradzili. Tak jak z kuchenka… kupujesz ja bez butli gazowej, tak samochod mozna by kupic bez akumulatora, ktory nastepnie pozyczasz od “stacji gazowej”, placisz kaucje czy cos w tym stylu. Wszystko jest kwestia ceny… rachunku zysku i strat, ale biorac pod uwage zyski jakie daje silnik ellektryczny, byc moze klienci zaplacili by za zorganizowanie takiego przedsiewziecia.

      • W porównaniu z nowoczesnymi akumulatorami butle sa śmiesznie tanie i niemal wieczne. Fakt, że silnik elektryczny jest fajny, ale kwestia baterii to naprawdę wyzwanie.

      • W porownaniu z butlami gazowymi niewatpliwie taki “kartridz” z bateriami jest duzo bardziej skomplikowany. Ale wez pod uwage, ze ktos probuje wprowadzic skomplikowane stacje szybkiego ladowania, gdzie naladowanie akumulatora do 80% ma sie odbyc w kilka minut. To jest dopiero skomplikowany projekt a ktos jednak probuje to wdrozyc i wylicza, ze w dlugiej perspektywie to sie oplaci (Tesla rzekomo). W zwiazku z tym smiem twierdzic, ze zorganizowanie “wypozyczalni kartridzy” powinno byc duzo prostsze z punktu widzenia inzynierii niz opracowanie kompletnie nowej technologii.
        Pewnie jak zwykle diabel tkwi w szczegolach… bo patrzac np. na ta fabie z silnikiem parowym, mozna sie dziwic czemu VW nie zaoral konkurencji tym samochodem 🙂

      • A teraz wyobraź sobie, że chwalisz się sasiadom: KUPIŁEM SKODĘ Z NAPĘDEM PAROWYM !!

        Jak myślisz – czy to naprawdę ich “zaorze”, a jeśli tak, to w jakim sensie…? 🙂 I czy w zwiazku z tym marketingowiec koncernu będzie skłonny zaakceptować taki produkt…?

      • Ja tu widze ogromne pole do popisu dla marketingowcow 🙂
        Skoda Fabia z silnikiem 1.0 holuje przyczepe z jachtem i radzi sobie lepiej niz land cruiser 😉

      • baterie-kardridze moga byc nowe i stare, to nie gra roli, mozna pobierac oplate od pojemnosci/wydajnosci baterii, czyli kW ktore sa w niej zgromadzone, nowoczesne prostowniki potrafia obliczac pojemnosc akumulatora w trakcie cyklu ladowania, to nie jest wcale trudne, w skrocie po prostu bierze sie czas_ladowania*prad_ladowania=pojemnosc, albo w baterii moze byc przeciez uklad elektroniczny zapamietujacy wykres pobieranego pradu w czasie, w bateriach laptopowych tez jest cos podobnego 🙂

        napewno znalezli by sie chetni na produkcje baterii, bo na utylizacje to juz wogole, sam chetnie wezme kazda ilosc akumulatorow bo na zlomie placa 2.40 za kilogram 😀

        mysle ze to sie nie oplaca po prostu z powodow skarbowych/urzedowych, poza tym falowniki do silnika elektrycznego to nie jest nic ani prostego ani taniego, a byle jakie sa z kolei bardzo zawodne (patrz-chinskie spawarki inwerterowe) takze samochod elektryczny to nie jest wcale takie proste ustrojstwo, no chyba ze melex z opornica do regulowania predkosci jazdy, ale to ma malo sensu 🙂

  12. Mega interesujący artykuł Szczepanie. Pamiętam, że w latach 80-tych w Młodym Techniku pojawiały się artykuły o próbach powrotu do samochodów z silnikami parowymi w stanach.

  13. Jest maly blad w zdaniu : Z perspektywy czasy wydaje się, że zwycięstwo benzyny nad parą było w dużej części przypadkowe .
    Powinjo byc: czasu .

  14. Specjalnie obejrzałem sobie film na YT z autem J.Leno. Fenomenalne – istotnie, pracuje niczym auto elektryczne choć skomplikowana budowa strasznie. W tym wykonaniu zupełnie nie nadająca się do produkcji seryjnej ale za to mnogość ciekawych rozwiązań poraża! Ot choćby samoczynnie regulujący się wentylator skraplacza przy pomocy turbiny parowej – im więcej pary o wysokim ciśnieniu wraca z maszyny parowej tym więcej powietrza przetłacza.

