介绍
本文是出版物“回顾过去”的延续。18世纪的技术“。
在其中，我们建造了一个真正有效的蒸汽发动机，它将成为未来的主要部分。蒸汽摩托车，甚至对其在空中发射进行了试验。
现在我们需要解决能源问题。在这里，与内燃机（ICE）的主要区别开始了。在这种发动机中，与空气混合的汽油进入发动机气缸，当这种空气-燃料混合物点燃时，能量被释放。膨胀的燃烧产物压在活塞上，产生功。但是，在蒸汽机中，能量并非源于发动机。她出生在一个大锅里。锅炉产生蒸汽，蒸汽又将压在我们发动机的活塞上。我们需要遏制的正是这种古老的能量！
设备
蒸汽锅炉-一种设计为产生饱和或过热蒸汽的锅炉。它可以使用在炉子中燃烧的燃料，电能或回收其他装置释放的热量。（维基百科）
锅炉有两种主要类型：经典锅炉和直流锅炉。第一类最常用于操作蒸汽机。可以说是内置了火箱的铁罐。燃料在燃烧室中燃烧，从而加热了油箱中的水。水开始在其中沸腾，并在压力下产生蒸汽。该类型用于蒸汽机车和所有第一批蒸汽机：
经典锅炉既有优点也有缺点。优点是不需要泵即可产生蒸汽压力，因为即使在没有火灾的情况下，水中存储的能量也可以长时间为发动机提供蒸汽。这种锅炉对水质的要求不是很高。机车充满了来自河流，泉水，水井等的最普通的水。
直通式锅炉可以想象成一个长而紧凑的盘管，由火焰流线形，将水泵入其中。这种锅炉具有许多优点：
- 允许以较小的质量和较小的锅炉体积产生较高压力的蒸汽。
- 由于管道中没有太多的载气，因此这种锅炉被认为更安全（不存储大量能量）。
- 快速退出该模式，因为您不需要预热大量的水。
为了便于理解，这种锅炉的运行可以简化形式表示：
创建一个直流锅炉
而且，当然，我想制造一个直流锅炉。
拿起不同截面的长不锈钢管后，我将它们焊接在一起，使截面逐渐增大。然后，将所有这8米长的“小肠”紧凑地卷起并包装到摩托车车架中。应该用来支撑火焰并沿正确方向引导火焰的外壁由简单的锡制成。抽水（载具）的泵是用一个汽油关闭器制成的，它通常装有汽车的引擎盖和行李箱。从结构上讲，“封闭器”是成品。我只需要焊接进水口和出水口，并安装一个不会让泵入的水回流的阀。泵的一部分可移动地安装在车架上，另一部分可移动地安装在轮轴上的曲柄上。使用高压软管（汽车制动软管）将加压水泵入锅炉，是从位于泵上方的单独的储罐中取出的。燃烧器是根据“屋顶”的类型制造的，这种工人加热建筑物屋顶上的屋顶材料。为了使管道周围的流量更大，我立即安装了两个燃烧器。
结果
从一开始，配备直流锅炉的蒸汽摩托车的试验就出错了。第一个问题是锅炉中缺少“初始”压力。我不得不用手转动轮子，以便泵将一定量的水排入管道。但是，当我打开油门手柄（通过向发动机供应蒸汽）时，蒸汽压力立即下降，没有时间转动车轮。找不到解决方案。泵送完后，做了一个小的空气接收器。它像泉水一样起作用。从泵压缩储存能量，还给当泵在死点或在吸气阶段饲料的水。
引擎正在运转！但是它工作了大约10秒钟。滑阀卡住了拆卸发动机时，未发现任何问题。将其放回原处并再次运行，我遇到了同样的问题。事实证明，它本身是来来往往的。在研究了这个问题之后，在热膨胀的计算中发现了一个错误。最初，线轴是一块坚固的氟塑料，但事实证明它具有很高的热膨胀系数（22），并且在加热时它膨胀得如此之多，以致被卡死在体内。
经过详细仔细的热膨胀计算，对装有2 mm宽PTFE环的钢线轴进行了机加工。
