Astro-nn.ru

Стройка и ремонт
7 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Газогенераторный двигатель принцип работы

Газогенераторный двигатель внутреннего сгорания на авто

Немного истории.

Изобретатель работал на предприятии «NAOtto Cie», которое в 1869 году было преобразовано в «Gasmotorenfabrik Deutz». Сегодня – это известный концерн Deutz AG, обладающий множеством дочерних компаний, выпускающих различные модели двигателей. В 1867 году газовый двигатель был представлен на Парижской выставке, завоевавший золотую медаль. В 1876 году Отто и его единомышленнику Ойген Лангену удалось создать новую конструкцию, четырёхтактного двигателя внутреннего сгорания, работающего на сжатом газе. В этом же году они дорабатывают свое изобретение до рабочего состояния . Говоря о двигателе внутреннего сгорания на авто или «двигателе Отто», подразумевая прежде всего создание бензинового двигателя, но это не так, ибо двигателю Николауса Отто для обеспечения работы необходим был газ. В наши дни продолжают мучать сомнения о преимуществах работы карбюраторных двигателей, работающих на газе, по сравнению с двигателями, работающих на бензине. Перспективы эти, весьма заманчивы: простое образование смеси с воздухом, несомненная стабильность работы двигателя, появление меньшего количества нагара и их отложений в цилиндровой поршневой группе, наличие бездымного выхлопа, уменьшение износа основных узлов двигателя. Особенно сегодня актуально звучит наличие такого преимущества, как экологическая безопасность, отсутствие характерного бензинового выхлопа. В то время, золотого появления двигателя, необходимо было разрешить проблему бункеровки газом.

Первый экземпляр газогенераторного мотора.

Первый в мире газовый генератор , который мог преобразовывать твердое топливо в горючий газ, был создан в Англии еще в 1839 году. Но изобретателям необходимо было сорок лет различных преобразований, чтобы идея соединения этого генератора с мотором внутреннего сгорания пришла в голову английскому инженеру Э. Доусону. Как правило, войны дают толчок в развитии прогрессивных инженерных идей, что и случилось с газовым генератором. В самом начале Первой мировой войны вернулись к замыслам Э. Доусона, причем, занявшись ею весьма основательно. Реализована эта идея была во Франции. Страна, которая по праву может считаться родиной, где родился на свет первый газогенераторный двигатель внутреннего сгорания на авто. Работал этот двигатель на угле и дровах. Франция подарила миру еще одно название будущему водителю – это шофёр, что в переводе означает истопник, кочегар. Газогенераторный двигатель на грузовые авто конструкции Берше появился во французской армии не только во время войны, но внедрялся в послевоенные трудные годы.

Автомобили с газогенераторными двигателями производились, практически, во всех странах Европы. Консервативная и чопорная Англия, того времени, одна из последних стран, внедривших изобретение своего соотечественника Бишогда, поскольку экономический кризис, он и в Англии кризис. Потому-то желание получить недорогие ресурсосберегающие технологии одержало верх над английским снобизмом.

Страна советов уже в те годы обладала необходимым количеством автомобильного топлива. Тем самым, обеспечивая не только свои потребности разросшегося автопарка, и экспорт сырья за границу. Хотя тогда огромные территории СССР, имеющие важное стратегическое и экономическое значение, вообще не имели железных дорог.

Внедрение, совершенствование и интенсивная эксплуатация автомашин с газогенераторными установками, которое началось с 1923 года и продолжалось, вплоть, до начала пятидесятых годов прошлого века. Разработки по данному аспекту вопросов вели различные организации, начиная с научно-исследовательских институтов союзного администрирования и заканчивая участием ведомственных автопарков.

Надо признать честно, что все новое и неизведанное приживается всегда трудно. Не удалось избежать это участи и газогенераторным автомобилям, ибо вначале они выпускались единичными образцами. В основном, благодаря усилиям, непосредственно, авторов, энтузиастов своего дела: Декаленкова, Мезина, Карпова, Пельцера, Наумова и других инженеров и ученых. Эти опытные образцы принимали участие в различных автопробегах и всевозможных соревнованиях. Первая модель газогенераторного автомобиля, имевшая выпуск в количестве двухсот автомашин, был ЗИС-5 с газогенератором Д8. В последующем шла активная скрытная борьба между известными, в то время, производителями автомобилей, желающих получить преимущество в выпуске подобных авто. В конце концов, 1936 году, одержать победу удалось автомобильному гиганту заводу ЗИС, получившему заказ на производство 900 газогенераторных автомобилей ЗИС-13. В последующие два года автомобили совершенствовались. В 1938 году прошли испытания модели авто: ГАЗ-42 и ЗИС-21, которые и были запущены в серийное производство. Серийные газогенераторные автомашины имели хорошие эксплуатационные свойства.

К сожалению, потребность в таких автомобилях была невелика, поэтому усилия конструкторов никто не стремился объединить. К недостаткам газогенераторных автомашин можно отнести, прежде всего, недостаточность мощности по сравнению с бензиновыми аналогами автомобилей. Отсутствие возможности применения бензина или газа, без предварительного дополнительного оборудования. Наличие эксплуатационных неудобств, в виде постоянного присутствия сажи и грязи.

Итог.

В наше время, когда возможно исчезновение или частичное уменьшение добычи нефти. Задуматься о преимуществах газогенераторных двигателей, и их использования для нужд сельского хозяйства, где не нужны большие скорости. В ближайшее время может стать вполне актуальным и насущным решением проблем, связанных с топливным дефицитом или постоянно растущими ценами на топливо. И это будет вполне разумно, использовать в виде топлива, дерево или органические отходы.

slagunov › Блог › Газогенераторные автомобили — что делали и что делают сегодня.

Если вы хотите узнать когда выйдет очень подробный видеокурс как самому сделать чтобы автомобиль ехал на дровах (древесине) который я сейчас готовлю — оставляйте в комментариях емаилы — я вас оповещу. Или напишите мне сюда info@lagunof.com

Во время Второй мировой войны в Европе почти каждое транспортное средство было переоборудовано на использование дров в качестве топлива.

Автомобили, работающие на древесном газу (также еще называемые газогенераторные автомобили) несколько теряют свою элегантность во внешнем виде, но очень эффективны, по сравнению со своими бензиновыми собратьями, в плане экологичности и могут равняться с электромобилями.
Рост цен на топливо и глобальное потепление приводят к возобновлению интереса к этой почти забытой технологии: во всем мире, десятки любителей разъезжают по улицам городов на своих самодельных газогенераторных автомобилях.

Газогенераторный газ
Процесс образования газогенераторного газа (синтез газа), при котором органический материал превращается в горючий газ, начинает происходить под воздействием тепла при температуре 1400 ° C (2550 ° F).

Первое использование древесины для образования горючего газа начинается с 1870 года, тогда его использовали для уличного освещения и приготовления пищи.

В 1920-х годах, немецкий инженер Жорж Эмбер разработал генератор, вырабатывающий древесный газ для мобильного использования. Получаемый газ очищался, немного охлаждался, а затем подавался в камеру сгорания двигателя автомобиля, при этом, двигатель практически не нуждался в переделке.

Шестиоконный Traction Avant с прицепным газогенератором, работающим на древесных чуркахГазогенераторные автомобиле в г. Фалун, ШвецияВсе автомобили и автобусы были оборудованы газогенераторами. г. Эскильстуна Газогенераторные гражданские автомобили. г. Боден

С 1931 года началось массовое производство генераторов Эмбера. В конце 1930-х годов, уже около 9000 транспортных средств использовали газогенераторы исключительно в Европе.

Вторая мировая война
Газогенераторные технологии стали обычным явлением во многих европейских странах во время Второй мировой войны, из-за ограничения и дефицита ископаемых и жидких видов топлива. В одной только Германии, к концу войны, около 500.000 автомобилей были дооборудованы газогенераторами для эксплуатации на древесном газу.

Газогенераторные технологии были обычным явлением во многих европейских странах во время Второй мировой войны

Было построено около 3000 «заправочных станций», где водители могли запастись дровами. Не только легковые автомобили, но и грузовые автомобили, автобусы, трактора, мотоциклы, корабли и поезда были оснащены газогенераторными установками. Даже некоторые танки были оборудованы газогенераторными установками, хотя для военных целей немцы производили жидкие синтетические топлива (сделанные из дерева или угля).

