Astro-nn.ru

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

Принцип работы газогенератора на дровах для автомобиля

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.

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.

Делаем газогенератор для автомобиля своими силами

Стремление человека сохранить окружающую среду заставляет его задумываться над возможностью создания оборудования, работа которого не будет влиять на экологию. На современном этапе большой ущерб природе наносится автомобильным транспортом, а именно выхлопными газами. Это привело к созданию электромобилей, которые сегодня уже начинают выпускаться на серийном уровне. Но есть и другая возможность сократить вредность выбросов и сэкономить на топливе – установив автомобильный газогенератор.

  1. Немного о генераторах
  2. Устройство силового оборудования
  3. Принцип работы системы
  4. Этапы работ по изготовлению
  5. Советы специалиста

Что представляют собой такие агрегаты

Обычно газогенераторными установками оснащают большегрузные автомобили с мощным двигателем, хотя при желании таким устройством может быть оборудован и легковой транспорт.

При этом агрегат имеет относительно компактные размеры, но они все равно не будут пропорциональные габаритам авто. Например, сконструированный для мотоцикла газогенератор на дровах и собранный своими руками будет сопоставим с коляской для транспортного средства. Поэтому назвать его небольшим можно с большой натяжкой. Кроме того, использование газогенераторов с маломощными двигателями приводит к нехватке мощности.

Конструктивные особенности оборудования

Что же входит в комплектацию автомобильного газогенератора? В первую очередь – это устройство в котором происходит процесс преобразования древесины или другого топлива в горючий газ. Но поскольку полученная смесь нуждается в очистке, то ни один генератор для автомобиля не обходится без очистителей.

Причем они представлены в виде трех горизонтальных конструкций и одной вертикальной. В первых происходит предварительная очистка от механических примесей с одновременным охлаждением. Вертикальный очиститель предназначен для более тонкой очистки.

Кроме этого в состав автомобильного газогенератора на дровах входят:

  • Отстойник конденсата;
  • Смеситель;
  • Вентилятор;
  • Трубопроводы.

Что касается устройства газогенератора для автомобиля и его основного блока, то он заключен в корпусе и состоит из бункера и отдела для топлива. Крепится этот узел к раме автомобиля.

Вверху располагается фланец, соединяющий все детали в одно целое. Загрузочный люк оборудован крышкой, которая прижимается запорной рукояткой. Отбор газа осуществляется из патрубка. Загрузка топлива осуществляется через специальный люк. Выходя из агрегата, газ проходит очистку последовательно в каждом цилиндре и оттуда поступает в двигатель.

Как работает силовая установка

Автомобили, в которых установлено такое устройство, используют в виде топливной смеси газ, вырабатываемый при сжигании дров, угля или других компонентов. Принцип действия газогенератора на автомобиль, выполненного своими руками основан на неполном сгорании углерода. При этом выделяется третья часть энергии и, следовательно, полученный газ имеет меньшую теплоту сгорания, чем исходный материал.

Смотрим видео, о газогенераторах и принцип работы:

В процесс сжигания древесины или угля с добавлением пара происходит экзотермическая реакция между образующимся составом и водой, что в свою очередь приводит к разделению смеси на водород и углекислый газ. Это приводит к снижению температуры вырабатываемого вещества и в то же время повышает КПД до 80%.

Возможно использование газа без охлаждения, в случае полного сжигания твердого топлива. При этом КПД газификации может достигать 100%.

Но так как в процессе очистки происходит разбавление газа азотом, то его калорийность получается низкой. Но в то же время для его сгорания используется меньше воздуха, следовательно, он ненамного уступает традиционным топливовоздушным смесям.

Газоагрегат для автомобиля своими руками

Одним из самых простых агрегатов будет собранный на основе старого газового баллона. При этом все остальные комплектующие также легко найти и стоят они недорого. Итак, приступаем к сборке автомобильного газогенератора своими руками.

Баллон выполняет функции корпуса. Внутри он разделен на две зоны:

  • Загрузки;
  • Горения.

И здесь же находится сердцевина газогенератора. Возможно в качестве корпуса использовать и металлический ящик, сваренный из стальных листов.

