Höyryauto
Höyryauto on henkilöauto tai hyötyajoneuvo, jonka voimanlähteenä on höyrykone.
Höyrykoneen avulla itsenäisesti liikkumaan kykenevät maakulkuneuvot eli raiteilla kulkevat höyryveturit ja maantiellä tai niiden ulkopuolella kulkevat lokomotiivit kehitettiin noin sata vuotta ennen polttomoottoreita. Suuri koko ja paino rajoittivat aluksi niiden käytön maatalouden koneiden liikkuvaksi voimanlähteeksi tai työkoneeksi sekä maantiellä raskaisiin veto- ja kuljetustehtäviin. Kevyiden henkilöautojen osalta höyrykoneiden ja polttomoottorien kehitys kulki rintarinnan, sitä mukaa kun tekniset innovaatiot saatiin tuotteistettua. Mutta koska henkilöautojen höyrykoneiden kehityksessä voitiin hyödyntää sitä kehitystä, joka tuli rautatiekaluston puolelta, höyrykoneet olivat periaatteessa edellä tekniikan eturintamalla. Vuonna 1900 höyryauto oli parasta ja ylellisintä, mitä autoteollisuus saattoi ostajille tarjota ja sellaisella saavutettiin jopa maanopeusennätys. Vuoteen 1920 saavuttaessa polttomoottorit olivat kehittyneet niin, että höyrykone oli enää jäänne menneiltä ajoilta.
1920-luvun jälkeen on valmistettu hyvin vähän höyryautoja, vaikka teknologia sinällään mahdollistaisi nykyaikaisen höyryauton valmistamisen, tuottajan kannalta tehokkaasti ja ostajan kannalta käyttömukavvuden kärsimättä.
Höyryauton suurimmat tekniset haasteet keskittyivät hörykattilaan. Se muodostaa suuren osan voimalinjan kokonaismassasta, lisäten siten auton tyhjäpainoa. Lisäksi sen paineentarkkailu vaatii kuljettajan jatkuvan huomion, tosin vetureista saatujen kokemusten myötä jo vuoden 1900 autoissa paineentarkkailu ja säätö oli saatu automatisoitua riittävällä tavalla. Suurin yksittäinen höyrykoneen käyttöä rajoittanut tekijä autoissa oli jatkuva vedentarve ja sen kuljettamisen vaatima tila ja painonlisäys. Toinen vaihtoehto oli varustaa ajoneuvon höyrykone suljetulla kierrolla ja lauhduttimella, joka sekin vaati oman tilansa ja aiheutti yhtälailla painon lisääntymistä.
Höyryautolla omat etunsa, tosin nykyisin ne ovat vähemmän merkittäviä kuin niiden suuruuden päivinä. Jos jätetään laskuista pois kattila, itse höyrykoneen mekaaninen koneisto on pienempi ja kevyempi kuin polttomoottori. Koska höyrykone antaa suurimman vääntömomenttinsa heti alusta alkaen ja sen kierrosnopeus on portaattomasti säädettävissä, polttomoottorien vaatima monimutkainen vaihteisto ja voimansiirto on periaatteessa tarpeeton. Esimerkkinä mainittakoon vuoden 1915 Dobler malli B, joka ilman vaihteistoa kiihtyi 0 – 60 mailin tuntinopeuteen 15 sekunnissa. Moottorin käynti on myös värinätöntä ja hiljaisempaa, äänenvaimentajia ei välttämättä edes tarvita.
Sisällysluettelo
Tekniikka
Höyrykone on ECE-tyyppinen (External Combustion Engine), ts. se on lämpövoimakone jossa koneen sisäpuolella oleva työtä tekevä aine, neste tai kaasu tai niiden yhdistelmä, kuumennetaan ulkopuolisen lähteen avulla. Höyrykoneen ollessa kyseessä, vesi kuumennetaan kiehuvaksi höyryksi kattilassa. Vastakohtana tälle voidaan pitää polttomoottoria, joka on tyyppiä ICE (Internal Combustion Engine). ICE-moottorissa kaikki voiman tuottamiseen tarvittava toiminta tapahtuu moottorin sisällä. Bensiiniä polttoaineenaan käyttävän ICE-moottorin terminen hyötysuhde oli autojen alkuaikoina 15% – 30%, höyrykoneet saavuttivat tästä noin puolet. Höyrykoneiden etuna voidaan pitää käytettävän polttoaineen vapaata valintaa, jolloin oikeanlaisella polttoaineella voidaan CO2 -päästöissä saavuttaa nollataso. Lisäksi CO- ja NOx-arvot ovat määrättyjä polttoaineitä käytettäessä hyvin pieniä, tällä on suuri merkitys ympäristön kannalta etenkin silloin, kun koneen käyttöfunktio on paikallisvoiman tuottamisessa.
Höyry- ja sähköautot olivat autoilun alkuaikoina esim. Yhdysvalloissa jopa suositumpia kuin polttomoottoriset. Syitä tähän olivat mm. polttomoottorien epäluotettavuus, bensiinin huono laatu ja vaikea saatavuus sekä käyttäjältään suurempaa teknistä osaamista vaatinut tekniikka. Yksittäisistä tekijöistä suuri vaikutus polttomoottoreiden suosion kasvulle oli sähköisen käynnistinmoottorin keksiminen. Ennen sitä polttomoottorien käynnistäminen tapahtui erillisellä kammella, moottorin kampiakselia pyöräyttämällä. Tämä vaati käyttäjältä taitoa ja myös varovaisuutta, sillä moottorin antaessa takapotkun olivat käyttäjän sormet ja ranteet vaarassa. Sähköautojen menestyksen kasvulle oli esteenä niiden rajallinen toimintasäde. Akun tyhjentyessä sen varaaminen vei pitkän aikaa ja oli etenkin maaseudulla usein mahdotonta.