К концу войны в Германии было около 500.000 газогенераторных автомобилей

В 1942 (когда технология еще не достигла пика своей популярности), насчитывалось около 73000 газогенераторных автомобилей в Швеции, во Франции 65000, 10000 в Дании, 9000 в Австрии и Норвегии, и почти 8000 в Швейцарии. В Финляндии числилось 43000 газогенератрных машин в 1944 году, из которых 30000 были автобусы и грузовые автомобили, 7000 легковые автомобили, 4000 тракторов и 600 лодок.

Газогенераторные автомобили также появилась в США и в Азии. В Австралии насчитывалось около 72000 газогенераторных автомобилей. В общей сложности более миллиона автомобилей использующих древесный газ находилось в эксплуатации во время Второй мировой войны.

73000 газогенераторных автомобилей в ШвецииБольшое количество газогенераторных автомобилей находилось в эксплуатации во время Второй мировой войныВ начале 1950-х годов, в Западной Германии осталось 20000 газогенераторов

После войны, когда бензин стал вновь доступен, газогенераторные технологии почти мгновенно канули в лету. В начале 1950-х годов, в Западной Германии осталось только около 20000 газогенераторов.

Программа исследований в Швеции

Рост цен на топливо и глобальное потепление привело к возобновлению интереса к дровам, как к непосредственному топливу. Многие независимые инженеры по всему миру занялись переоборудованием стандартных автомобилей на использование древесного газа в качастве автомобильного топлива. Характерно, что большая часть этих современных газогенераторов разрабатывается в Скандинавии.

Автомобиль, принимавший участие в 1957 году в Швеции в исследовательской программе, по возможности быстрого перехода автомобилей на использование древесного газа.

В 1957 году правительство Швеции создало исследовательскую программу для подготовки к возможности быстрого перехода автомобилей на использование древесного газа, в случае внезапной нехватки нефти. Швеция не имеет запасов нефти, но у нее есть огромные лесные массивы, которые могут использоваться в качестве топлива. Целью этого исследования была разработка улучшенной, стандартизированной установки, которая может быть адаптирована для использования на всех видах транспортных средств. Это исследование поддерживалось производителем автомобилей Volvo. В результате изучения работы автомобилей и тракторов на протяженности 100.000 км пробега, были получены большие теоретические знания и практический опыт.

Chevrolet El Camino 87 года

Некоторые финские любители инженеры использовали эти данные для дальнейшего развития технологии, например Юха Сипиля (на изображении выше его синяя машина).

Кстати я связался с создателем этого автомобиля он их делает уже около 10 лет и он продает подробнейшую книгу с иллюстрациями как это сделать, она на английском, я на складчине на нее начал подтягивать людей — чтобы скинуться купить, если вы хотите тоже поучаствовать напишите мне в комментариях, книга стоит 160 евро с доставкой, плюс немного на переконвертации и пр. возню. Вот видео об этом авто:

Газогенераторная установка вырабатывающая древесный газ, выглядит как большой подогреватель воды. Эту установку можно разместить на прицепе (хотя это затрудняет парковку автомобиля), в багажнике автомобиля (занимает почти все багажное отделение) или на платформе в передней или задней части автомобиля (наиболее популярный вариант в Европе). На американских пикапах, генератор помещается в кузове. Во время Второй мировой войны, некоторые автомобили были оснащены встроенным генератором, полностью скрытым от глаз.

Топливо для газогенератора

Топливо для газогенераторных автомобилей состоит из древесины или щепы (фото слева). Древесный уголь также может быть использован, но это приводит к потере до 50 процентов энергии, содержащейся в оригинальной биомассе. С другой стороны, уголь содержит больше энергии за счет более высокой калорийности, так что спектр топлив может быть разнообразен. В принципе, любой органический материал может быть использован. Во время Второй мировой войны, уголь и торф использовались, но лес был основным видом топлива.

Один из наиболее удачных газогенераторных автомобилей был построен в 2008 году голландцем Джоном. Многие автомобили, оборудованные газогенераторами, имели громоздкую конструкцию и не очень привлекательный вид. Голландская Volvo 240, укомплектована современной газогенераторной системой из нержавеющей стали, и имеет современный элегантный вид.

“Получить древесный газ не так уж трудно”, говорит Джон, намного труднее получить чистый древесный газ. У Джона есть много нареканий на автомобильные газогенераторные установки, так как производимый ими газ содержит много примесей.

Джон из Голландии твердо уверен, что газогенераторные установки вырабатывающие древесный газ намного перспективнее использовать стационарно, например, для отопления помещения и для бытовых нужд, для производства электроэнергии, и для подобных производств. Газогенераторный автомобиль Volvo 240 рассчитан прежде всего для демонстрации возможностей газогенераторной технологии.

Возле автомобиля Джона и возле подобных газогенераторных автомобилей всегда собирается много восхищенного и заинтересованного народа. Тем не менее автомобильные газогенераторные установки для идеалистов и на время кризиса – считает Джон.

Технические возможности

Газогенераторная Volvo 240 достигает максимальной скорости 120 километров в час (75 миль / ч) и может поддерживать крейсерскую скорость 110 км / ч (68 миль / ч). “Топливный бак” может содержать 30 кг (66 фунтов) древесины, этого достаточно для примерно 100 километров пробега (62 миль), что сравнимо с электромобилем.

Если заднее сидение загрузить мешками с древесиной, то дальность пробега увеличивается до 400 километров (250 миль). Опять же, это сравнимо с электромобилем, если пространство для пассажира приносится в жертву для установки дополнительных батарей, как в случае с Tesla Roadster или электромобилем Mini Cooper. (В газогенераторе дополнительно ко всему, периодически нужно брать мешок с древесиной из заднего сидения и высыпать в бак).

Прицепной газогенератор

Тойота Camry 2,0 GLI на древесном газу

Существует принципиально другой подход к переоборудованию автомобилей газогенераторными системами. Это способ размещения газгена на прицепе. Такой подход избрал Веса Микконен. Последняя его работа – это газогенераторный Lincoln Continental 1979 Mark V, большой тяжелый американский автомобиль класса купе. Lincoln потребляет 50 кг (110 фунтов) древесины на каждые 100 километров пробега(62 миль) и является значительно менее экономным, чем Volvo Джона. Вес Микконен также переоборудовал Toyota Camry, более экономичный автомобиль. Этот автомобиль потребляет всего 20 кг (44 фунтов) древесины при таком же пробеге. Однако прицеп остался почти таким же большим, как и сам автомобиль.

Оптимизация электромобилей может происходить за счет уменьшения размеров и облегчения общего веса. С двоюродными братьями газогенераторными автомобилями такой способ не подходит. Хотя со времен Второй мировой войны газогенераторные автомобили стали намного совершеннее. Автомобили военных времен могли проезжать 20 – 50 километров на одной заправке, имели низкие динамические и скоростные характеристики.

Джост Конин использовал древесину не только в качестве топлива для автомобиля, но и как строительный материал для самого автомобиля

Газогенераторный деревянный автомобиль Джоста Конина

«Передвигаться по миру при помощи пилы и топора», — под таким девизом голландец Джост Конин (Joost Conijn) на своем газогенераторном автомобиле с прицепом, совершил двухмесячное путешествие по Европе Хотя прицеп в данном автомобиле использовался для других целей, для хранения дополнительного запаса дров, благодаря чему увеличивалось расстояние между «заправками». Интересно то, что Джост использовал древесину не только в качестве топлива автомобиля, но и как строительный материал для самого автомобиля.

Газогенераторные двигатели

Возобновляемое топливо, не прошедшее предварительной обработки – основной козырь автомобилей с газогенераторными двигателями. История применения технологии легковых машин уходит корнями в 40-е годы. Однако сейчас популярность этих двигателей хоть и не на пике, как во Вторую Мировую, но всё же набирает обороты.

Содержание:

Основные плюсы

  • стоимость топлива;
  • машине не нужны мощные химические аккумуляторы;
  • зола, появляющаяся в ходе работы, может применяться в качестве удобрения.
Читать еще:  Ветрогенератор своими руками из автомобильного генератора: проще, чем кажется

Не так-то просто совместить элегантность с громоздким газогенератором. Однако возможно, что доказывает этот автомобиль!