Но все же лучшим вариантом является баллон, поскольку места сварки со временем могут прохудиться, что приведет к аварийной ситуации. Важно учитывать и то, что при если внутри генератора будет скапливаться газ, то это может привести к взрыву, поэтому лучше собирать конструкцию таким образом, чтобы он сразу выходил в двигатель. Схему газогенератора для автомобиля вы сможете найти в сети.

Смотрим видео, этапы работ:

Но, выбрав за основу газовый баллон, необходимо учесть и то, что в нем может остаться смесь и при резке это способно вызвать небольшой взрыв. Чтобы избежать этого нужно или продуть его сжатым воздухом или разрезать, заполнив водой.

Далее вырезается дно и прорезается горловина под загрузку топлива. Крышка должна быть удобной для того чтобы засыпать древесные отходы. Затем выполняется колосниковая решетка. При этом нужно учитывать, что на нее будет приходиться термическая нагрузка.

Следующий этап – подготовка крышки для бункера. Она может быть выполнена из листа металла, но обязательно изолирована асбестовым шнуром. Чтобы он не пригорал нужно обработать его графитовой смазкой. Купить его можно на хозяйственном рынке.

Далее изготавливается фурма, на которую будет приходиться основная термическая нагрузка, а также фильтр. Если в качестве топлива предполагается использование дров или угля, то эта составляющая является обязательной, так как позволит избавиться от большого количества взвешенных частиц пыли, содержащихся в них. И для того чтобы избежать их попадания в карбюратор и используется фильтр.

Следующая деталь – радиатор. Он может быть выполнен из дюралевых батарей отопления или обычных водопроводных труб. Нужно учитывать, что проходное сечение радиатора должно превышать размер присоединенных к нему труб. Это поможет избежать сопротивление газу при прохождении по нему.

Продолжаем делать агрегат своими руками видео 2:

Последняя деталь – это фильтр очистки. Он может быть выполнен из современных и недорогих материалов, которые легко поддаются чистке и имеют большой срок службы. Чертеж газогенератора для авто легко найти в сети.

Далее остается зафиксировать газогенератор в багажнике и подключить его к двигателю. Для этого подводится трубка, по которой древесный газ будет поступать в мотор. Вместе с ним остается и основное горючее – бензин. И последний шаг – отрегулировать калорийность консистенции.

Эффективность применения газового генератора для авто

В чем же заключается преимущество использования таких агрегатов? В первую очередь в том, что в них применяется топливо, не требующее какой-либо обработки. При этом в таких автомобилях энергия не нужна.

Еще одним плюсом является способность устройств, производящих древесный газ, самозаряжаться. Поэтому нет необходимости устанавливать на автомобиль мощный химический аккумулятор, который к тому же достаточно сложно утилизировать при выходе из строя. В то же время отходами газогенератора является зола, а это как известно прекрасное удобрение.

Но все же самым главным достоинством таких автомобильных генераторов считается их экологическая безопасность. При правильно сконструированном газогенераторе в воздушное пространство попадает намного меньше вредных веществ, чем от работы дизельного или бензинового двигателя.

Однако и некоторые недостатки у самодельных газогенераторов для авто имеются. И одним из них является достаточно большой размер установки. Это связано с тем, что древесный газ обладает низкой удельной энергией.

Еще один минус – невозможность достигнуть скорости как при работе на бензине. Это связано с тем, что в древесном газе находится до 50% азота, который не поддерживает горение. Поэтому двигателя достается мало топлива, чем и вызвано снижение его мощности.

К тому же процесс горения происходит достаточно медленно, что не позволяет использовать высокие обороты. Этот аспект приводит к снижению динамических характеристик транспорта.

Естественно, такие автомобили весьма неудобны в эксплуатации, потому что выйти на рабочую температуру генератор может только через 10 минут после запуска. Так что сесть за руль и уехать, как в обычном авто не получится.

Между заправками нужно извлекать золу, что также не добавляет популярности газогенератору. Образование смол, при сжигании древесины, требует использования фильтров, которые нуждаются в регулярном обслуживании.

В общем хотя идея создать автомобиль, работающий на дровах и имеет ряд достоинств, все же она требует дальнейшего усовершенствования. Пока же такое транспортное средство далеко не идеально и нуждается в дополнительном обслуживании, если сравнивать с бензиновыми моделями.

slagunov › Блог › Есть ли будущее у газогенераторных (авто работающих на дровах) автомобилей ?