由于阀体由铝制成，线轴由钢制成，因此热膨胀差异已减小到几乎为零。
一项新测试表明，线轴工作正常，没有任何问题。悬浮的车轮在旋转，水被泵入，直流锅炉正在工作。是时候去兜风了。但是随后出现了一个新问题。我不能开车超过几米。再一次，我感到困惑。它仍然有效！闲置时，一切都已调试！还有什么问题吗？
经过对其他类似蒸汽装置的长时间分析，
我意识到我的锅炉太小（加热管的长度），因此，随着生产率的提高，水根本没有时间蒸发并随蒸汽一起飞入发动机。由于水的膨胀太少或根本没有发生，因此从这个效果来看，整个设备的效率消失了。增加锅炉管的长度不再是一件容易的事。但是我的悲伤也没有到此结束。
在接下来的测试中，我折磨了该设备，迫使其工作，但发动机的状况开始急剧恶化，并在某些时候卡住了。这次，仅仅用雪冷却下来并没有帮助。再次需要一个大的舱壁。尸检结果表明，所有的氟塑料环都融化了，甚至铝制活塞因加热而膨胀得如此之大，以至于它开始举起圆柱体。事实证明这是一个致命的问题。事实是，在高流速下，该锅炉没有时间产生所需量的蒸汽，而在低流速下，锅炉产生的能量如此之高，以至于整个发动机都无法正常工作。难怪毕竟，锅炉出口管是炽热的。也就是说，蒸汽达到的温度约为600-700 *C。众所周知，氟塑料在400 * C时会分解。对我来说，这是“最后一根稻草”！我已经想买一辆可行的摩托车，而我陷入了无尽的麻烦！
锅炉中的几乎所有东西都必须重做。那时，我意识到，尽管直流锅炉具有无可争议的优势，但该产品并不是非常简单，需要精细的计算，附加的控制设备，并且泵消耗了不小的旋转能量。有一个清晰的认识，那就是如果我要制造经典的锅炉，那么这些问题都不会简单地出现！
经典锅炉
在使用直流锅炉解决了所有这些无尽的问题之后，创造了一个经典的锅炉，我可能会说，只是在休息。就像我在上面说的，这只是一个嵌入火箱的铁桶。可能根本不考虑蒸汽温度，因为在压力过大的情况下，安全阀会工作并释放出多余的水，从而降低水温并将压力保持在规定的范围内。无需创建轮的初始旋转即可建立初始压力。立即为“启动”准备好蒸汽，甚至将其存储过多。所需要做的只是想出一个高效的Firebox。但是在这里我不得不仔细考虑，因为我们没有太多空间。
制造业
在金属接收处，我发现了一种壁厚为3-4 mm的接收器或丙烷气瓶，因此锅炉的尺寸已经固定。
如果您为大型高效的火炉而烦恼，那么水本身（承运人）的空间将很小。如果炉子太小，那么我们将没有足够的能量来维持或多或少令人满意的巡航速度，并且加热锅炉本身的过程将花费很长时间。
这就是我想出的。火箱将受到巨大压力的挤压，因此决定使其变得简单，直通和圆形。一个100毫米的普通管子从下面穿过。为了提高我们的火箱（热交换器）的效率，切入了12条横向通管。
我发现这非常有益，因为它们会以直角围绕火焰和废气流动，
并且其中的水会在自然对流作用下循环。这将保持锅炉中最大的水量，对我们来说这就是动力储备。而且，作为奖励，这样的火箱很容易切入坦克。只需要在两个边缘上都打两个孔即可。
为了控制压力，我安装了一个小型压力表。不必控制载体的温度，因为它与压力直接相关，并且显然不会超出临界标记（400 * C）。我决定使锅炉中的压力像真正的蒸汽机车一样-16 bar。
