Autos modernos impulsados por motores de vapor....

General Motors hizo un par de intentos, una vez con un Chevrolet Chevelle y otra con un Pontiac Gran Prix 69 para evaluar dicha mecánica aplicando tecnologías modernas...(Experimental Powered by Steam) . Pero no fué la única empresa que se interesó por el vapor..también hubo un intento de SAAB y otras como Pritchard con un Ford Falcon. Finalmente el millonario Bill Lear (el del Lear Jet) hizo un intento para correr en Indy con un auto con motor de vapor. Es una historia no cerrada que algunos piensan que tiene posibilidades en estas épocas de híbridos.

La propulsión a vapor fueron parte de las opciones cuando el automóvil estaba en su infancia. Sin embargo, el motor de combustión interna de gasolina se convirtió en la fuente de poder de facto. No fue sino hasta la última mitad del siglo XX en que los efectos secundarios de la contaminación causada por la quema de combustibles a base de carbono comenzaron a mostrar su verdadero rostro.

En la década de 1960, el smog se convirtió en un problema enorme que enfrentan los Estados Unidos, especialmente en California, y fue así que al final de la década, el gobierno de los EE. UU. se acercó a los fabricantes de automóviles para que comenzaran a pensar en distintas soluciones para frenar las emisiones y los niveles de contaminación. GM revisó varias cosas que no habían probado recientemente y apareció un pensamiento: ¿Qué pasa con el vapor?...

Cuando los automóviles se desarrollaron por primera vez, las máquinas de vapor eran bastante comunes, y fueron construidas por compañías como Stanley, White y Doble. Los automóviles a gasolina pronto los alcanzaron en cuanto a rendimiento y, a fines de la década de 1920, el vapor había quedado en el camino. Pero hubo algunos que se negaron a renunciar al sueño. 

EL CICLO DEL MOTOR DE VAPOR en una breve descripción Los ciclos de energía del vapor generalmente consisten en cuatro elementos separados: * GENERACIÓN - La producción de vapor en sí dentro de una caldera (o generador de vapor). * EXPANSIÓN - Transformando la presión del vapor en el trabajo haciendo que el vapor se expanda , generalmente en un motor o turbina alternativos. * CONDENSACIÓN - Eliminando el calor latente de vaporización, transformando el escape del expansor de nuevo en agua que puede reutilizarse (a veces se omite, los expansores pueden expulsar al ambiente en lugar de a un condensador). * ALIMENTACIÓN: forzando el agua en la caldera con una bomba. 

Examinemos los elementos del dibujo inferior en relación con nuestras cuatro etapas del ciclo de vapor: * GENERACIÓN: la caldera (o generador de vapor) se encuentra en la esquina superior izquierda de la arriba de la ilustración. Una fuente de calor hierve agua a presión, que se convierte en vapor. La temperatura de ebullición aumenta con la presión, las calderas son mucho más calientes que una olla en la estufa. * EXPANSIÓN: el vapor viaja a través de la tubería hacia el Prime Mover, un término elegante para un motor o turbina alternativo, que a veces también se denomina expansor. El motor primario expande el vapor, causando que la temperatura y la presión disminuyan, y aprovecha esta expansión para realizar el trabajo. * CONDENSACIÓN: el motor primario extrae vapor a baja presión hacia el condensador, que transfiere parte del calor restante a un refrigerante como el aire o el agua, haciendo que el vapor vuelva al agua (condensado). Los ciclos de vapor de condensación están cerrados, lo que significa que idealmente no sale agua o vapor o entra al sistema mientras los sistemas sin condensación (piense en las emanaciones de una locomotora de vapor antigua) están abiertos. * ALIMENTACIÓN: en los sistemas cerrados, una bomba de alimentación elimina el condensado de el condensador y lo devuelve a la caldera, generalmente por medio de un calentador de alimentación de la caldera que transfiere algo de calor del vapor de escape del expansor al agua de alimentación de la caldera; reduciendo el calor que la caldera debe agregar. En sistemas abiertos, el agua de alimentación proviene de un tanque de almacenamiento