Газогенераторные двигатели продемонстрировали свою состоятельность. Характеристики таких автомобилей удовлетворительны для большинства. Около 100 км/ч максимальной скорости и около 100 километров пробега – вот примерные характеристики такого автомобиля. Не дурно, не так ли? Если пробега маловато, то можно использовать заднее сиденье для мешков с древесиной, однако придётся вручную высыпать «топливо» в бак, когда это понадобится.

Принцип работы

Синтез газа – процесс, когда горючий газ появляется из органического материала. На нём основан и принцип действия газогенераторного двигателя. Катализатором процесса служит тепло. Синтез начинается при достижении температуры в 1400 градусов по Цельсию.

Топливо может быть разным, например, торф, брикеты угля… Но, пожалуй, самый удобный вариант – дрова. Минусом можно назвать уменьшение заряда рабочей смеси, а следовательно – снижение мощности. Используют газогенераторы, как правило, уже с установленными ДВС.

На рисунке выше – автомобиль середины прошедшего столетия, приспособленный для использования дров в качестве топлива. Типично для европейской техники периода Второй мировой войны. Это было вызвано отсутствием иного топлива.

Новые исследования

APRA-E занялась серьезными исследованиями по использованию газовых двигателей, а так же замерами выхлопных газов с помощью газоанализаторов. И хоть речь и не о газогенераторных моторах, эти исследования могут оказать влияние и на эту технологию. Впрочем, непосредственно двигатели в сочетании с газогенераторами пока что мало интересуют научный мир по сравнению с иными технологиями по альтернативной энергии для легковых машин.

Почему так происходит? Ответ найти сложно, ведь газогенераторные двигатели имеют перспективные преимущества! Впрочем, даже если толком никто и не проведёт глубоких исследований с далеко идущими выводами, возможно множество мелких усовершенствований и даже случайные открытия энтузиастов со всего мира…

Вот пример того, насколько креативна и практична может быть мысль такого любителя.

Да, сразу видно, что с точки зрения аэродинамики эти автомобили уступают «космическим» формам обычных современных автомобилей. Однако и скорости их сравнительно невысокие, не больше, чем нужно большинству населения. Конечно, желающим приобрести или создать такой автомобиль стоит предварительно оценить маневренность, которая может пострадать.

Технические данные

Автомобиль с газогенераторным двигателем обладает достаточно специфическими характеристиками. Машина несколько теряет свою маневренность из-за веса двигателя, что может быть опасно, если достигнута высокая скорость. Так что ездить на машине 100 километров в час – сомнительное решение.

Чтобы лучше представлять особенности самого двигателя, стоит знать его технические данные:

  • степень сжатия даже более высокая, чем у грузовых двигателей на бензине;
  • мощность ниже, чем у бензинового мотора;
  • грузоподъемность автомобиля сокращается.

Очевидно, что у газогенераторных моторов есть и плюсы, и минусы. Древесный газ имеет слишком маленькую энергетическую ценность по сравнению с природным. Водителям обязательно следует учитывать снижение динамических свойств машины, ведь разница между таким железным «конём» и каким-нибудь обыкновенным бензиновым монстром ощущается сразу.

Возможно, лучше отказаться от идеи создания автомобиля с газогенератором на самой машине. Вариант размещения в прицепе имеет свои плюсы.

Плюс способа в том, что точно не возникнет соблазна прокатиться с ветерком, да ещё и поупражняться в маневрировании на большой скорости. Так что прицеп может быть своеобразным ограничителем и напоминать об особенностях транспортного средства водителю.

Немного о стиле

Автомобиль с прицепом – это интересный выбор для тех, кто любит «Стим-панк»: старенькая маленькая машинка годов пятидесятых в сочетании с таким прицепом может слегка напомнить паровоз и выглядеть мило. Впрочем, если на такой автомобиль непосредственно установить газогенератор, стилистика «Стим-панка» тоже присутствует.


Намеренная «открытость» машины позволяет насладиться элементами и только добавляет стиля.

Распространение

В силу того, что цены на топливо растут, появляется всё больше умельцев, успешно модифицирующих свои транспортные средства в газогенераторные. Это происходит в разных странах мира. Много машин было разработано в Скандинавских странах. Работы мастеров, может, и не покажутся особо эстетичными, но со своими задачами автомобили справляются.

Газогенераторные двигатели имеют перспективы, но вряд ли их ждёт массовое производство. Скорее, люди, желающие сделать нечто особенное и экономичное, будут создавать свои шедевры. Кто-то будет пользоваться ими, а кто-то – продавать за хорошие деньги. В любом случае окончательно технология не исчезнет ещё лет сто.

Как работает газовый генератор?

Наиболее эффективны для энергоснабжения

  • жилых коттеджей
  • целых поселков в отдаленной от городской черты местности
  • крупных предприятий
  • нефтедобывающих платформ и скважин
  • очистных сооружений
  • шахт

Высокопродуктивны для использования:

  • на производственных объектах
  • в строительной отрасли
  • в медицинских учреждениях и административных зданиях
  • в гостиницах, аэропортах, узлах телекоммуникации, системах жизнеобеспечения
  • во многих других сферах, где необходимо автономно работающее генерирующее оборудование, способное работать в связке с централизованными тепловыми и энергоснабжающими системами

Используемые в настоящее время газовые генераторы классифицируются на три основные классы:

  • стандартные, используемые только для выработки электроэнергии;
  • когенерационные, предназначенные не только для поддержания соответствующего напряжения в сети, но и производящие тепло;
  • тригенерационные, в сочетании с электроэнергией вместо тепла генерирующие холод.

Первый класс генераторов отработанные при производстве электричества газы утилизирует их в атмосферу. А вместе с ними и тепловую энергию. Это малоэффективно, в силу чего сегодня повышенной популярностью пользуются когенерационные установки: устройства отработанные газы пропускает через теплообменник, в котором нагревается вода. В результате имеется возможность по созданию горячего водоснабжения. По популярности им уступают тригенерационные приборы: производимый ими холод позволяет нормально функционировать холодильным установкам.

Принцип работы и конструкция газовых генераторов

Конструкция газового генератора включает в себя стандартный двигатель внутреннего сгорания, а также внешние смесеобразование и искровое зажигание горючего вещества в камере сгорания. В качестве энергоресурсов в используется природный газ, поддерживающий функционал устройства по циклу Отто. Его суть заключается в выделении при сгорании топлива энергии, которая приводит в механическое движение вал двигателя. Далее вращательный момент передается генератору, в котором и происходит выработка электроэнергии.

Газовые двигатели превосходно зарекомендовали себя в составе генерирующих установок, используемых периодически либо постоянно в момент пиковых нагрузок, а также в виде резервных и аварийных источников качественной электроэнергии и тепла. Это, безусловно, придает конструктиву определенной модели своеобразную уникальность, в силу которой применять резервный генератор в постоянной работе нет экономического смысла. Как и инженерное оборудование, наделенное высокой мощностью и производительностью, эксплуатировать только от случая к случаю. Это не только приведет к материальным издержкам, но может стать причиной поломки агрегата.

В сравнении с иными генерирующими установками, газовые генераторы неподражаемы еще и тем, что могут работать как когенерационные установки, что означает одновременную выработку и электрической энергии, и тепла, что не по силам ни дизельным, ни бензиновым генераторам. Определенная модификация ГГУ может использоваться и для производства холода, а также в комплексе с насосными приводами и газовыми компрессорами.

Газовые генераторы по своему конструктиву делятся на:

  • устройства для постоянного функционирования;
  • для периодичной эксплуатации;
  • в качестве аварийного источника.

Установки способны вырабатывать однофазный и трехфазный электроток, параметры выходного напряжения также различны: как правило, производится переменный ток в 220 либо 480 В и частотой 50 Гц.

В качестве топлива газогенераторные агрегаты могут использовать не только природный газ, но и другие виды газовых энергоресурсов, такие как газы с низкими теплотворными характеристиками, невысокой детонирующей способностью, низким содержанием метана или газы с высокими теплотворными параметрами: бутан, пропан, факельный. В большинстве моделей предусмотрена возможность перестройки работы на одном виде газа на другой.

Помимо этого, существуют и более совершенные двухтопливные модели двигателей, способные функционировать сразу на газу и на жидком видах топлива:

  • природный (сжатый, сжиженный и магистральный);
  • пропан-бутановые смеси;
  • попутный из нефтяных скважин и пары резервуаров больших дыханий;
  • промышленный (коксовый, пиролизный, биогаз, из стоков, шахтный и другие).

