Стимпанк-XXI: Паровой двигатель хочет вернуться под капот автомобиля

В наше время двигатель внутреннего сгорания находится примерно в тех же условиях, что и паровой двигатель 80 лет назад. Поставьте рядом паровоз и тепловоз и оцените чудовищную разницу в топливной экономичности, затратах на содержание, в уровне шума, наконец. Было совершенно очевидно, что пару придется уступить и уйти в историю.
Сейчас точно так же очевидно, что дни ДВС сочтены. Он еще протянет 10-15 лет, но ему на смену уже готовы прийти электромобили и «водородники» вроде Toyota Mirai. Это не секрет – это один из главных трендов десятилетия. И вдруг в хоре приверженцев электрификации внезапно заявил о себе голос в защиту механического зомби, давно похороненного и всеми забытого — двигателя внешнего сгорания, известного как Паровая Машина.

Голос этот утверждает, что современные паровые машины не уступают ДВС по эффективности, будучи гораздо экологичнее своего визави. И что именно такой паровой машине, а вовсе не анемичному электроприводу, стоило бы занять место под капотом автомобилей будущего. Идея показалась редакции AUTO.RIA настолько неожиданной и экзотической, что мы решили изучить аргументы сторонников современного высокотехнологичного стимпанка и провели независимое исследование.

Золотая эра пара

Паровой автомобиль-рекордсмен Stanley Rocket, чей рекорд продержался больше ста лет

В начале XX века автомобилей на паровом ходу было не так уж мало, а скорее даже много. По некоторым параметрам они превосходили новомодные тогда бензиновые машины, были проще, надежнее и зачастую мощнее, к тому же не всегда нуждались в бензине, который в то время продавался примерно так же часто, как сегодня можно встретить электрозарядные станции в Украине. В 1906 году паромобиль Steanly Rocket даже установил мировой рекорд скорости на земле — 204 км/ч. В первую декаду XX века паровых автомобилей в США продавалось больше, чем бензиновых, и до Первой Мировой они часто встречались на улицах. А затем придумали электрический стартер, да и вообще производители ДВС совершенствовали свои конструкции – и пар начал сдавать.

Читайте тест-драйв BMW i3 и BMW i8

Тем не менее, по своей эффективности паровые машины на авто какое-то время шли вровень с ДВС, но уже не были столь удобными в эксплуатации, так что покупатели все реже смотрели в их сторону. Последний в США производитель паромобилей прекратил свою деятельность в 1925 году и вскоре их популяция резко сократилась. Публика восторгалась обтекаемыми «Крайслерами» и брутальными 16-цилиндровыми «Кадиллаками»: в общем, все были довольны. Все, кроме горстки энтузиастов, узревших в отошедшей от дел паровой машине громадный нераскрытый потенциал, способный поставить на колени и воткнуть нож в спину бензину. И дизелю, само собой, тоже.

Межвременье

Концепт-кар Ford Nucleon 1958 года - смелая идея (но не более того) автомобиля с небольшим ядерным реактором на борту. По замыслу, в движение приводился с помощью паровой турбины, так что данный образец, хоть и с натяжкой, можно причислить к паромобилям. Так и не был воплощен в реальности, но мог бы украсить ландшафт в следующей cерии Fallout

С завидным постоянством на разных континентах появлялись проекты автомобилей на паровой тяге. В 40-х годах воду подогревал некто Чарльз Кин, в 50-х изучением перспектив парового двигателя занялся Paxton, представивший в 1953 году концептуальное заднемоторное купе Phoenix с паровой машиной в качестве опции. Несколько компаний занимались переделкой существующих моделей под паромобили — история умалчивает, достигли ли они успеха в деле поиска клиентов.

Вообще, всплеск интереса к теме как правило совпадал с началом очередного топливного кризиса: например, в 1973-м SAAB начал работу над 9-цилиндровым (!) паровым прототипом ULF, а в cередине 90-х за изучение вопроса взялась немецкая компания IAV (впоследствии Enginion). Собрав на коленке несколько прототипов разной степени готовности, к 2001 году специалисты компании построили нечто, названное EZEE 3 (Equal Zero Emission Engine). В буквальном переводе, двигатель с почти нулевым уровнем выбросов. И это был паровой двигатель!
Работа Enginion многими считается поворотным моментом в истории современной паровой машины, так что остановимся на ней подробнее.