Examinemos los elementos del dibujo en relación con nuestras cuatro etapas del ciclo de vapor: * GENERACIÓN: la caldera (o generador de vapor) se encuentra en la esquina superior izquierda de la arriba de la ilustración. Una fuente de calor hierve agua a presión, que se convierte en vapor. La temperatura de ebullición aumenta con la presión, las calderas son mucho más calientes que una olla en la estufa. * EXPANSIÓN: el vapor viaja a través de la tubería hacia el Prime Mover, un término elegante para un motor o turbina alternativo, que a veces también se denomina expansor. El motor primario expande el vapor, causando que la temperatura y la presión disminuyan, y aprovecha esta expansión para realizar el trabajo. * CONDENSACIÓN: el motor primario extrae vapor a baja presión hacia el condensador, que transfiere parte del calor restante a un refrigerante como el aire o el agua, haciendo que el vapor vuelva al agua (condensado). Los ciclos de vapor de condensación están cerrados, lo que significa que idealmente no sale agua o vapor o entra al sistema mientras los sistemas sin condensación (piense en las emanaciones de una locomotora de vapor antigua) están abiertos. * ALIMENTACIÓN: en los sistemas cerrados, una bomba de alimentación elimina el condensado de el condensador y lo devuelve a la caldera, generalmente por medio de un calentador de alimentación de la caldera que transfiere algo de calor del vapor de escape del expansor al agua de alimentación de la caldera; reduciendo el calor que la caldera debe agregar. En sistemas abiertos, el agua de alimentación proviene de un tanque de almacenamiento

Este es un Chevrolet Chevelle de 1969, llamado SE-124, pero no encontramos un motor V-8 ni incluso V-6 debajo del capot. No...este funciona con vapor. Según cuenta la historia, el ingeniero Bill Bessler, un hombre que pasó muchas horas trabajando con máquinas de vapor, fue contratado por GM para crear un automóvil a vapor. Bessler también poseía los restos de la compañía de máquinas de vapor Doble, por lo que sabía mucho sobre este método de propulsión.

En 1969, General Motors Research Laboratories invitó a Besler a colaborar en un nuevo proyecto. El fabricante de automóviles le dio un Chevelle de 1969 con la indicación de probar un montón de parámetros con un powertrain de vapor en el automóvil.

Siete meses después, Besler entregó el SE-124 a GM. Desde el exterior, solo hay algunas pistas de lo que alimenta el automóvil. Hay una pequeña tapa en el cuarto trasero derecho con la etiqueta "Agua". y hay rejillas de ventilación cortadas en el capot y en ambos guardabarros delanteros. Pero debajo del capot las cosas comienzan a ponerse extrañas.

Para el motor, Besler cortó un V8 por la mitad, manteniendo la parte trasera que se unía a la carcasa del volante motor, lo que le permite retener la transmisión manual de 3 velocidades en el automóvil. Besler luego volvió a preparar el block para manejar el vapor. Un motor de combustión interna de gasolina, se convirtió en un motor de vapor de doble acción, llamado así porque los pistones generan energía en ambas direcciones.

Cuando está en el lado del conductor de la V, el vapor está en un cilindro de alta presión. El vapor sale de ese cilindro y se dirige a través del otro lado de la ve donde corre a través de un cilindro de baja presión. El vapor que sale de los cilindros se dirige a un condensador, que se parece mucho a un radiador, donde se enfría nuevamente en agua reciclada para comenzar el viaje nuevamente.

La mayoría de las personas hoy en día no saben casi nada acerca de los coches de vapor, lo que tiene sentido teniendo en cuenta que han estado desaparecidos en las carreteras estadounidenses durante los últimos 100 años más o menos. La gente a menudo asume que los autos eran peligrosos o que constantemente necesitaban recargas de agua. Pero el poder del vapor se había refinado bastante antes de que se cayera de moda. La máquina de vapor en el SE-124 hace circular su agua y vapor prácticamente sin pérdidas. Y el generador de vapor (no lo llamemos "caldera") utiliza tubos en espiral que permiten una generación de vapor más rápida sin riesgo de explosión. Si un tubo fallara, algo muy raro, un pequeño agujero y un poco de silbido sería el único resultado, lo que no supondría un riesgo para nadie.

¿Cómo podría haber ayudado la máquina de vapor con la contaminación? El calor en una máquina de vapor no se crea en los cilindros como una máquina de combustión interna. El quemador del generador de vapor puede usar una variedad de combustibles. El SE-124 construido por Besler fue diseñado para el kerosene o JP1 de aviación que se pulveriza a través de un atomizador antes de la combustión. La combustión resultante es bastante limpia y, presumiblemente, también podrían haberse utilizado otros combustibles. La capacidad de combustible múltiple siempre ha sido un sueño para los ingenieros automotrices, especialmente si permite combustibles no derivados del petróleo y aunque algunos autos se han creado con la habilidad, solo unos pocos han llegado al mercado.

Cuando todo estuvo hecho, el Chevelle fue capaz manejarse con un consumo de 15, 6 litros c/100 km. Ese no era un número terrible para ese período de tiempo y el motor obviamente produjo muchas menos emisiones que los automóviles que funcionan con nafta o gas oil.