Преимущества газогенераторных устройств

    Удобства при транспортировке, хранении и эксплуатации.

Газовые электростанции вполне стабильно функционируют в широком температурном диапазоне – от +50 до -50 С. При этом они абсолютно не требуют обязательного обустройства специализированных помещений: вполне достаточно навеса, который предохранит оборудование от контакта с атмосферной влагой. В некоторых случаях можно использовать обычную будку. Единственным обязательным требованием является устройство заземления.

Отдельным преимуществом этих установок являются и требования к хранению топлива.

Газ можно хранить неограниченное время, а бензин либо дизтопливо уже через полгода могут потерять свое октановое значение, в смеси появиться осадок в результате расслоения. Для иных моделей генераторов существуют ограничения по времени беспрерывной работы: на бензине – не более 10 часов. А вот ГГУ лишь на одном газовом баллоне способна перекрыть этот срок в два с лишним раза.

Абсолютная безукоризненность и высокая ремонтопригодность.

Эти параметры подтверждены практикой использования: на четверть выше срок службы, чем у жидкотопливных генераторов. Благодаря применению более чистого топлива в системах отсутствует риск скопления нагара, который может привести к неисправности устройства и требует периодической чистки узлов.

  • Огромный моторесурс, достигающий 320 тысяч моточасов. Соответствующая и производительность, превышающая КПД бензиновых и дизельных аналогов.
  • Низкая стоимость в ряду иных моделей генерирующего оборудования. Это преимущество сочетается и с пониженным потреблением энергоресурсов при аналогичным объеме выработки электроэнергии.
  • Экологичность. При сгорании газа отсутствуют выхлопы, наносящие ущерб окружающей среде. Благодаря этой особенности газовые генераторы широко распространены в жилом секторе. Они часто практикуются в странах с повышенными «экологическими» требованиями, где на первое место ставится не только качественность энергоснабжения, но и безвредность этого процесса.
  • Встроенные системы автозапуска или удаленного управления. Использование данных элементов не требует обоснования, т.к. они предоставляют максимальное удобство в эксплуатации. Кроме того, существует возможность выбора того или иного компонента в соответствии с конкретными пожеланиями потребителя.
  • Недостатки газогенерирующих установок

    Наиболее существенным ограничением является доступность топлива в определенной местности. Также повышены требования и со стороны контролирующих организаций, потому что газ относится к взрывоопасным смесям. Для транспортировки этого топлива применяется спецтехника.

    Если же есть возможность подключения к центральной магистрали, то многие ограничения не действуют: достаточно получить соответствующее разрешение на подключение к магистрали, осуществить врезку и грамотную обвязку точки потребления. Это требует определенных материальных издержек, которые в ряде случаев могут в разы повысить стоимость приобретения и монтажа газового генератора.

    Принцип работы газогенератора. Как сделать газогенератор на дровах для автомобиля

    Давным-давно, в 1930-х годах, в нашей стране прошли первые испытания необычных – газогенераторных – автомобилей. Внешне они отличались от обыкновенных тем, что были оборудованы коробчатой конструкцией, стоящей за кабиной, но внутри отличий было гораздо больше, ведь в качестве топлива использовалась деревянные чурки! Выпускались они не от хорошей жизни, поскольку стране не хватало бензина. Поэтому, несмотря на то, что достоинств у таких автомобилей было меньше, чем недостатков, их продолжали производить. В Великой Отечественной, газогенераторные грузовики активно использовались в тылу. Ведь все жидкое топливо шло на фронт, а для гражданского автотранспорта его не хватало.

    Содержание:

    После войны ситуация со снабжением стала налаживаться, и газогенераторные автомобили стали частью истории. Однако и по сей день встречаются люди, которые пытаются создать подобные устройства своими руками для бытовых нужд, а некоторые умельцы ставят эксперименты над своими машинами, устанавливая на них газогенератор.

    Есть ли смысл переоборудовать своего «железного коня»? И как вообще как работает газогенератор на дровах? Эти вопросы мы и рассмотрим в сегодняшней статье.

    Принцип работы газогенератора

    Вначале будет целесообразно разобраться, какова схема работы газогенераторной установки. Быть может, это знание вам и не пригодится, но если вы всерьез хотите разобраться в данной теме, без этой информации не обойтись.

    Полное название установки данного типа звучит как «пиролизный газогенератор». Это устройство предназначено для того, чтобы выделять смесь газов путем пиролиза (термического разложения) дров, торфяных брикетов, древесного угля или иных видов твердого топлива, чтобы потом использовать данную смесь в ДВС в качестве горючего.

    Ниже мы рассмотрим принцип работы и устройство газогенераторной установки, в которой в роли топлива используются дрова.

    Принцип работы основан на том, что при пиролизе древесины выделяется смесь из нескольких горючих газов. Она состоит из угарного газа, водорода, метана и прочих непредельных углеводородов.

    Состав пиролизного газа из древесины:

    Кроме того, в ней присутствуют и негорючие соединения, например, углекислый газ и водяной пар.

    Для примера: Мы рассчитаем калорийность газа, при использовании в качестве топлива березу.

    Qн р =127,5*28,4%+108,1*3,0%+358,8*18,2+604,4*1,4=11 321,62 кДж/м 3 = 11,3 МДж/м 3

    А кому интересно сколько это в кКал/м 3 , тогда необходимо разделить калорийность газа на 4,187. Следовательно Qн р =2704 кКал/м 3 . Если сравнивать этот показатель с природным газом, то его калорийность порядка 8000 кКал/м 3 .

    Однако просто выделить газовую смесь мало, надо еще и сделать так, чтобы она могла быть пригодной в качестве горючего для ДВС. По этой причине в газогенераторе протекает целый технологический процесс, который можно разделить на несколько этапов:

    1) На первом из них топливо (в нашем случае – дрова), не сжигается, а термически разлагается из-за дефицита кислорода, который подается в размере 1/3 от нормального количества для горения;

    2) На втором происходит удаление летучих частиц, посредством циклона (иначе говоря – сухого вихревого фильтра);

    3) Далее происходит охлаждение смеси газов в теплообменнике, который может быть как воздушным, так и жидкостным;

    4) Потом охлажденная смесь отправляется на тонкую очистку;

    5) В конечном итоге с газ подается в смеситель, а через него попадает в двигатель.

    Ниже приведена схема газогенератора промышленного типа, который отличается от автомобильного тем, что у него есть скруббер (дополнительный фильтр грубой очистки), а топливо подается в распределительный бак:

    Основным агрегатом, из числа представленных на схеме является, конечно, газогенератор. Внешне он выглядит как колонна в форме цилиндра или параллелепипеда, которая плавно сужается к нижней части. Из корпуса выходят несколько патрубков, через которые поступает воздух и выходит горючая смесь. Кроме того, прорезан лючок, открывающий доступ в зольник. Вверху у газогенератора есть большая крышка, которая открывается во время загрузки топлива. Дымохода нет, поскольку он и не нужен. Ниже представлена схема газогенератора:

    Где 1 – БУНКЕР, 2 – ТОПЛИВНИК, 3 — ЗОЛЬНИК;

    Остальные агрегаты, представленные на общей схеме газогенераторной установки, необходимы для того, чтобы очистить смесь газов и сделать ее пригодной для использования в ДВС, поскольку в исходном виде она сильно загрязнена мелкими частичками и обладает чересчур высокой температурой.

    Естественно, установки, которые производятся кустарным методом, устроены значительно проще, нежели промышленные, что, увы, самым драматичным образом сказывается на их КПД.

    Интересные факты о газогенераторах – правда или ложь?

    Газогенераторные установки окружены целым облаком мифов, которые кочуют из одного журнала в другой и активно муссируются в Сети. Порой встречаются совсем уж фантастические утверждения. Имеют ли они под собой реальную почву? Далеко не всегда, и в этом вы убедитесь.

    Читать еще:  Инструкция по проверке диодного моста на работоспособность тестером в домашних условиях

    Миф №1.

    Утверждение о якобы невероятно высоком КПД газогенератора. Приводятся заоблачные цифры в 90% или даже больше. На самом деле, из-за происходящих в процессе пиролиза химических реакций коэффициент полезного действия не превышает 75-80%.

    Миф №2.