    Swoją drogą nawet dziś trwają podobno prace nad wykorzystaniem właśnie maszyny parowej do napędu aut (ale tam raczej w odniesieniu do obiegów ORC niż wodnych) co w dobie problemów z składem spalin może okazać rewolucyjne (długi czas spalania w kotle sprzyja lepszemu wykorzystaniu paliwa, ciepła i mniejsze ilości niedopalonych cząstek paliwa, gorzej tylko z nieszczęsnymi NOx).

  15. W skrócie w czym EZEE03 silnik jest “lepszy” od Double:

    1) porowaty, wydajny ceramiczny palnik (x6)
    2) wymiennik ciepła dla gazów wylotowych
    3) w silniku zamknięty obieg wody bez dodatku oleju
    4) w silniku wiele elementów jest ceramicznych
    5) start silnika od 10 do 20 sekund od “przekręcenia kluczyka”
    6) no i zamontowany w znanej i lubianej skodzie fabii 🙂

    Pozdrawiam,
    __
    Tomasz

    • Oba silniki dzieli prawie sto lat rozwoju techniki, więc trudno się dziwić, że jest postęp. No i dodatkowo potwierdza to tezę, że w technice parowej drzemie ogromny, niewykorzystany jeszcze potencjał.

      • To jest jasne, ze po 100 latach jest postęp, ale może nie wszyscy mają czas przegrzebać się przez linki, które zamieściłem, dlatego też pozwoliłem sobie tutaj zamieścić to zestawienie.

        Pozdrawiam,
        _
        Tomasz

      • No ja na przykład w tym momencie czasu nie mam, więc bardzo dziękuję!!

  16. Szczepanie, mam prosbe:
    Moze tak zmienic zasade “nie pisze o samochodach ciezarowych i dostawczych” na ” rzadko pisze o … ”
    Komentujacych prosze o wsparcie.

    • To nie jest moja “zasada”, tylko po prostu brak kompetencji, tudzież względna skąpość źródeł. Pewnie, że mógłbym poprzepisywać coś skądś, ale chyba nie o to chodzi. Każdy artykuł jest zawsze pisany z jakichś źródeł, ale jeśli autor nie zna się na przedmiocie, to na 90% wyjdą z tego głupoty.

      • Dasz radę:) w końcu ciężarówka składa sie z tych samych części co osobówka (no moze poza pneumatycznymi hamulcami, zaczep do przyczepy i naczepy tez jest trochę inny).
        Mnie np dalej zastanawia pierwsze Renault Master, a konkretnie linia drzwi przesuwnych

  17. Ciekawe jak prezentowałyby się dzisiejsze samochody, gdyby któryś producent miał tyle wytrwałości ( pewnie głównie finansowej ) by ciągle udoskonalać ten napęd. Osiągi tego Doble’a zdają się być na poziomie dorównującym wielu współczesnym samochodom. Nie same jednak suche dane dotyczące przyspieszenia są tu dla mnie interesujące a usprawnienie obsługi ówczesnych skomplikowanych samochodów.

    • Patrz komentarz użytownika bigtom – on opisał, jak to może wygladać dzisiaj i podał odpowiednie linki.

  18. Bardzo, bardzo ciekawy wpis.
    Caly czas mozna sie czegos nowego dowiedziec, dzieki.

  19. Raczej silnik wysokoprężny,po czesku Diesel mówi się tak samo jak po polsku .Oczywiscie to skrót myślowy . Chociaż silnik wysokoprężny to też nie do końca bo stopnie sprężania w silnikach z zapłonem iskrowym i samoczynnym się zrównały.

    • W literaturze rozróżniają zapłon iskrowy (ZI) i zapłon samoczynny (ZS) lub odpowiednio po angielsku compression ignition i spark ignition.
      Od jakiegoś czasu się słyszy o objętościowym zapłonie samoczynnym (po angielsku HCCI od homogenized charge compression ignition). Niektórzy co roku pokazują, chociaż coś kojarzę, że niektóre silniki już z tego korzystają w pewnym wąskim zakresie pracy (Mazda się tym chwaliła?). Żeby było śmieszniej Nissan w tym czy zeszłym roku uruchomił produkcję silnika ze zmiennym stopniem sprężania. A Toyota od kilku miesięcy nie robi już Crown/Comfort.

  20. swietny artykul! niestety wczesniej bylem zajety wiec nie moglem nic napisac, ale gratuluje zawzietosci i zglebienia tematu – sam dla siebie napewno tymbardziej duzo sie dowiedziales o tym jak to dziala, a zawsze fajnie poznac cos nietypowego 🙂