Pero, GM le devolvió el auto a Bessler después de que se revisó todo su trabajo y sacó las conclusiones que necesitaba. Después de la tenencia en manos de Bessler , el automóvil, el Chevelle de 1969 steam power, se dirigió a la colección de Harrah, y ahora se encuentra en la colección privada de Tom Kimmel. Actualmente no funciona, pero el motor se enciende. Con los vehículos eléctricos avanzando a toda máquina este automóvil a vapor de finales de la década de 1960 probablemente seguirá siendo una nota de pie de página experimental pero intrigante de la historia del automóvil.

Fué uno de los primeros intentos de GM pensando en un vehículo de bajas emisiones este Chevrolet Chevelle de vapor, que podía hacer 100 Kph consumiendo 15 l c/100KM.

Pero no fué el único intento de la GM con el vapor...hay otro lote de fotos de prensa antiguas muy interesantes en donde se ve a los investigadores de la General Motors instalando el sistema de combustión-generador de vapor en un Pontiac 1969. 

El vehículo experimental, llamado GM SE-101, es un Pontiac Gran Prix modificado de 1969. Ya montado en el compartimiento del motor está el expansor de 4 cilindros y 160 caballos de fuerza. 

El SE-101 es uno de los dos vehículos propulsados ​​por vapor que se muestran a la prensa en el show GM Progress of Power y fue desarrollado por GM Research Laboratories para permitir la evaluación del motor del ciclo de vapor en condiciones reales de funcionamiento.

Este fue el primer vehículo a vapor con todo un conjunto completo de accesorios eléctricos, incluido el aire acondicionado, lo que lo hace más factible para los vehículos modernos. También podía funcionar con cualquier combustible, lo que la convierte en una máquina de combustible múltiple capaz de funcionar con diesel, kerosene o gasolina, y que estaba acoplado a la transmisión experimental de 250 TT. 

Lo que impidió un mayor desarrollo del SE-101 fue el tamaño y el peso del motor de vapor (200 kg más pesado que el motor V-8 que reemplazó a menos de la mitad de la potencia), un consumo de agua menos que ideal de un demasiado pequeño condensador de agua y la probabilidad de congelación. 

Entonces fueron dos los vehículos a vapor de la GM... el SE-101 Pontiac Gran Prix 1969 y el SE-124 1969 Chevelle. Ambos fueron mostrados en la edición de julio de 1969 de Popular Science.

Otros constructores modernos interesados en el vapor:

La desaparición de los automóviles de vapor, provocada en gran parte por la aparición del burro de arranque y la competencia de coches de combustión interna a precios mucho más asequibles, no significaba que los automóviles de vapor no tuvieran cualidades técnicas estimables. Además de los intentos de la GM hubo otros entusiastas del vapor que creyeron que este sistema de propulsión se merecía la pena de ser investigado y desarrollado...entre estas otras empresas tenemos a:

1) Saab
La SAAB inició un proyecto liderado por el Dr. Ove Platell construyendo un prototipo de auto de vapor. 
En 1974, la división de automóviles Saab de Saab-Scania Suecia comenzó a desarrollar lo que se conoce como el "Motor de vapor axial de nueve cilindros Saab", también conocido como proyecto ULF.

Esta máquina de vapor de nueve cilindros era bastante pequeña, pero requería una caldera y un condensador grande con un tanque de compensación. La mejor parte de este motor era que requería un mínimo de combustibles fósiles e incluía emisiones minúsculas de carbono.

En ese momento, Saab creía que habían superado los obstáculos más difíciles con este motor que incluía todo, desde congelación, lubricación, enfriamiento y tiempo de arranque.
El generador de vapor funcionaba a una presión de trabajo de 100 bar a una temperatura de 662 grados Fahrenheit. Este generador consta de 120 tubos paralelos, enrollados en espiral y soldados. El diámetro interno del tubo es de solo un mm y estaba controlado electrónicamente. 
La potencia era de 160 CV. El automóvil podía arrancar instantáneamente mediante aire comprimido almacenado previamente, mientras que la presión de vapor no llegaba a la presión de funcionamiento. Todo el circuito de agua iba sellado para evitar pérdidas.
Esta unidad fue diseñada para funcionar a 3000 rpm a 145 kmh. La temperatura de escape de este motor fue más baja de lo que cabría esperar de 250 grados centígrados.
Este motor silencioso fue diseñado para tracción delantera  como utilizaban los autos de la marca sueca.
En ese momento, la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos premió a Saab-Scania AB por este exitoso desarrollo de máquinas de vapor.
La división de automóviles Saab de Saab-Scania AB continuó este proyecto hasta la década de 1980.