    Звучит он следующим образом: газогенераторная установка может без каких-либо проблем работать даже на влажном топливе. Частично, это верно, так что такое утверждение не совсем миф. Однако существует маленький нюанс – влажное топливо снижает объем получаемой смеси. В некоторых случаях падение производительности может достигать 1/4, а все потому, что тепловая энергия уходит не на выделение газов, а на испарение водяного пара, что приводит к падению температуры и замедлению процесса пиролиза. Так что дрова стоит хорошенько просушить перед закладкой в бункер.

    Миф №3

    Заключается в том, что при использовании газогенератора можно сэкономить на отоплении дома, если сравнивать с традиционным твердотопливным котлом. Убедиться в неправильности данного тезиса можно, произведя несложные арифметические расчеты стоимости котла и газогенераторной установки, которая еще будет занимать много места.

    Как сделать авто на дровах своими руками

    Если вы хотите попробовать перевести свою машину на дрова, на вашем пути встанет множество препятствий. Конструируя газогенераторную установку, вам надо будет сделать ее одновременно небольшой, довольно легкой и в тоже время высокоэффективной. Если позволяют финансы, наилучшим решением будет пойти по пути умельцев из-за рубежа и использовать нержавеющую сталь для корпуса самого газогенератора, фильтра и охладителя.

    Это даст вам заметный выигрыш в массе всей конструкции, причем без потери прочности. Однако нержавейка обойдется вам в копеечку, и поэтому отечественные мастера часто заменяют ее обычной сталью.

    На изображении внизу приведена схема самой совершенной автомобильной газогенераторной установки, которой оснащались серийные автомобили (речь идет о грузовике «УралЗИС-352″, выпускавшимся в 1950-х гг.). Именно на ее конструкцию лучше всего ориентироваться при сборке своего газогенератора:

    Для начала надо будет сделать наружную емкость – для этой цели прекрасно подойдет прочная железная бочка или завальцованный и заваренный лист металла толщиной не менее 1 мм, для внутренней же сгодится газовый баллон (для пропана) или ресивер от грузовика (КамАЗа, например). Не забудьте прорезать в корпусе дверцу для доступа к зольнику, иначе вы не сможете его чистить. Внизу камеры сгорания следует расположить горловину – там будут осаждаться смолы. Колосниковую решетку легко сделать из прочной арматуры, а для патрубков придется подыскать трубы подходящего размера и диаметра. Из листа металла толщиной 5 мм получатся отличная крышка и днище. В качестве уплотнителя используйте асбестовый шнур (не забудьте нанести на него пропитку в виде графитной смазки).

    На фильтр грубой очистки можно пустить отслуживший свое огнетушитель. В нижней части он оснащается насадкой в форме конуса со штуцером, а сверху вваривается патрубок, через который будет выходить очищенный газ. Сбоку, в корпус, врезается еще один штуцер для подачи продуктов горения. Общая схема циклона приведена ниже:

    Так как смесь газов обладает слишком высокой температурой, в ДВС ее использовать нельзя. Поэтому газы необходимо охладить. В качестве охладителя можно использовать как обыкновенную «гармошку», применяющуюся в системах отопления, так и более продвинутый биметаллический радиатор, разместив его так, чтобы он хорошо обдувался набегающим потоком воздуха.

    После охладителя газы нужно очистить еще раз с помощью фильтра тонкой очистки. Тут тоже подойдет корпус от старого огнетушителя, а вот фильтрующий элемент выбирайте на свое усмотрение . Узлы и агрегаты следует объединить согласно данной схеме:

    Кроме того, вам понадобится еще 2 детали. Первая из них – это смеситель, с помощью которого вы будете регулировать топливно-воздушную смесь для ДВС. Вторая – вентилятор с реле, необходимый для нагнетания газа во время розжига (после запуска мотора в системе появляется разряжение, и вентилятор на этом этапе должен отключаться). Кстати говоря, вентилятор устанавливается в воздухораспределительной коробке, оснащенной обратным клапаном. Коробка не является частью газогенератора, а устанавливается отдельно.

    Выводы и рекомендации

    Хотя идея перевести машину с бензина на дрова и кажется весьма привлекательной, равноценной замены не получится. При всех достоинствах газогенератора, двигатель, работающий на смеси горючих газов, просто неспособен развивать мощность, сравнимую с мотором на жидком топливе. Как следствие, динамика оставляет желать лучшего (даже 70-80 км/ч- скорость практически недостижимая). Другое дело, если газогенераторная установка создается с целью отопления жилья в негазифицированных населенных пунктах. В данном случае это весьма неплохой вариант, на который определенно стоит обратить внимание.

    Как сделать газогенератор для автомобиля своими руками

    Эта статья – для мастеровитых энтузиастов, не жалеющих времени и сил для достижения результата. Зачем такая преамбула? Потому что здесь пойдет речь о том, как сделать газогенератор своими руками. Это довольно сложный агрегат, вырабатывающий из дров и угля горючее, способное заменить традиционные виды топлива – бензин в автомобиле и природный газ в доме. Мы познакомим вас с устройством газгена и трудностями, связанными с его изготовлением, установкой и эксплуатацией.

    • 1 Схема газогенератора и принцип работы
    • 2 Конструкция установки
    • 3 Изготовление газгена для автомобиля
    • 4 Подключение и запуск ДВС
    • 5 Заключение

    Схема газогенератора и принцип работы

    Углерод – это основа всей биомассы нашей планеты, в том числе древесины и различных углей, в который превратились спрессованные растения за миллионы лет. В отопительных котлах и двигателях внутреннего сгорания (ДВС) мы сжигаем углеводороды, добываемые из недр земли: метан, пропан и бензин. Они дорожают с каждым годом, заставляя домашних умельцев искать новые пути с помощью старых изобретений. Одно из них – автомобили с газогенераторами на дровах, появившиеся в начале прошлого столетия.

    В первой половине 20-го века дровяными агрегатами оснащались легковые и грузовые авто

    Суть идеи в том, чтобы путем пиролиза получать из дерева газообразную горючую смесь, состоящую из нескольких соединений на основе углерода:

    • угарный газ (СО);
    • водород в свободном виде (Н2);
    • всем известный метан (СН4);
    • другие углеводородные соединения (общая формула — CnHm).

    Примечание. Основным горючим компонентом смеси является окись углерода СО, доля остальных веществ из приведенного перечня невелика. Присутствуют в ней и другие газы, называемые балластными, – азот, углекислый газ (СО2) и водяной пар. Данные о процентном соотношении веществ в конечном продукте и его теплотворной способности представлены в таблице:

    Для выделения газообразного топлива служит пиролизный газогенератор на дровах (иначе – газген), чье устройство показано на схеме. Это закрытая емкость с колосниками, заполняемая твердым топливом через верхний бункер, вместо дымохода – патрубок выхода газовой смеси. Принцип работы газгена следующий:

    1. Розжиг и горение массива дров происходит снизу, над колосниками. В камеру через фурмы вдувается воздух в ограниченном количестве (35% от нужного для полного сжигания объема).
    2. В зоне горения выделяется большое количество тепла и в результате реакции кислорода с углеродом образуется углекислота СО2. Содержание угарного газа и других воспламеняющихся веществ здесь невелико.
    3. В зоне восстановления (газификации) под воздействием высокой температуры углекислый газ насыщается углеродом из древесины и превращается в горючее соединение – СО. Здесь же происходит разложение водяного пара и образование свободного водорода.
    4. Раскаленные газы, проходя через верхние слои топлива, подсушивают дерево и заставляют его превращаться в полукокс (сухая перегонка), благодаря чему выделяется больше углерода.
    5. Газовая смесь покидает корпус газгена и отправляется на последующую очистку для подачи в двигатель внутреннего сгорания или котел.

    Функциональная схема газогенератора прямого процесса

    Для справки. Восстановление углекислоты (преобразование в СО) протекает с поглощением тепла, выделяемого в процессе горения. Кстати, между зонами нет четких границ и на чертеже они показаны условно.