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

Читать еще:  Как подобрать мощность дизельной электростанции

В 1990-х годах водород рассматривали в качестве альтернативного топлива будущего. Затем большие надежды возлагались на биотопливо. Позже большое внимание привлекло развитие электрических технологий в автомобилестроении. Если и эта технология не получит дальнейшего продолжения (тому есть объективные предпосылки), тогда наше внимание вновь сможет переключиться на газогенераторные автомобили.

Газогенераторный автомобиль

Несмотря на высокое развитие промышленных технологий, использование древесного газа в автомобилях, представляет интерес с экологической точки зрения, по сравнению с другими альтернативными видами топлива. Газификация древесины несколько более эффективна, по сравнения с обычным сжиганием древесины, так как при обычном сжигании теряется до 25 процентов содержащейся энергии. При использовании газогенератора в автомобиле возрастает потребление энергии в 1,5 раза по сравнению с автомобилем работающем на бензиновом топливе (включая потери на предварительный нагрев системы и увеличение веса самой машины). Если принять к сведению, что необходимая для нужд энергия транспортируется, а затем вырабатывается из нефти то и газификация древесины остается эффективна по сравнению с бензином. Так же следует учитывать, что древесина является возобновляемым источником энергии, а бензин нет.

Преимущества газогенераторных автомобилей

Самое главное преимущество газогенераторных автомобилей заключается в том, что в нем используется возобновляемое топливо без какой-либо предварительной обработки. А на преобразование биомассы в жидкое топливо, такое как этанол или биодизель, может расходоваться энергии (в том числе и СО2) больше, чем содержится в изначальном сырье. В газогенераторном автомобиле для производства топлива энергия не используется, за исключением порезки и рубки древесины.

Газогенераторный автомобиль не нуждается в мощных химических аккумуляторных батареях и это является преимуществом перед электромобилем. Химические аккумуляторы имеют свойство саморазряжаться и нужно не забывать их заряжать перед эксплуатацией. Устройства, вырабатывающие древесный газ являются, как бы, натуральными аккумуляторами. Отсутствует необходимость в высокотехнологичной обработке отработавших и неисправных химических аккумуляторных батарей. Отходами работы газогенераторной установки является зола, которая может быть использована в качестве удобрения.

Правильно сконструированный автомобильный газогенератор значительно меньше засоряет воздушное пространство, чем бензиновый или дизельный автомобиль.

Газификация древесины значительно чище, чем непосредственное сжигание древесины: выбросы в атмосферу сопоставимы с выбросами при сжигании природного газа. При эксплуатации электромобиль не засоряет атмосферу, но позже, для зарядки аккумуляторов нужно приложить энергию, которая, пока что добывается традиционным путем.

Недостатки газогенераторных автомобилей

Несмотря на многие преимущества в эксплуатации газогенераторных автомобилей, следует понимать, что это не самое оптимальное решение. Установка, производящая газ, занимает много места и весит несколько сотен килограммов – и весь этот «завод» приходится возить с собой и на себе. Газовое оборудование имеет большой размер из-за того, что древесный газ имеет низкую удельную энергию. Энергетическая ценность древесного газа составляет около 5,7 МДж / кг, по сравнению с 44 МДж / кг у бензина и 56 МДж / кг у природного газа.

При работе на газогенераторном газе не удается достигнуть скорости и ускорения, как на бензине. Так происходит потому, что древесный газ состоит примерно из 50 процентов азота, 20 процентов окиси углерода, 18 процентов водорода, 8 процентов двуокиси углерода и 4 процента метана. Азот не поддерживает горение, а углеродные соединения снижают горение газа. Из-за высокого содержания азота двигатель получает меньше топлива, что приводит к снижению мощности на 30-50 процентов. Из-за медленного горения газа практически не используются высокие обороты, и снижаются динамические характеристики автомобиля.

Автомобили с небольшим объемом двигателя тоже можно оборудовать генераторами древесного газа (например, Opel Kadett на рисунке выше), но все же лучше оснащать газогенераторами большие автомобили с мощными двигателями. На маломощных двигателях, в некоторых ситуациях, наблюдается сильная нехватка мощности и динамики двигателя.