Kun hörykoneen vaatima työpaine on saavutettu, voidaan autolla lähteä liikkeelle vaikka täydellä teholla. Hörypaineen kehittyminen vaatii kuitenkin oman aikansa ja lisäksi etenkin kylminä vuodenaikoina polton täytyy tapahtua hillitysti, jotta vältettäisiin lämpötilojen äkillisestä vaihtumisesta aiheutuvat kattiloiden vauriot. Talvella vesi täytyi muistaa tyhjentää kattilasta ja ennen liikkeellelähtöä täyttää. Polttomoottoilla liikkeellelähtö sujui nopeammin. Yksi ratkaisu liikkeellelähdön nopeuttamiseksi olivat mm. flash boiler- eli pakkoiertokattilat, joissa höyrystetään kerrallaan vain sen verran vettä kuin koneen liikkeellesaaminen vaatii. Amerikkalainen höyryautojen valmistaja Doble tehosti palotapahtumaa kipinän avulla sytytettävän, kevyttä polttoöljyä käyttävän polttimen avulla.
Höyrykoneen autokäytöllä on myös muita rajoittavia tekijöitä. Hörykoneen vaatiman kattilan ja muiden välttämättömien apulaitteiden aiheuttama painonlisäys kuittaa nopeasti sen edun, jonka vaihteiston poisjättämisen tuoma painonsäästö antaa. Lisäksi höyrykoneen lauhduttimen tulee olla mahdollisimman iso ja mieluummin puhallinavusteinen. Hörykoneen toiminnan kulmakivi on työtä tekevän nesteen lämpötilan saaminen höyrystimispisteeseen, mutta sieltä on palattava mahdollisimman nopeasti takaisin nestepisteeseen, jotta kierto olisi mahdollisimman tehokasta. Nykyaikana höyrykone on parhaimmillaan kiireettömässä retkeilyvenekäytössä tai paikallisvoimanlähteenä, generaattoria tai työkonetta pyörittämässä. Näissä olosuhteissa höyrykone voi toimia lähes polttomoottorin tyhjäkäyntinopeuksiin verrattavilla kierrosluvuilla ja tällöin sen vääntömomentti on suurimmillaan.
Varhaisia höyryautoja
Ensimmäiset kokeilut omatoimisesti höyryvoimalla liikkuvien kulkuneuvojen tiimoilta tehtiin jo 1600-luvun lopulla. Kuitenkin vasta 1800-luvun alussa kehitetyt korkeapainejärjestelmät tekivät tällaisten ajoneuvojen valmistamisen käytännössä mahdolliseksi. Komponentttien valmistamiseen tarvittavan tekniikan karkeus ja maanteiden surkea kunto tarkoittivat, että jotain, jota voidaan kutsua nimellä "höyryauto", eli tavaroiden tai henkilöiden omavoimaiseen liikuttamiseen rakennettu ajoneuvo, ei voitu toteuttaa ennen 1800-luvun loppua. Ensimmäiset vakavahenkiset, omavoimaisten höyryajoneuvojen kokeilumallit olivat vuodelta 1784, jolloin James Watt patentoi höyrykoneensa, ja hänelle työskennellyt William Murdock liitti höyrykoneen vaunuihin. Toinen saman aikakauden kokeilu oli yorkshireläisen insinööri Robert Fournessin brittiläinen patentti No.1674, vuodelta 1788, joka myös koski höyrykoneen ja vaunujen yhdistämistä.
Amédée Bollée
Vuosina 1873 – 1883 lemansilainen Amédée Bollée valmisti sarjan höryvoimakäyttöisiä, 6 – 12 hengen matkustajavaunuja. Nämä nimeltänsä mm. Rapide (nopea) ja L'Obéissante (tottelevainen) -nimiset ajoneuvot saavuttivat jopa 60 km/h huippunopeuden. Hänen ajoneuvoissaan kattila sijaitsi matkustamon jälkeen, ajoneuvon takaosassa ja itse kone oli edessä. Höyrykoneelta voima siirtyi kampikoneistolta hammaspyörälle, josta oli ketjuveto taka-akselille. Kuljettaja istui etummaisena, höyrykoneen takana ja ajoneuvon ohjaus etuakselile oli järjestetty pystysuoran akselin ja ohjauspyörän avulla. Tämä konfiguraatio muistuttaa myöhempien autojen rakennetta huomattavasti enemmän kuin monissa muissa höyryautoissa.
Veljekset Cederholm
Ensimmäinen Ruotsissa valmistettu auto oli veljesten Jöns ja Anders Cederholm, vuosina 1891 – 92 valmistama höyryauto. Autoa oli tarkoitus käyttää tavaroiden kuljettamiseen heidän Ystadissa sijainneen kotipaikkansa ja perheen kesäasunnon välillä. Auto tuhoutui Ruotsin ensimmäisessä tieliikenneonnettomuudessa, mutta veljekset kokosivat, jäljelle jääneistä ja uusista osista, parannetun version. Tämä auto on nähtävillä museossa Skurupissa.
Aiheesta muualla
http://www.youtube.com/results?search_query=Steam+Car&oq=Steam+Car&gs_l=youtube.3..0l10.24327.28737.0.29601.9.9.0.0.0.0.167.1063.1j8.9.0.eytns%2Cpt%3D-40%2Cn%3D2..0.0...1ac.1.11.youtube.cJoNY4Xwmqc Höyryautoaiheisia videoita