安全阀设置为18 bar。现在仍然要按它... 这是一种强度测试。锅炉顶部注满水，并泵出增加的压力。最初，我是使用较近的泵来完成此任务的，而该泵是以前的锅炉系统遗留下来的，但是要在超过20 bar的压力下压缩这样的泵并不是一件容易的事（我们现在可以放弃这样的设备了，这非常好，因为它本身消耗了很多功率） ... 事实证明，用二氧化碳灭火器加压是最方便的。有了它，我轻松地在锅炉中产生了25 bar的压力（这是我的压力表的最大值），等待了几分钟后，便开始调整安全阀。
结果
锅炉真好。即使对他来说25巴的压力也无济于事。它甚至还没有开始运作。安全阀（用于压缩机）工作得很清楚，尽管它将压力从18降到了9。这对我们来说不是很有利，但是只有当您自己无法掌握压力时，安全阀才起作用。因此，最好不要使其运行。这将浪费资源。
火焰
现在，我们需要用火解决问题。当然，用木头加热这样的摩托车将是很好并且令人愉快的。这是对蒸汽朋克，古典主义的回顾，但正如我所说，我们的空间很小，因为我们的火箱只不过是肘部而已。当然，您可以在那儿装一顶煤帽，但这还不足以仅对锅炉进行加热。在这里，我不得不撤退浪漫并制造燃气灶。它实际上是一种非常高效，强大和便捷的燃料。气体是液体，因此易于存储，易于将其送入燃烧器并立即在压力下流动，从而允许在炉子中产生高速热流，从而改善了热交换过程（不需要吹气）。
制造业
在金属接待处，我发现了出色的小型不锈钢水箱。从它们的形状和蓝色来看，它们是来自某种客机的氧气罐。我将几个这样的油箱组装成一个电池，并与供气和加油管线结合在一起。每个油箱的容积约为1.7升，这意味着您可以随身携带超过5升的燃油。液化气。同意，不是不好的能源供应。
有了燃烧器，他并没有变得明智，只是从苏联的汽油喷灯复制了该系统。在这里，我必须澄清一些事情。喷灯的设计方式是，汽油首先进入某个空腔，汽油必须在该空腔中蒸发，并且已经以蒸汽的形式释放到燃烧区中。燃烧器的火焰加热了这个非常“蒸发”的腔室。我们将需要相同的。想象一下，如果液态气体开始从这种燃烧器中飞出，将会发生什么……气体蒸发的过程相对较长，而且还伴随着低温效应。这样的燃烧器产生的火焰将很长，无效，不经济，甚至有燃烧危险。
实验（图A）未加热的燃烧器产生的火焰（图B）正确的模式，加热的燃烧器
因此，应平稳地向燃烧器供应气体，以便有时间预热。
锅炉测试就像发条一样。我装了约35升水，使燃烧器达到最大功率，然后等待。 14分钟后，水沸腾了，压力逐渐开始上升。大约在同一时间之后，锅炉的压力为16 bar。
我使用一个简单的水球阀来控制蒸汽，该蒸汽可以完美地处理温度和压力。他们使用相同的氟塑料，所以我认为不会有任何问题。
为了娱乐，我决定完全打开水龙头，看看我们的能量。一股蒸汽流到达附近的车库，并产生了火箭起飞的声音。同时，我感到喷射推力，我什至不得不握住锅炉，以免锅炉在街上飞来飞去。我很高兴！
这种类型的锅炉中存储了大量的能量。通过将蒸汽通过½英寸的孔排放5秒钟，锅炉压力仅下降了一半。事实是，随着压力的降低，水的沸点也会发生变化。即，仅由于压力降低，水就开始不加热而沸腾。这种作用将一直持续到水温降至100 * C为止。这对我们来说是个好消息。这意味着即使关闭燃烧器也可以长时间驱动。
但是还有一种效果我并不完全清楚。在低于5 bar的压力下主动释放蒸汽时，水开始飞出。我以为它沸腾得如此剧烈，以至于它狂热的沸腾达到了干燥溪流中夹住的蒸汽飞走了。对于实验，我排干了一些水，使水位保持在20％。效果当然有所降低，但仍然存在。水在锅炉中弹起30-40厘米吗？老实说，我还没有弄清楚。这是个小谜。