Зачем это нужно?

Прототип автомобиля серии Indy с паровой машиной - да, было и такое!

Прежде всего, паровая машина имеет ряд преимуществ по сравнению с ДВС. Главное из которых для автомобилиста – максимальная тяга с нуля оборотов, как и в случае с электромотором. Это позволяет обойтись без трансмиссии. Во-вторых, не нужно морочиться с впрыском и сложнейшими изысканиями в области сгорания топлива. В-третьих – внезапно – почти полная тишина. Ну и в-четвертых таки экология.

Не «Теслой» единой: Тест-драйв KIA Soul EV

Enginion разработал технологию под названием Caloric Porous Structure Cell, позволявшую добиться беспламенного сгорания любого испаряемого топлива – а значит, никакой топки и дымовой трубы! При этом, в керамических ячейках удавалось поддерживать температуру 1200 градусов Цельсия, а температура пара в парогенераторе составляла 500 градусов.

По официальной информации, литровый трехцилиндровый паровой двигатель EZEE развивал крутящий момент в 500 Ньютон-метров и после холодного пуска достигал максимальной мощности за 30 секунд. Расход топлива заявлялся на уровне лучших дизелей, ну а о чистоте дыхания мы уже упоминали. Воистину, прекрасная картина, достойная воплощения в металле. Почему же тогда вокруг нас по-прежнему нет ни одного паровагена? – спросит внимательный читатель. И это действительно хороший вопрос.

Enginion сообщал, что находится в тесном контакте с автопроизводителями, однако когда дело дошло до производства, никто не проявил должного интереса – даже VW, имевший прочные связи с компанией. А зря – глядишь, и удалось бы избежать дизельгейта.

Новейшая история

Паровой автомобиль рекордсмен Team Insporation, 2009 год

Почувствовав себя ненужным, Enginion ограничился разработкой вспомогательных силовых установок на основе своего EZEE, но зерно надежды все же посеял. В 2009 году британский коллектив Team Inspiration побил рекорд скорости для парового авто, продержавшийся более ста лет – теперь он составляет 238 км/ч. А затем на рынке появилась компания Cyclone Power Technologies, задавшаяся амбициозной целью – создать тип парового двигателя, который впоследствии станет единым стандартом на транспорте. Весьма оптимистично в сложившихся условиях, но идее не откажешь в изяществе.

Шампанское по цене пива: какие б/у седан представительского класса стоит купить

Вместо беспламенного сгорания в двигателе Cyclone предусмотрена камера сгорания с центрифугой и пароперегревателем. Пар под температурой около 650 градусов подается в шесть цилиндров, расположенных радиально и соединенных с валом неким патентованным приводным механизмом. Отработавший свое пар спускается в конденсатор и по дороге служит источником тепла для второго парового двигателя – меньших размеров, который служит приводом генератора. Этот двигатель работает по т.н. органическому циклу Рэнкина, вместо воды в качестве рабочего тела здесь используется органическая жидкость типа толуола, имеющая низкую температуру парообразования – таким образом Cyclone утилизирует рассеиваемое тепло, превращая его в электроэнергию.

Паровой двигатель Cyclone - новая надежда любителей внешнего сгорания

В компании утверждают, что их чудо техники весом 186 кг развивает мощность 330 л.с. и демонстрирует уровень КПД на уровне 33%. В отличие от поделия Enginion, двигатель Cyclone всеяден и в теории может работать хоть на дровах. Как будет на практике и будет ли вообще – покажет время. Компания числится в подрядчиках оборонного гиганта Raytheon и нескольких исследовательских центров, а в ближайшем будущем обещает удвоить КПД своих паровых машин.

И если это произойдет, автопроизводители могут получить тихий и мощный двигатель, независимый от цен на нефть и не оскорбляющий защитников окружающей среды. А «война форматов» на автомобильном рынке разгорится с новой силой. Скрестим пальцы – может быть очень зрелищно!