    Для ясности мы описали генерацию горючего путем прямого процесса газификации, когда массив топлива движется навстречу воздушному потоку. Существуют и другие способы – обращенный процесс (воздух продувается сверху вниз) и горизонтальный метод, показанный выше на схеме газогенератора. Если вы хотите подробно разобраться в теоретических моментах, предлагаем посмотреть следующее видео:

    Конструкция установки

    Чтобы успешно эксплуатировать авто на дровах или сжигать полученное топливо в котле, одного газогенератора недостаточно. Дело в том, что помимо балластных газов, самодельное горючее содержит летучие примеси и смолы, проще говоря, — дым и сажу. Ни автомобильный мотор, ни горелочное устройство котла не рассчитано на такое топливо и быстро выйдет из строя. Поэтому была придумана система фильтрования, входящая в состав газогенераторной установки и включающая 3 дополнительных агрегата:

    • фильтр грубой очистки – циклон;
    • радиатор – охладитель;
    • фильтр тонкой очистки.

    Очередность размещения этих элементов показана на технологической схеме:

    Циклон для газогенератора представляет собой вертикальный цилиндр с двумя патрубками и конусом на конце, как показано на чертеже. Загрязненная газовая смесь, попадая внутрь него, движется по кругу на высокой скорости, за счет чего крупные и средние частицы золы отбрасываются на стенки центробежной силой и выводятся через отверстие в конусе.

    Схема работы циклона, который очищает силовой газ от примесей

    Чем выше температура газа, тем меньше его плотность. Это значит, что горючее на выходе из газгена нельзя использовать в ДВС без предварительного охлаждения, иначе оно просто не воспламенится в цилиндрах. Поэтому в промышленных газогенераторных установках сразу после циклона ставится воздушный либо водяной теплообменник, а следом – компрессор, нагнетающий охлажденную газовую смесь в распределительную емкость.

    В конце технологической цепочки стоит фильтр тонкой очистки, удаляющий из полученного топлива мелкие частицы сажи и золы. Пример такого агрегата – так называемый скруббер, в котором газы очищаются за счет продувания через воду. Теперь, когда мы разобрались с технологией производства горючего, можно сделать собственную недорогую установку, способную обеспечить работу двигателя внутреннего сгорания на дровах.

    Самодельный газген, изготовленный заграничными коллегами

    Изготовление газгена для автомобиля

    Перед тем как сделать работоспособный газогенератор для автомобиля, предлагаем ознакомиться с некоторыми рекомендациями:

    1. Организовать подачу силового газа в современном авто с инжектором – задача непростая. Придется менять настройки контроллера (прошивку), иначе мотор на древесном топливе работать не будет. Нужна машина со старой системой топливоподачи – карбюратором.
    2. Чем больше мощность и рабочий объем двигателя, тем выше производительность должна быть у газогенератора. Соответственно, он вырастет в размерах.
    3. Чтобы уместить установку в багажник легкового авто, потребуется вырезать часть днища. Если вы не хотите затрагивать кузов, то сразу планируйте ставить дровяной генератор с фильтрами и охладителем на прицеп.
    4. Для изготовления камеры газификации, где температура превышает 1000 °С, применяйте низкоуглеродистую толстую сталь (4—5 мм).
    5. Чтобы уменьшить содержание смол в газовой смеси, делайте камеру с горловиной, как это показано на чертеже.

    Важный момент. Не стоит увеличивать диаметр камеры газификации (на чертеже он равен 340 мм) с целью добиться большей производительности. Прирост получится мизерный, а качество переработки древесины ухудшится. А вот высоту 183 см выдерживать не обязательно, разве что вы поставите агрегат на прицеп или на раму грузовика. Топливный бункер и зольник можно укоротить.

    Для сборки внутренней части автомобильного газогенератора (бункера) сгодится старый пропановый баллон, ресивер от грузовика КаМАЗ или толстостенная труба. Учитывая, что диаметр стального сосуда равен 300 мм, остальные размеры нужно пропорционально уменьшить. Исключение – камера газификации, ее минимальный диаметр составляет 140 мм. На кожух и крышку генератора пойдет металл толщиной 1.5 мм. Последняя уплотняется графитно-асбестовым шнуром.

    Варианты охладителей горючей смеси из автомобильного радиатора и батареи отопления

    Сопутствующие агрегаты – фильтры и охладители – делаются так:

    1. Циклон сварите из отработавшего огнетушителя или отрезка трубы диаметром 10 см, как это изображено на чертеже. Входной патрубок приделайте сбоку, выпускной – сверху.
    2. Охладитель силового газа лучше сделать из стальных труб в виде змеевика. Есть и другие варианты: использование старых конвекторов, батарей отопления и радиаторов.
    3. Фильтр тонкой очистки изготовьте из любой цилиндрической емкости (например, бочки), наполненной базальтовым волокном.

    Более детальную информацию о сборке газогенератора своими силами вы получите, посмотрев видео:

    Для розжига и запуска газгена вам потребуется вентилятор в виде улитки, устанавливаемый в моторном отсеке (для испытаний сойдет и бытовой пылесос). К нему требование простое: детали, соприкасающиеся с газовой смесью, должны быть металлическими. Топливная магистраль, ведущая к карбюратору, прокладывается под днищем авто и выполняется из стальной трубы.

    Для справки. Если вместо дров использовать древесный уголь, то примесей на выходе газогенератора будет значительно меньше, что хорошо для двигателя. Такое топливо выжигается из дерева по простой технологии – в закрытой бочке или яме.

    Подключение и запуск ДВС

    Поскольку теплотворная способность генерируемого из дров топлива гораздо ниже, чем у бензина, то для нормальной работы мотора соотношение воздух/горючее нужно изменить. Для этого придется смастерить смеситель и поставить его на впускном тракте. Простейший вид смесителя – воздушная заслонка, управляемая тягой из салона.

    Завести холодный мотор на дровах – та еще задачка. Поэтому не стоит полностью отказываться от бензина, а подавать его только во время запуска, а потом переходить на горючее, вырабатываемое газгеном. Чтобы реализовать переключение на разные виды топлива, изготовьте смеситель по схеме, предложенной в книге И. С. Мезина «Транспортные газогенераторы»:

    Примечание. В этой же книге вы найдете массу полезной информации касательно получения газообразного топлива из различных видов древесины и угля.

    Теперь про особенности пуска и работы ДВС на древесине и угле:

    • размер дров, загружаемых в бункер, не должен превышать 6 см;
    • сырую древесину применять нельзя, поскольку вся выделяемая теплота уйдет на испарение воды и процесс пиролиза будет крайне вялым;
    • розжиг производится через специальное отверстие с обратным клапаном при включенном вентиляторе не позже чем за 20 минут до поездки;
    • мощность мотора снижается примерно на 50% по сравнению с ездой на бензине;
    • из предыдущего пункта вытекает, что ресурс работы двигателя на самодельном горючем тоже уменьшается.

    Примечательно, что после кратковременных стоянок машина спокойно заводится от газгена, без перехода на бензин. После длительного простоя потребуется 5—10 минут на повторный розжиг установки. Как происходит запуск двигателя авто от самодельного газогенератора на дровах, смотрите в следующем видеоматериале:

    Заключение

    Дровяные газогенераторы, сделанные своими руками, можно не только ставить на автомобили, но и применять для домашних нужд. Про отопительные котлы мы уже говорили. Также многие домовладельцы пользуются бытовыми электрогенераторами, работающими от дизельных или бензиновых двигателей. Если их перевести на дрова, то получаемая от электростанции энергия станет гораздо дешевле.

    Газогенераторный ополченец: этот ГАЗ можно «заправлять» углём, дровами и даже торфом!

    Прошедший в рамках «Олдтаймер-Галереи» фестиваль «Моторы Победы» собрал множество уникальных экспонатов, извлечённых из музейных запасников и бережно отреставрированных. Среди них газогенераторный автомобиль ГАЗ-АА 1940 года выпуска, восстановленный мастерской Simonov Motors. Машина была представлена на стенде музея НАМИ.

    Газогенератор — это установка для получения горючего газа из твёрдого топлива. В качестве твёрдого топлива, как правило, применяются местные ресурсы: уголь, торф, древесина, солома, а также отходы деревообрабатывающих производств. Превращение твёрдого топлива в газообразное называется газификацией и заключается в сжигании топлива с поступлением количества кислорода воздуха или водяного пара, недостаточном для полного сгорания.

    Читать еще:  Рейтинг бензиновых генераторов с автозапуском: ТОП 7 лучших моделей для дома по отзывам владельцев

    До начала Великой Отечественной войны газогенераторные автомобили выпускались Автозаводами им. Сталина (ЗИС) и им. Молотова (ГАЗ). Эти же заводы выпускали комплекты оборудования и деталей двигателя для переделки бензиновых автомобилей в газогенераторные. Стоимость твёрдого топлива, применяемого в «газгене», в большинстве случаев оказывалась значительно ниже жидкого. Основным преимуществом использования древесины являлась его доступность.