Así que aquí está la pregunta, ¿qué pasó con este avance innovador de Saab? Parece que un proyecto simplemente se archivó, aunque debería ser reinstalado, actualizado e incluido en la investigación hoy para fuentes de energía alternativas.

2) Pritchard Steam Cars
Edward "Ted" Pritchard, fue un constructor australiano de vehículos de vapor por el año 1960. 

Equipó un automóvil Ford Falcon con un motor y un generador de diseño propio con prestaciones notables. En 1972 viajó con el prototipo en Estados Unidos.

Ford Falcon Steam Powered 1963

3) Pellandine steam car
El diseñador británico Peter Pellandine fabricó el primer Pelland Steamer el año 1974 bajo contrato del gobierno Australiano. El chasis era monocasco de resinas reforzadas con fibras de vidrio y el motor era bicilíndrico compuesto de doble acción. Este prototipo se conserva en el National Motor Museum de Birdwood (Australia del Sur). 

En 1977 el modelo MKII fue construido en el Reino Unido por Pelland Engineering. Con un motor de tres cilindros de doble acción.

Un chasis tubular de acero y una carrocería de Kevlar permitían limitar el peso total a 476 kg. Sencillo y robusto el motor anunciaba capaz de dar buenas prestaciones con gran fiabilidad. El par motor era de 491Nm a cero rpm. El auto podía acelerar de cero a 100 km/h en menos de 8 segundos. Los intentos de batir el récord de velocidad para automóviles de vapor no tuvieron éxito. El señor Pellendine marchó hacia Australia en 1990 y continuó desarrollando su automóvil. La última versión era la Mark IV.

Por último tenemos el intento de participar en las Indy500 con el auto de vapor Lear Vapordyne.

Todo comenzó en Indianápolis, donde en mayo de 1967 el automóvil de turbina de gas STP, conducido por Parnelli Jones, casi ganó la carrera desrrollado por un especialista británico en turbinas de gas llamado Ken Wallis.
Al año siguiente se ingresaron varios automóviles con turbina, incluida la turbina Shelby, también desarrollada por Wallis pero no funcionaron. Después de eso, Ken Wallis que quería ganar en Indy, y a las turbinas las habían limitado reglamentariamente buscó otro camino y se le ocurrió la idea de un motor de vapor.. Ken se reunió con Bill Lear, quien terminaba de vender sus acciones de Lear Jet a Gates Rubber en abril de 1967 y fue una combinación perfecta. Ninguno de los dos sabía nada sobre el vapor.

El motor deltic del auto para Indy fue diseñado desde cero por Richard Moser, quien fue a trabajar para Lear el 2 de septiembre de 1968. Moser diseñó el motor tal vez influenciado por los grandes motores diésel Napier delta que los británicos usaban en en ese momento.

Se destinaron muchos recursos al proyecto y en seis meses había un motor en funcionamiento con tres cigueñales y doce pistones. Los cálculos de la presión efectiva media se hicieron para que el motor fuera diseñado para 500 caballos de fuerza. El valvulado se realizó mediante una válvula rotativa en el medio de todo hecho con tres partes para poder ajustar el corte. De mayor interés es el hecho de que el motor Napier Delta tenía dos cigüeñales girando en una dirección y el tercero girando en sentido contrario. Nadie le contó a Moser sobre este hecho importante, por lo que hizo que los tres giraran de la misma manera. 

El generador de vapor fue diseñado por Seifi Ghasemi, un recién graduado de doctorado en fluidos de Stanford y originario de Irán. Seifi comenzó a trabajar el 1 de enero de 1969 y comenzó a construir la caldera en marzo y tenía un generador de vapor en funcionamiento en mayo que produciría vapor para un motor de 700 hp y cabía en un automóvil. Lear patentó el diseño de Seifi y le puso su propio nombre Lear Vapordyne 

Dos cosas causaron que el automóvil de vapor Vapordyne muriera silenciosamente. Una fue que alguien finalmente echó un vistazo al automóvil y era evidente que a quien había diseñado el condensador se le había caído un punto decimal. El condensador debía ser diez veces más grande para comenzar incluso a condensar el vapor producido. La otra cosa sucedió durante la prueba del motor en un dinamómetro un fin de semana cuando Moser se había ido usaron un aceite de automóvil regular...cuando se puso en marcha el motor este se fundió. Lear no era una persona de perder tiempo y por lo tanto, dejó el motor en el fondo del taller  y se puso a trabajar en una turbina....y la historia del motor de vapor en Indy terminó antes de empezar.

La última oportunidad que tal vez tenga el vapor para impulsar a un auto o tal vez a un camión de ruta sea la de actuar como un extensor de rango no contaminante, de menor costo que una fuel cell alimentada por hidrógeno y apto para usar múltiples combustibles.