Сама газогенераторная установка может быть изготовлена и меньшего размера для небольшого автомобиля, но это уменьшение не будет пропорциональным размеру автомобиля. Были сконструированы газогенераторы и для мотоциклов, но их габаритные размеры сопоставимы с мотоциклетной коляской. Хотя этот размер значительно меньше, чем устройства для автобуса, грузовика, поезда или корабля.

Удобство использования газогенераторного автомобиля

Еще одна известная проблема газогенераторных автомобилей заключается в том, что они не очень удобны в использовании (хотя и значительно улучшились по сравнению с технологиями, используемыми во время войны). Тем не менее, несмотря на улучшения, современному газогенератору требуется около 10 минут, чтобы выйти на рабочую температуру, поэтому не получится сесть в автомобиль и немедленно уехать.

Кроме того, перед каждой последующей заправкой необходимо извлечь лопаткой золу – отработку предыдущего горения. Образование смол уже не так проблематично, чем это было 70 лет назад, но и сейчас это очень ответственный момент, так как фильтры должны очищаться регулярно и качественно, что требует дополнительного частого обслуживания. В общем, газогенераторный автомобиль требует дополнительных хлопот, полностью отсутствующих в работе бензинового автомобиля.

Высокая концентрация смертельного угарного газа требует дополнительных мер предосторожности и контроля от возможной протечки в трубопроводе. Если установка находится в багажнике, то не следует экономить на датчике СО в салоне автомобиля. Нельзя запускать газогенераторную систему в помещении (гараже), так как при запуске и выходе на рабочий режим должно быть открытое пламя (рисунок слева).

Все транспортные средств, описанные выше, построены инженерами любителями. Можно предположить, если бы было решено выпускать газогенераторные автомобили профессионально в заводских условиях, то, скорее всего, многие недостатки были бы устранены, а преимуществ стало бы больше. Такие автомобили могли бы выглядеть более привлекательно.

Например, в автомобилях Volkswagen, выпускаемых в заводских условиях во время Второй мировой войны, весь газогенераторный механизм был скрыт под капотом. С передней стороны в капоте находился только люк для загрузки дров. Все остальные части установки не были видны.

Еще один вариант газогенераторного автомобиля выпускаемого в заводских условиях – Mercedes-Benz. Как видно на фотографии ниже, весь механизм газогенератора скрыт под капотом багажника.

Вырубка леса

К сожалению, увеличение использования древесного газа и биотоплива может привести к образованию новой проблемы. И массовое производство газогенераторных автомобилей может усугубить эту проблему. Если начать значительно увеличивать количество автомобилей, использующих древесный газ или биотопливо, то в таком же количестве начнут снижаться запасы деревьев, а сельскохозяйственные земли будут принесены в жертву для выращивания культур, перерабатываемых на биотопливо, а это может привести к образованию голода. Использование газогенераторной техники во Франции во время Второй мировой войны стало причиной резкого уменьшения лесных запасов. Так же и другие технологии производства биотоплива приводят к уменьшению выращивания полезных для человека растений.

Хотя, наличие газогенераторного автомобиля может привести к более умеренному его использованию:
прогревать в течении 10 минут газогенератор или использовать велосипед для перемещения в магазин за продуктами – скорее всего выбор будет сделан в пользу последнего;
рубить в течении 3-х часов дрова для поездки на пляж или воспользоваться поездом – вероятно выбор будет в пользу последнего.

Как бы там ни было, газогенераторные автомобили не могут равняться с бензиновыми и дизельными автомобилями. Только глобальная нехватка нефти или очень большое удорожание ее сможет заставить нас пересесть на газогенераторный автомобиль.

Машина на дровах

Еще в 30-е годы прошлого века ученые СССР изобрели машины, работающие на дровах, которые назывались газогенераторными. Единственное их отличие заключалось в наличии особой конструкции в виде короба позади машины. В те времени такое устройство было необходимо, ведь в стране был недостаток бензина. Хотя преимуществ у таких машин было немного, их производство было массовым. Тяжелые автомобили на дровах широко использовались во времена Великой Отечественной войны, но только для невоенной техники – бензин уходил на поля боя.

В послевоенный период топлива производилось все больше, и газогенераторный автомобиль постепенно уходил в историю. Тем не менее и сегодня можно встретить людей, которые создают автомобиль на дровах – «машину из прошлого» – самостоятельно либо из-за своего интереса, либо в целях экономии.

Однако нужно ли на самом деле устанавливать газогенератор? Как он работает? Есть ли польза для автомобиля? Постараемся разобраться в этом вопросе.

Принцип работы агрегата

Газогенератор можно сравнить с колонной, имеющей цилиндрическую форму с сужением книзу. От агрегата отходят патрубки для подачи воздуха и выхода горючей смеси. Основным агрегатом, из числа представленных на схеме, является, конечно, газогенератор. Еще имеется люк для доступа в зольник и отверстие, для того чтобы можно было загружать топливо. Дымоход отсутствует.

Для начала следует понять принцип работы газогенератора. Эта информация необходима тем, кто намерен узнать принцип работы газогенератора или «пиролизного газогенератора» – таково его полное название.

Данная установка нужна для выделения смеси газов путем разложения дров, торфа, угля. Затем следует рассмотреть принцип действия газогенератора на дровах. Благодаря пиролизу дерева, выделяются газы, способные гореть. Таким образом, сюда можно включить угарный газ, водород, метан и прочие непредельные углеводороды.

Из чего состоит пиролизный газ?

Порода древесины не влияет на состав смеси при пиролизе. Соответственно, береза, сосна и ель выделяют практически одинаковое количество всех вышеперечисленных газов. После пиролиза 1 куб. м дерева можно получить около 90 м 3 неконденсирующегося газа.

Полезная теплота при сгорании 1 м 3 неконденсирующегося газа, кДж/м 3 , вычисляется по формуле.

Для примера возьмем березу и сделаем расчёт калорийности газа:

Qнр=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

Затем делим полученное число на 4,187. Таким образом, Qнр будет равен 2704 кКал/м 3 . Для сравнения калорийность природного газа составляет 8000 кКал/м 3 .

Технологический процесс

Один лишь полученный газ непригоден для ДВС, поэтому необходимо соблюдать определенный процесс, который поделен на этапы:

  1. Дрова не должны сжигаться, а разлагаться термическим образом, ввиду низкой подачи кислорода.
  2. Следующий этап обуславливается удалением взвешенных частиц при помощи фильтра.
  3. Затем с помощью воздушного или жидкостного теплообменника смесь охлаждается.
  4. После этого смесь очищается при помощи тонкой очистки.
  5. На последнем этапе горючее подходит в смеситель и затем попадет в двигатель.

Мифы о газогенераторных установках

Газогенераторная установка для современного человека является пережитком прошлого, поэтому существуют различные мифы. Но действительно ли им можно верить?

  • Миф №1. Утверждается, что установка имеет крайне высокий коэффициент полезного действия. В действительности, вследствие пиролиза КПД не может превышать 70–80%.
  • Миф №2. Утверждается, что установка может проработать и на влажном топливе. Можно сказать, что частично это является правдой. Но влажное топливо уменьшает количество производимой смеси. Иногда падение достигает 25%, так как при испарении пара от воды расходуется больше энергии, чем при выделении газа. Поэтому дрова всё-таки стоит сушить.
  • Миф №3. Утверждается, что установка поможет сэкономить расходы по отоплению дома, в сравнении с традиционными устройствами. Однако здесь следует просчитать целесообразность двух установок по их цене и занимаемой площади. Таким образом, это миф.

Как сделать газогенератор самому?

Для того чтобы создать газогенераторную установку, потребуется много сил, так как она не должна занимать много места или быть тяжелой, но при этом быть высокопроизводительной. Нержавеющая сталь будет идеальным материалом для производства корпуса, фильтрующего и охлаждающего устройства. Однако цена такого материала довольно высока, по сравнению со стандартной сталью.