    В установках НАТИ использовалась воздушная фурменная труба УТВ-2
    конструкции инженера Д. И. Высотского.

    Установка НАТИ-Г71, которой оснащён отреставрированный бортовой грузовик ГАЗ-АА, представляла собой видоизменённую конструкцию газогенератора Г-59У. Изменения были произведены с целью сокращения расхода металла. Модель была универсальной, могла работать на многозольном торфе, буром угле и древесных чурках. Скомпонованная на шасси система представляла собой газогенератор обращённого (опрокинутого) процесса газификации. Кстати, этот тип оборудования, где воздух подавался в среднюю часть газогенератора, был специально приспособлен для работы с древесным топливом. В составе установки также присутствовали две секции очистителя-охладителя, тонкий очиститель, вентилятор для розжига энергоносителя, плюс разные трубопроводы. Газогенератор и тонкий очиститель крепились на двух балках непосредственно за кабиной, а платформа кузова, соответственно, укорачивалась. Вентилятор, который использовался для розжига (или раздува углей после остановки свыше 15–20 мин.), устанавливался на правой подножке, а входное отверстие в воздушную коробку газогенератора закрывалось автоматическим клапаном.

    Смеситель впускного коллектора.

    Топливо загружалось через верхний люк, крышка которого прижималась стальной рессорой. Розжиг осуществлялся через воздушный клапан при помощи факела. Газогенератор имел два боковых люка, закрываемых литыми крышками на резьбе и уплотняемых железоасбестовыми прокладками.

    Электрический стартёр соседствует с рулевым валом.

    Установка Г-71 была спроектирована в НАМИ в 1943 году. От имевшейся ранее в производстве модели (Г-59У) усовершенствованная модель отличалась уменьшенной высотой, за счёт сокращения ёмкости бункера на 26 %. Как следствие, дальность хода автомобиля на одной «заправке» берёзовыми чурками уменьшилась с 80 до 50 км. С целью привязки модернизированного агрегата к существующей компоновке автомобиля тонкий очиститель сдвинули вперёд, а запасное колесо разместили между кабиной и грузовой платформой (у автомобилей с установкой Г-59 это пространство использовалось для хранения топлива).

    Газогенератор и тонкий очиститель крепились на двух балках непосредственно за кабиной, а платформа кузова, соответственно, укорачивалась.

    Диаметр тонкого очистителя установки Г-71 был уменьшен с 400 до 250 мм, высота — с 1400 до 1200 мм. Газ в очистителе прорывался через воду и два зубчатых порога, расположенных друг за другом. Установки Г-71, Г-70, Г-69 и Г-59У имели почти одинаковые вентиляторы. Они отличались от вентилятора ГАЗ-42 только литым корпусом и заслонкой на выводном патрубке. Ещё несколько слов о подготовке воздуха. В установках НАТИ использовалась воздушная фурменная труба УТВ-2 конструкции инженера Д. И. Высотского. К разработке этого важного узла приступили в 1939 году. Требовалось создать камеру газификации, рациональную с точки зрения простоты изготовления, долговечности и не уступающую по качеству рабочего процесса принятым к серийному производству литым камерам дровяных газогенераторов типа «Имберт» (одна из ключевых разработок в мировой газогенерации). С целью выявления пригодности камер УТВ для замены ранее выпускаемых их опытные образцы были подвергнуты всесторонним испытаниям: лабораторным и полевым — с пробегом 15 тыс. км. После многочисленных тестов в 1940 году была предложена улучшенная фурменная труба УТВ-2 с двухсторонним подводом воздуха и усиленными кромками фурменных отверстий.

    Серьёзные доработки, естественно, пришлись и на силовой агрегат. В связи с трудностями, возникающими при переоборудовании двигателя ГАЗ-А для работы на генераторном газе, предусматривающую замену помимо прочих деталей, также карбюратора и впускного коллектора, автотракторный институт разработал двигатель НАТИ-Г71. В нём, в отличие от ГАЗ-42, использовался имеющийся коллектор и карбюратор серийного двигателя, а также заменялись сложные в изготовлении тросы простыми жёсткими тягами. Корпус смесителя, в зависимости от производственных возможностей изготовителя, мог быть выполнен сварным или литым. Управление дроссельной заслонкой делалось независимым от педали акселератора при помощи дополнительной жёсткой тяги, которая выводилась на щиток управления рядом с тягой воздушной заслонки карбюратора.

    Для работы на генераторном газе Научный автотракторный институт разработал двигатель НАТИ-Г71.

    В условиях военного времени к производству газогенераторов приступили предприятия местной промышленности, представляющие собой кустарные мастерские. В Москве к переоборудованию автомобилей подключился авторемонтный завод. Часть автобусов столицы также переводились на твёрдое топливо. Для этого газогенераторную установку размещали в прицепе.

    Производство газогенераторных установок организовывалось каждым Наркоматом самостоятельно, поэтому были взяты под наблюдение и систематически оказывалась техпомощь и консультации изготавливающим газогенераторные установки заводам: № 331 Наркомата боеприпасов (НКБ), «Комега» (НКТП), мехзавод «Главкрупа» (НКЗага), № 5 Метростроя. Аналогичная работа проводилась на автобазах № 1 и 5 Метростроя, № 3 ХОЗУ НКВД.

    В этот период значительная часть автотранспорта переводилась на твёрдое топливо. Доля газогенераторных автомобилей в автохозяйствах превышала 50 % и продолжала увеличиваться, достигая 90 %. Газогенераторные автомобили широко использовались не только в автотранспортных батальонах Красной армии, но и в народном хозяйстве. Вплоть до 70‑х годов на Чуйском тракте встречались напиленные поленницы, своего рода мобильные АЗС.

    • ВОВ
    • война
    • ГАЗ
    • Газогенератор
    • история

    Автомобиль на дровах: как он работает?

    Оговоримся сразу: если автомобиль ездит на дровах, это не значит, что он — паровоз без рельсов. Низкий КПД паровой машины с ее отдельной топкой, котлом и цилиндрами двойного-тройного расширения оставил паровые автомобили в числе забытой экзотики. А сегодня мы поговорим о «дровяном» транспорте с привычными нам ДВС, моторами, сжигающими топливо внутри себя.

    Разумеется, затолкать дрова (или нечто подобное) в карбюратор вместо бензина пока еще никому не удавалось, а вот идея прямо на борту авто получать из древесины горючий газ и подавать его в цилиндры как топливо прижилась на долгие годы. Речь идет о газогенераторных автомобилях, машинах, чей классический ДВС работает на генераторном газе, который получают из древесины, органических брикетов, или угля. От привычного жидкого топлива, кстати, такие машины тоже не отказываются — они способны работать и на бензине.

    Автомобиль с газогенераторной установкой. Фото wikipedia.org

    Святая простота

    Генераторный газ — это смесь газов, состоящая в основном из окиси углерода СО и водорода Н2. Получить такой газ можно, сжигая размещенную толстым слоем древесину в условиях ограниченного количества воздуха. На этом несложном принципе работает и автомобильный газогенератор, простой по сути агрегат, но громоздкий и конструктивно осложненный дополнительными системами.

    Также, помимо собственно производства генераторного газа, автомобильная газогенераторная установка охлаждает его, очищает и смешивает с воздухом. Соответственно, конструктивно классическая установка включает в себя сам газогенератор, фильтры грубой и тонкой очистки, охладители, электровентилятор для ускорения процесса розжига и трубопроводы.

    НПЗ вожу с собой

    Простейший газогенератор имеет вид вертикального цилиндра, в который почти доверху загружается топливо — дрова, уголь, торф, прессованные пеллеты и т.п. Зона горения расположена внизу, именно здесь, в нижнем слое горящего топлива создается высокая температура (до 1 500 градусов по Цельсию), необходимая для выделения из более верхних слоев будущих компонентов топливной смеси — окиси углерода СО и водорода Н2. Далее горячая смесь этих газов поступает в охладитель, который снижает температуру, повышая таким образом удельную калорийность газа. Этот довольно крупный узел обычно приходилось помещать под кузовом машины. Расположенный следом по ходу газа фильтр-очиститель избавляет будущую топливную смесь от примесей и золы. Далее газ направляется в смеситель, где соединяется с воздухом, и окончательно приготовленная смесь направляется в камеру сгорания двигателя автомобиля.