无论如何！功能已经准备就绪，是时候组装我们的设备了！
风格
在建造我们不寻常的摩托车的过程中，许多“专家”建议我做一个封闭的水系统。也就是说，蒸汽不会从发动机飞出到街上，而是进入冷凝器（冷却器），然后使用小型泵将产生的水泵回锅炉。这是一个非常好的主意，我本人一直在思考。但是，我们项目的目标不是用木头环游世界，而是考虑到上个世纪的技术，克服工程挑战，享受真正的蒸汽机的工作。那么，没有这种传奇的“突突突突”的蒸汽机是什么。此外，我想观看逸出的蒸汽，它会告诉您很多有关发动机内部发生的模式的信息。最后，当机车喷出大量蒸汽时，尤其是在阳光照射下，我发现它非常美丽。蒸汽机车浪漫可以这么说。但是，尽管如此，我还是决定为图像做一个电容器，以便可以从我们的举止和风格上看出来。
大部分各种自制产品都采用“疯狂的麦克斯”或“世界末日的世界”的风格。是的，这是最简单的方法。您实际上不需要执行任何操作。生锈的铁片，焊接的扳手，一些破布和样式已经准备就绪。但是这种简单性，或者说我们世界上的“懒惰风格”非常重要。我想做些小巧，可爱又漂亮的事情。做“糖果”，可以这么说。而且由于我们拥有古老的蒸汽技术，所以蒸汽朋克提出了自己的建议。
蒸汽朋克是一个虚构的世界。如果人类没有发明电力，内燃机和其他技术，而仅存在蒸汽能，它将成为一种方式。
当然，我不是设计师，但是组装摩托车时，我仍然会想到一些事情。
蒸汽摩托车测试
配备经典锅炉设计的全成品蒸汽摩托车的“车库”测试顺利进行。当我在构建它时，人们在视频评论中推荐了很多正确和聪明的东西。一路上，我使用了其中的一些，最后它们表现出了很棒的效果。因此，例如，当发动机被蒸汽加热时，大量的水在其中凝结，这阻塞了活塞并可能导致水锤。人们建议制作一个小螺纹孔，通过该孔可以释放蒸汽并排出冷凝水，从而快速加热蒸汽。然后，用齿轮将其淹没，然后平静地立刻走开。
令人惊讶的是，第一次尝试骑一辆完全完成的摩托车没有任何问题。俗话说：“我坐下来走了。” 在车库前面开了一点车，我意识到这对我来说还不够，我还想要更多。当然，为了测量所有参数，看薄弱点，感受并理解该设备，需要一条直的，空的，无尽的轨道。因此，我不得不将摩托车带出市区，并从容应对。
关于测试：
总的来说，我对测试结果感到非常满意。他们甚至超出了我的期望。看到世界各地类似的蒸汽摩托车如何骑行，我们的孩子竟然离最后一步还很远。
结论
当我考虑制造这种蒸汽摩托车时，我会这样想：我会制造它，以某种方式使其通过，并满足我所有的工程兴趣，我会把它永远放在沙发对面作为美学元素，直到永远。但不是！现在，恰恰相反，它困扰着我。我想研究他，现代化，翻新和打破他自己的记录，我想确定他的最高水平，以了解他的能力！当然，在这个概念的框架内。
首先要做的是将蒸汽开关系统改造为经典的。我想知道会有什么不同。但是，在随后的测试中，您将需要“玩”设置。通过选择最正确的蒸汽入口提前量来达到最大速度。另外，我想尝试使用不同类型的燃料。
显然，即将进行重大升级。因此，如果我们的“蒸汽机车”要退休并坐在博物馆的某个地方，那我将令他非常失望！他还有很长，艰难，但最有趣的未来！
视频材料中有关创建和测试的更多详细信息：
放弃了蒸汽能！
好主意还是惨败？我们处理直流锅炉
机车哨声的产生，设备的组装
蒸汽摩托车测试