Для наружной емкости можно использовать железную бочку или металлический прокат (толщина не должна быть менее 1 мм), а внутренняя может быть сделана из газового баллона или ресивера от грузовых автомобилей. Стоит предусмотреть отверстия для зольника, чтобы была возможность производить чистку. В камере сгорания должна располагаться горловина (в нижней части) для смольных отложений. Колосниковая решетка отлично получается из арматуры. Патрубки можно купить, благо в продаже они бывают разных размеров и по невысокой стоимости. Крышку можно сделать из металлического листа. Фильтрами могут быть отслужившие огнетушители, а охладителем – «гармошка», применяемая в системе отопления. Кроме того, понадобятся смеситель и вентилятор с реле.

Дровяные машины сегодня

Автомобиль, работающий на дровах, это экологичное средство передвижения. Такое топливо не вредит атмосфере так сильно, как солярка и бензин. Имея ретротранспорт, вопрос наличия заправок становится неактуальным. Но такие автомобили безвозвратно утратили свою популярность. Сегодня газогенераторы интересны только энтузиастам или тем, кто хочет сэкономить на топливе. Не так давно экспериментально, в штучном экземпляре выпускались Москвич-2141, РАФ-2203, работающие на дровах. Конструкторы говорили, что при скорости 85 км/ч можно проехать 120 км, не заправляясь заново.

На данный момент авто на дровах повсеместно используются в Северной Корее, в связи с изоляцией и, как результат, нехваткой топлива.

Идея использования дров в качестве топлива может быть привлекательной. Однако стоит понимать, что газогенератор на дровах является неконкурентной альтернативой жидкому топливу. Двигатель на газовой смеси не способен раскрыть свой потенциал, так как разогнать автомобиль до 80 км/ч будет недостижимой целью.

Принцип работы газогенератора 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.

Читать еще:  Кварцевые генераторы на биполярных и полевых транзисторах, а также

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.

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.

Принцип работы газогенераторных автомобилей на дровах

Люди изобрели электричество, научились пользоваться солнечной и ветровой энергией, добывать различные полезные ископаемые, например, нефть и газ. Однако большинство из них всё так же продолжает сжигать в топках дерево. Опилками и прочими отходами деревообрабатывающей промышленности можно пользоваться, если своими руками изготовить газогенераторный автомобиль на дровах. Многие мастера сегодня успешно эксплуатируют подобные устройства.

  • 1. Принцип работы автомобиля
  • 2. Суть газогенератора
  • 3. Виды конструкций
  • 4. Особенности устройства
  • 5. Рекомендации по установке

Особенностью газогенератора для автомобиля на дровах является агрегат, в котором происходит добыча газовой смеси. Затем она попадает в ДВС, где осуществляется ее сгорание. В результате этих процессов машина движется. При использовании такого прибора необходимо учитывать, что он занимает немало места и требует использования дополнительного оборудования — фильтра, трубки и радиатора.

Газогенератор — устройство, которое превращает дерево в газ. Всем известно, что именно газ является альтернативным энергетическим источником для автомобилей. Подтверждением этому служит большое количество газовых заправок. Однако добыть топливо самостоятельно не только можно, но и вполне реально. Бортовая конструкция способна вырабатывать столько ресурсов, сколько требуется автомобилю. Однако есть один нюанс: горячее топливо менее эффективно, особенно если в нем присутствуют примеси. Поэтому первым делом его нужно остудить, а затем очистить.

После выхода за пределы агрегата газ движется по трубам к фильтру, а потом к радиатору. Во время движения он очищается от пыли и кислот. Кроме того, снижается его температура. В процессе прохождения по лабиринтам примеси оседают на стенках в виде жидкости или твердых частиц. Через специальный тройник газ соединяется с кислородом и отправляется в двигатель. Затем смесь доходит не только до требуемой кондиции, но и оказывается в двигателе. После этого газ попадает в камеру сгорания и приводит автомобиль в движение.

Подвеска, салон, двигатель и сцепление машины при этом остаются на своих местах. Единственная проблема заключается в том, где поместить газогенератор и как провести трубопровод, чтобы машина была похожа на паровоз. Все эти вопросы следует подробно изучить перед началом работ.

Автомобиль на дровах своими руками вполне можно сделать. Изготовление газогенератора — посильная задача, впрочем, как и его установка. Для начала важно понять особенности агрегата и суть процесса. Сама конструкция представлена в виде зауженного в нижней части цилиндра. Образно можно назвать его бункером, накопителем для дров в котором является цилиндрическая часть. В узкой половине происходит сгорание.

Читать еще:  Переделка асинхронного двигателя в генератор на магнитах

Заготовки сами опускаются под действием собственной массы. Благодаря этому обеспечивается бесперебойная подача топлива к источнику горения. Зола оседает в специальной емкости, которая периодически требует чистки. Дрова загружаются в люк сверху.

Небольшие заготовки плотно размещают от колосников до крышки. Последняя герметично закрывается, чтобы минимизировать утечки. Устройство разжигают, спустя некоторое время машина может отправляться в путь.

Не следует путать конструкцию с открытым костром. Требуемый для горения кислород порциями подается через специальную трубку. На противоположной стороне располагается отверстие для выхода газа. При порционной подаче воздуха не осуществляется активное горение. Деревянные заготовки подвергаются пиролизу — тлеют на слабом огне, активно выделяя горючую смесь.

Основное назначение газогенератора заключается в получении горючего газа, который называется оксидом углерода. Именно это вещество и будет гореть в ДВС. Эту процедуру можно позиционировать как полное и частичное сгорание, во время которого происходит образование оксида углерода. Кроме того, выделяется и углекислый газ. Дрова при сгорании в контакте с влагой образуют смесь, которая состоит из:

  • метана;
  • непредельных углеводородов;
  • оксида углерода;
  • водорода.

Кроме того, в процессе горения происходит выделение нескольких негорючих компонентов. К ним относятся:

  • кислород;
  • вода;
  • углекислый газ;
  • азот.

Существует три вида газогенераторов для автомобиля. Если кислород подается с нижней части, а газ отбирается сверху — это прямоточное изделие. При подобном размещении патрубков газовая смесь высвобождается при горении внизу конуса. В процессе движения газов через уголь и чурки из дерева происходит отдача воздуха и тепла. После того как заготовки пропускают через себя горячую газовую смесь, они просушиваются и готовятся к пиролизу.

Если подача кислорода для поддержки горения осуществляется в начале узкой части бункера, а газовая смесь отбирается снизу, тогда этот вид устройства именуется обратным или опрокинутым. Зажигание дерева осуществляется внутри, выше колосниковой зоны. Трубы для отвода газа располагаются ниже колосников. Подобный принцип работы аналогичен курительной трубке.

Имеется и альтернативный вариант — камера сгорания у обратного газогенератора ограничивается специальной наклонной перегородкой. Напротив трубы подачи кислорода с обратной стороны перегородки имеется ниша, из которой проводится отбор горючего газа. Патрубки кислородной подачи и отвода газа размещаются на одном уровне. Линия подвода труб пересекает бункер поперек, поэтому подобную конструкцию называют горизонтальной.

Прямоточные и горизонтальные газогенераторы хорошо показали себя при использовании торфа, древесного угля или кокса. Опрокинутый вид оборудования широко используется для езды на сухих чурках из дерева.

Характерной чертой всех газогенераторов является перемещение углекислого газа (диоксида углерода) через разлагающийся уголь. При этом газовая смесь отдает излишки воздуха и преобразуется в оксид углерода. Желательно, чтобы между теплообменником и камерой сгорания размещался циклонный фильтр. Это необходимо для того, чтобы газовая смесь очищалась от всевозможных механических примесей. Подобное устройство может задерживать около 90% летучей пыли.

Радиатор выполняет существенную роль. Охлаждаясь, газ становится более концентрированным и уменьшается в объемах. Это способствует подаче в ДВС большего количества топлива. Мощность двигателя в период эксплуатации напрямую зависит от температурных показателей газообразной смеси. Это обусловлено тем, что газ устойчив к детонации, поэтому его нужно охлаждать для усиления сжатия.

Компактным считается фильтрующий элемент тонкой очистки, сделанный из двух канистр. Внутри емкостей располагают минвату и шлак в гранулах. Они и будут хорошо чистить газ. В нижней части фильтра и теплообменника в обязательном порядке нужно установить краны. Это необходимо для стравливания конденсата. После очистки и остывания газовой смеси выпадает роса. Каждые 200 км езды в емкости собирается около 3 л жидкости.

Сварные швы и места соединения обязательно должны быть герметичными, поскольку в случае утечки при постоянном добавлении дров скорость и производительность двигателя авто будут оставаться на минимальном уровне. Собранный агрегат должен быть хорошо закреплен, чтобы он не разрушился от вибрации во время движения.

Газогенераторный двигатель на дровах для автомобиля может быть различных форм и размеров. Для этих показателей не существует каких-либо определенных требований. Однако необходимо учитывать, что прибор должен обязательно быть создан из металла толщиной не менее 3 мм. Где именно установить конструкцию, каждый автолюбитель решает самостоятельно.

При выборе месторасположения важно продумать не только размеры всего агрегата, теплообменника и фильтров, а также длину патрубков. Важно, чтобы загрузка партии топлива происходила через крышку сверху. Во время работы двигателя дозаправка осуществляется с незначительным выделением газа. Если ДВС заглушен, а в устройстве продолжает гореть масса, загрузка новой партии сопровождается появлением обильного облака.

Поместить подобное устройство можно только снаружи автомобиля и обязательно сзади. Это обусловлено тем, что к конструкции должен быть свободный доступ. Чем длиннее планируемые дистанции без дозаправки, тем больше размеры изделия. Составляющие элементы аппарата должны быть сделаны в соответствии с размерами бункера.

Газогенератор на грузовой машине можно разместить между кабиной и бортом с водительской стороны. Трубы, теплообменник и фильтрующий элемент разрешается размещать за кабиной. Фильтр тонкой очистки следует расположить на противоположной части кабины (за дверью пассажира). Для удобного удаления конденсата патрубки и дренажные краны выводят ниже фильтрующего элемента тонкой очистки.

На легковой машине аппарат рекомендуется устанавливать на открытой части. Для этого можно модифицировать багажник, приварить прицеп и т. д. Все зависит от вкусовых предпочтений и фантазий владельца. Не рекомендуется устанавливать оборудование в багажнике под крышкой, так как во время его эксплуатации в салон автомобиля будут попадать дым и угольная пыль.

Газогенератор — агрегат, с помощью которого получается горючий газ. После прогона последнего через очистительные фильтры и охлаждающий радиатор получается чистая и холодная газовая смесь. Оксид углерода может заменить классический вариант топлива, обеспечивая двигателю бесперебойную работу. Бензиновые ДВС функционируют с газогенераторным устройством без существенных потерь производительности.

Производство любого устройства начинается с изготовления чертежа. После изучения подробной информации человек имеет представление о внешней конструкции агрегата. Затем остается воплотить свою идею в жизнь.

Чтобы устройство выглядело эстетично, следует правильно подобрать детали. Для его изготовления понадобятся:

  • бочка на 100 л;
  • бидон из стали с плотной крышкой на фиксаторах;
  • труба с толстыми стенами диаметром 15—16 см и длиной 30 см;
  • огнетушитель;
  • лист стали толщиной 0,6—1 см;
  • часть бытового отопительного радиатора.

Сначала нужно вверху трубы проделать 5—6 отверстий. Она станет верхней частью конструкции. К одному из полученных отверстий следует приварить трубку подачи кислорода. Через остальные будет выходить газ. В нижней части необходимо приварить перфорированное днище из нержавейки. Получится колосниковая часть, на которой разместятся угли. Пыль будет выходить через отверстия.

С внутренней части получившегося стакана приваривается конус из металла для подачи углей. Затем следует приварить металлический лист с отверстием, размер которого совпадает с внутренним диаметром трубы. Конструкция должна размещаться перпендикулярно в верхней части трубки. Лист станет дном бункера. Функции последнего будет выполнять бидон.

Полученную заготовку помещают в бочку и приваривают таким образом, чтобы внизу осталось место для золы, а горлышко бидона размещалось над бочкой. Затем одно из отверстий бидона нужно совместить с камерой сгорания и соединить трубкой подачи кислорода. Далее в верхней части приваривают металлический лист, который перекрывает разницу размеров горловины бидона и бочки. Конструкция готова.

Сделать авто на дровах своими руками не так просто, как может показаться на первый взгляд. Процедура требует больших затрат сил и времени. Однако для умелого мастера, который готов экспериментировать и не боится трудностей, это вполне реальная задача. Очень важно подробно изучить устройство и принцип работы изделия, а также правильно составить его чертеж.

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