Höyryauto
Tekniikka

Höyrykone on ECE-tyyppinen (External Combustion Engine) eli 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 on 15–30 %, höyrykoneet saavuttavat 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 eräitä polttoaineita käytettäessä hyvin pieniä, Tällä on suuri merkitys ympäristön kannalta etenkin silloin, kun koneen käyttöfunktio on paikallisvoiman tuottamisessa.
Höyry- ja sähköautot olivat autoilun alkuaikoina esimerkiksi 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 höyrykoneen vaatima työpaine on saavutettu, voidaan autolla lähteä liikkeelle vaikka täydellä teholla. Höyrynpaineen 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. Polttomoottorilla liikkeellelähtö sujui nopeammin. Yksi ratkaisu liikkeellelähdön nopeuttamiseksi olivat mm. flash boiler- eli pakkokiertokattilat, 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. Höyrykoneen 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. Höyrykoneen toiminnan kulmakivi on työtä tekevän nesteen lämpötilan saaminen höyrystymispisteeseen, 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.