    Схема автомобиля ЗИС-21 с газогенератором

    Как видите, система производства топлива прямо на борту грузовика или легковушки занимала довольно много места и немало весила. Но игра стоила свеч. Благодаря собственному — и к тому же дармовому — топливу свой автономный транспорт могли себе позволить предприятия, расположенные за сотни и тысячи километров от баз снабжения ГСМ. Это достоинство долго не могло затмить все недостатки газогенераторных автомобилей, а их было немало:

    — существенное сокращение пробега на одной заправке;
    — снижение грузоподъемности автомобиля на 150-400 кг;
    — уменьшение полезного объема кузова;
    — хлопотный процесс «дозаправки» газового генератора;
    — дополнительный комплекс регламентных сервисных работ;
    — запуск генератора занимает от 10-15 минут;
    — существенное снижение мощности двигателя.

    ЗиС 150УМ, опытная модель с газогенераторной установкой НАМИ 015УМ

    В тайге заправок нет

    Древесина всегда являлась основным топливом для газогенераторных автомобилей. В первую очередь, конечно, там, где дров в избытке, — на лесозаготовках, в мебельном и строительном производстве. Традиционные технологии лесопереработки при промышленном использовании древесины в эпоху расцвета «газгенов» около 30% от массы леса отпускали в отходы. Их и использовали как автомобильное топливо. Интересно, что правилами эксплуатации отечественных «газгенов» строжайше запрещалось использование деловой древесины, так как и отходов лесной промышленности было с избытком. Для газогенераторов годились как мягкие, так и твердые породы дерева.

    Единственное требование — отсутствие на чурках гнили. Как показали многочисленные исследования, проведенные в 30-е годы в Научном автотракторном институте СССР, лучше всего в качестве топлива подходят дуб, бук, ясень и береза. Чурки, которыми заправлялись котлы газогенераторов, чаще всего имели прямоугольную форму со стороной 5-6 сантиметров. Сельскохозяйственные отходы (солома, лузга, опилки, кора, шишки и пр.) прессовали в специальные брикеты и также «заправляли» ими газогенераторы.

    Главным недостатком «газгенов», как мы уже говорили, можно считать малый пробег на одной заправке. Так, одной загрузки древесными чурками советским грузовикам (см. ниже) хватало не более чем на 80-85 км пробега. Учитывая, что «заправляться» руководство по эксплуатации рекомендует при опустошении бака на 50-60%, то и вовсе пробег между заправками сокращается до 40-50 км. Во-вторых, сама установка, вырабатывающая генераторный газ, весит несколько сотен килограммов. К тому же двигатели, работающие на таком газе, выдают на 30-35% меньше мощности, чем их бензиновые аналоги.

    Доработка автомобилей под дрова

    Для работы на генератором газе автомобили приходилось приспосабливать, но изменения не были серьезными и порой были доступны даже вне заводских условий. Во-первых, в моторах повышали степень сжатия, чтобы не так существенна была потеря мощности. В некоторых случаях для улучшения наполнения цилиндров двигателя применялся даже турбонаддув. На многие «газифицированные» авто устанавливался генератор электрооборудования с повышенной отдачей, поскольку для вдувания воздуха в топку использовался достаточно мощный электровентилятор.

    Для сохранения тяговых характеристик, в особенности это касалось грузовиков, при снизившейся мощности двигателя передаточные числа трансмиссии делали более высокими. Скорость движения падала, но для автомобилей, использующихся в лесной глуши и прочих пустынных и отдаленных районах это не имело решающего значения. Чтобы компенсировать изменившуюся из-за тяжелого газогенератора развесовку, в некоторых машинах усиливали подвеску.

    Помимо того, из-за громоздкости «газового» оборудования отчасти приходилось перекомпоновывать автомобиль: менять, сдвигать грузовую платформу или урезать кабину грузовика, отказываться от багажника, переносить выхлопную систему.

    Золотая эра «газгена» в СССР и за границей

    Эра расцвета газогенераторных автомобилей пришлась на 30-40-е года прошлого века. Одновременно в нескольких странах с большими потребностями в автомобилях и малыми разведанными запасами нефти (СССР, Германия, Швеция) инженеры крупных предприятий и научных институтов взялись за разработку автотранспорта на дровах. Советские специалисты больше преуспели в создании грузовых автомобилей.

    С 1935 года и до самого начала Великой Отечественной войны на разных предприятиях Министерства лесной промышленности и ГУЛАГа (Главное Управление ЛАГерей, увы, реалии той поры) «полуторки» ГАЗ-АА и «трехтонки» ЗИС-5, а также автобусы на их базе переделывались для работы на дровах. Также отдельными партиями газогенераторные версии грузовиков производились самими заводами-изготовителями машин. Например, советские автоисторики приводят цифру 33 840 — столько было выпущено газогенераторных «полуторок» ГАЗ-42. Газогенераторных ЗИСов моделей ЗИС-13 и ЗИС-21 в Москве выпущено более 16 тыс. единиц.

    За довоенное время советскими инженерами было создано более 300 различных вариантов газогенераторных установок, из которых 10 дошли до серийного производства. Во время войны серийными заводами были подготовлены чертежи упрощенных установок, которые могли изготавливаться на местах в автомастерских без применения сложного оборудования. По воспоминаниям жителей северных и северо-восточных регионов СССР, грузовики на дровах можно было встретить в глубинке вплоть до 70-х годов ХХ века.

    В Германии во время Второй Мировой войны наблюдался острый дефицит бензина. КБ двух компаний (Volkswagen и Mercedes-Benz) получили задание разработать газогенераторные версии своих популярных компактных машин. Обе фирмы в довольно сжатые сроки справились с поставленной задачей. На конвейер встали Volkswagen Beetle и Mercedes-Benz 230. Интересно, что у серийных авто дополнительное оборудование даже не выступало за стандартные габариты «легковушек». В Volkswagen пошли еще дальше и создали опытный образец «дровяного» армейского Volkswagen Тур 82 («кюбельваген»).

    Volkswagen Тур 82

    Дровяные машины сегодня

    К счастью, главное достоинство газогенераторных автомобилей — независимость от сети АЗС, сегодня стало малоактуальным. Однако в свете современных экологических веяний на первый план вышло другое достоинство автомобилей на дровах — работа на возобновляемом топливе без какой-либо его химической подготовки, без дополнительной траты энергии на производство топлива. Как показывают теоретические расчеты и практические испытания, мотор на дровах меньше вредит атмосфере своими выбросами, чем аналогичных двигатель, но уже работающий на бензине или солярке. Содержание выхлопных газов очень схоже с выбросами ДВС, работающих на природном газе.

    И тем не менее тема с автомобилями на дровах утратила свою былую популярность. Забыть о газогенераторах не дают в основном инженеры-энтузиасты, которые ради экономии на топливе или в качестве эксперимента переоборудуют свои личные машины для работы на генераторном газе. На постсоветском пространстве есть удачные примеры «газгенов» на базе легковушек АЗЛК-2141 и ГАЗ-24, грузовика ГАЗ-52, микроавтобуса РАФ-2203 и пр. По словам конструкторов, их творения могут проезжать на одной заправке до 120 км со скоростью 80-90 км/ч.

    К примеру, переведенный житомирскими инженерами в 2009 году на дрова ГАЗ-52 расходует около 50 кг древесных чурок на 100 км пробега. По словам конструкторов, подкидывать дровишки нужно каждые 75-80 км. Газогенераторная установка традиционно для грузовиков расположилась между кабиной и кузовом. После розжига топки должно пройти около 20 минут, прежде чем ГАЗ-52 сможет начинать движение (в первые минуты работы генератора выработанный им газ не имеет нужных горючих свойств). По расчетам разработчиков, 1 км на дровах обходится в 3-4 раза дешевле, чем на дизельном топливе или бензине.

    Газогенераторная установка ГАЗ-52

    Единственная на сегодняшний день страна, в которой массово используются автомобили на дровах, — это Северная Корея. В связи с тотальной мировой изоляцией там наблюдается определенный дефицит жидкого топлива. И дрова снова приходят на выручку тем, кто оказался в нелегком положении.

    голоса
    Рейтинг статьи
    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector