Огни в моих топках совсем прогорят: тест-драйв ГАЗ-АА на дровах


Накопитель совмещает две функции. Первая – он играет роль аккумулятора газа. Расход газа при движении неравномерен, в момент нажатия педали акселератора (вот тут как нельзя лучше подходит выражение «педаль газа») текущий расход многократно возрастает, поэтому во избежание дефицита топлива используется накопитель, который позволяет иметь некоторый необходимый запас газа и поддерживает его постоянный объём.

Другая задача – очистить полученное топливо. Как ни крути, а горит дерево, поэтому в продуктах горения есть и зола, и прочие твёрдые отходы, попадание которых в двигатель совсем нежелательно. Само собой, все примеси удалить невозможно, поэтому ресурс моторов газогенераторных автомобилей был ниже бензиновых сородичей.

Из накопителя газ идёт в смеситель. Но между ним и накопителем есть ещё одно устройство – «улитка». Это обычный электрический насос, который нужен для создания тяги установки при розжиге и до момента запуска двигателя. После того, как мотор заработает, он начнём «тянуть» газ сам. Но до этого ещё далеко, поэтому «улитка» жужжит вовсю. Кстати, шестивольтовое электрооборудование «полуторки» не слишком любит эту пожирательницу немногочисленных ампер-часов, но без неё никак. Немцы, было дело, ставили по две «улитки»: одна нагнетала давление, а другая высасывала газ. Наши так не делали, обходились одной.

Итак, после «улитки» газ отправлялся в смеситель. Этот узел предполагает возможность переключения работы двигателя с газа на бензин. Да, совсем без бензина всё же не обошлось…

Справедливости ради отмечу, что карбюратор здесь пусковой, он нужен только для того, чтобы запустить холодный двигатель. Даже педаль газа с ним никак не связана. Одним словом, ездить на нём нельзя, можно только завести машину. Дальше – только газ.


Автомобиль на дровах: как он работает?

Это похоже на анекдот. Но тем, кто работал на лесоповале в тайге в 30-х, было не до смеха. Нет бензина — ехали на дровах. Да и по сей день эта технология до сих пор используется. Как устроены такие авто? Разбираем в деталях.
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.



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.


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.


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.


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»).


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.

Как вам такая заправка лет через ннадцать? Ресурс возобновляемый, так что нет ничего невозможного…

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.

Дубовых, пожалуйста, до полного.

Автомобильный газогенератор или автомобиль на дровах

В наше время все чаще встает вопрос об альтернативных источниках энергии и топлива, цены на энергоносители с каждым годом только дорожают так как нефть и газ это полезные ископаемые которые не восстанавливают свой ресурс, только идут на убыль. Нефтяные магнаты не хотят терять свой халявный рынок и не дают развивать альтернативные источники топлива. Но все же есть отважные храбрецы бросающие вызов бензиновой зависимости и рабству. Такое уже случалось в истории во время второй мировой войны когда нефтяная промышленность работала на оборону и фронт, бензинчик был в дефиците, остро встал вопрос о замене топлива чем то другим, и отцы инженеры разработали газогенераторную установку работающую исключительно на дровах и производящая в процессе пиролиза газ СО в простонародье «угарный газ». Вот как доказательства тех лет автор приводит пример на фото.
Даже танки были с газогенераторной установкой
И вдохновившись примером прошлых лет ,по крупицам собрав информацию, чертежи, старые фото автомобилей с газогенератором принялся исполнять заветную идею в жизнь. В начале автор дает краткое объяснение что такое газогенератор принцип его действия, чертежи и наброски.
Газогенератор представляет собой установку преобразования твердого топлива в горючий газ по средством пиролиза, в простонародье самогонный аппарат, принцип работы одинаков.данный агрегат состоит из бункера колосника радиатора охлаждения фильтров тонкой и грубой очистки.

Инструменты которые понадобились автору для работы это: сварочный аппарат, болгарка, набор ключей, молоток ,кусачки, электроды, дрель.

Материалы: б/у пропановый баллон, старый огнетушитель, радиатор, старые ведра из под краски, арматура, уголки ,трубки металлические. Все было взято практически со свалки и из пункта приема металла, старенькое ржавое а вот на фото пример Финского автомобиля все детали из нержавейки и сделаны в заводских условиях


Первый шаг автора это подготовка загрузочного бункера для дров им служит газовый баллон

Далее болгаркой срезается верхняя и нижняя части как на фото
После того все шлифуется во избежании царапин и порезов
Затем автор вырезал крышку для бункера и дно для колосников из толстого металла так как в зоне горения высокая температура
На крышку с внутренней стороны прикреплен шнур из асбеста так как температура приличная
Зону горения автор делает в нижней части баллона прорезал и вставил колосник трубку для зоны горения просверлил отверстия для подачи воздуха в зону горения
Следующий шаг фильтр грубой очистки циклон из огнетушителя срезана и переварена верхняя часть приварена металлическая трубка

Затем радиатор для охлаждения газа автор взял обычный радиатор от отопительной батареи его габариты очень подходят для ровного плавного охлаждения газа
И последний этап фильтр тонкой очистки состоит из двух старых ведер из под краски минеральной ваты керамзита в верхней части вата в низу камушки
Все собрано и вот перед нами чудо агрегат на дровах

Источник Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

принцип работы, технические характеристики, топливо

Газогенераторные двигатели имеют один неоспоримый плюс — возобновляемое топливо, которое не проходит предварительной обработки. История использования машин с таким оборудованием достаточно длительная. Сейчас они не так популярны, как раньше, но понемногу все же возвращаются в строй.

Основные особенности

Газогенераторный двигатель имеет несколько неоспоримых положительных особенностей. Во-первых, топливо для устройства очень дешевое. Во-вторых, во время эксплуатации прибора появляется зола, которую можно использовать в качестве удобрения, к примеру. В-третьих, автомобилю не потребуется установка мощных химических аккумуляторов.

Газогенераторные двигатели доказали свое право на существование уже очень давно. На сегодняшний день их показатели, конечно же, сильно уступают новым моделям, работающим на бензине. Однако для большинства рядовых автолюбителей вполне могут подойти. Газогенераторная установка позволит развить скорость до 100 км/ч, приблизительный максимальный пробег составит около 100 км. Чтобы повысить этот параметр, придется возить на заднем сиденье дополнительные мешки с дровами и периодически вручную добавлять «топливо» в бак.

старый экземпляр авто с газогенератором

Как работает устройство

Принцип работы газогенератора — синтез газа. Это процесс, в ходе которого, горючий газ будет образовываться при сгорании органического материала. Для того чтобы запустить такой процесс, необходимо достичь нужной температуры. Синтез газа начинается при достижении показателя в 1400 градусов по Цельсию. В качестве топлива для газогенераторного двигателя могут использоваться торф, брикеты с углем и некоторые другие материалы. Однако, как показала практика, наиболее распространенным и удобным материалом в качестве топлива выступает древесина. Хотя здесь стоит отметить, что дрова обладают одним недостатком — уменьшение заряда рабочей смеси. Вследствие этого несколько понижается и мощность установки.

Можно добавить, что двигатель на дровах такого типа обычно используется с уже установленным ДВС.

устройство генерации газа для авто

Технические показатели

Если стоит выбор, к примеру, между покупкой автомобиля с традиционным двигателем или с газогенератором, то нужно подробно остановиться на рассмотрении технических данных второго варианта.

Масса двигателя на дровах достаточно большая, из-за чего теряется некоторая часть маневренности. Этот недостаток становится опасным, если развивать большую скорость. По этой причине доводить автомобиль даже до 100 км/ч не слишком разумное решение — придется ездить медленнее. Есть еще несколько важных технических данных такого оборудования.

Газовый двигатель, работающий на дровах, обладает большей степенью сжатия, чем грузовые бензиновые двигатели. Что касается мощности, то газогенератор, естественно, проигрывает бензиновому мотору.

Последнее отличие не в пользу газовой модели — это грузоподъемность, в которой он также проигрывает автомобилю с бензиновым двигателем.

Здесь еще важно отметить, что древесный газ характеризуется низкой энергетической ценностью, если сравнивать его с природным. Авто на дровах будет неизбежно терять в динамических свойствах, что также следует учитывать водителю такого транспортного средства.

Некоторые предпочитают установку объемного газогенератора осуществлять на прицеп, а не на сам автомобиль. В таком случае и быстро разогнаться не получится, и маневрировать особо не выйдет. Прицеп будет являться своеобразным ограничителем.

машина с генератором газа

Плюсы газогенераторов

Если говорить о плюсах автомобилей с газогенераторными двигателями, то на первый план сразу же выдвигается возможность использования возобновляемого топлива без предварительной обработки. К примеру, чтобы преобразовать биомассу в пригодное топливо, допустим в этанол или биодизель, расходуется энергия, в том числе и энергия СО2. Причем в некоторых случаях для преобразования расходуется больше энергии, чем содержит изначальное вещество. Что же касается газогенераторного двигателя на дровах, то он не требует затрат энергии для производства своего топлива. Разве что нужно порезать и нарубить саму древесину для удобства загрузки.

Если сравнивать авто с генератором газа и электромобилем, то можно выделить такое преимущество: отсутствие необходимости в мощном химическом источнике энергии — аккумуляторе. Недостаток таких химических аккумуляторов в том, что у них есть свойство саморазрядки, а потому перед эксплуатацией такого авто его нужно не забывать заряжать. Если говорить об устройствах, генерирующих газ, то они сами по себе являются «натуральными» аккумуляторами.

При правильной сборке генератора газа и его работе в автомобиле, он будет значительно меньше засорять окружающую среду, чем любой бензиновый или дизельный двигатель. Конечно, если сравнивать с электромобилем, который вовсе не создает выбросов в атмосферу, газогенератор проигрывает. Однако для зарядки электрических авто требуется много энергии, а она все еще добывается традиционными способами, сильно загрязняющими воздух.

авто на газогенераторе

Минусы газогенераторов

Несмотря на определенные преимущества таких установок, их монтаж все еще остается очень индивидуальным решением и не самым оптимальным. Сама по себе установка, генерирующая газ, занимает много места, а весит она несколько сотен килограммов. При этом всю эту громоздкую конструкцию придется перевозить с собой. Большие габариты газовой установки обусловлены тем, что древесный газ характеризуется низким коэффициентом удельной энергии. Для примера можно сравнить удельную энергетическую ценность древесного газа, которая составляет 5,7 МДж/кг, с энергией, выделяющейся при сгорании бензина — 44 МДж/кг, или 56 МДж/кг — результатом сгорания природного газа.

Работа автомобиля на газогенераторе

При эксплуатации такого газового двигателя не получится достичь скорости и ускорения, возможных при использовании бензинового аналога. Проблема заключается в составе древесного газа. Он на 50 % состоит из азота, на 20 % из окиси углерода; оставшиеся 18 % — водород, 8 % — двуокись углерода, 4 % — метан. Азот, который занимает половину удельной массы газа, вовсе не способен поддерживать горение, а соединения на основе углерода снижают эффективность горения. Большое количества азота уменьшает общую мощность такого генератора примерно на 30-50 процентов. Углерод снижает скорость горения газа, из-за чего не удается достичь высоких оборотов. Как следствие этого, понижаются динамические показатели автомобиля.

схема работы авто с газогенератором

Применение генератора газа

Следует отметить еще одну небольшую проблему газогенераторных автомобилей, которая связана конкретно с их применением. Она связана с тем, что установке необходимо выйти на рабочую температуру, и только потом можно ехать. Время, требуемое для выхода на такую температуру, примерно 10 минут. Кроме этого, перед следующей загрузкой дров необходимо каждый раз лопаткой вычищать золу. Еще одна проблема в обслуживании — образование смол. Сейчас она стоит уже не так остро, как раньше, но все равно приходится очищать фильтры от загрязнений. Все это приводит к необходимости частого обслуживания генератора.

Если говорить в общем об уходе за таким устройством, то можно сказать так: появляется много хлопот с обслуживанием, которые полностью отсутствуют у бензиновых двигателей.

Генераторная установка для ЗИС-21

Как уже говорилось, основной принцип работы генератора — превращение твердого топлива в газ, поступающего в цилиндры. Газогенераторный ЗИС-21 в основном работал на таком топливе, как дуб и береза. Иногда использовался бурый вид угля, так как он был наименее гигроскопичным и давал больше всего газа на выходе.

Что касается конструкции типового генератора газа для ЗИС-21, то состоял он из следующих элементов: непосредственно самого газогенератора, охладителя-очистителя, тонкого очистителя, смесителя и электрического вентилятора.

устройство газогенератора зис-21

Работа установки на ЗИС

В верхней части генератора располагался бункер, в который загружалось твердое топливо. Непосредственно под самим бункером располагался топливник. Здесь осуществлялось сжигание древесины. По мере того как сгорало старое топливо, осуществлялась «автоматическая подача» новой древесины. На деле же она просто падала из бункера в топливник под собственным весом, когда освобождалось место. Сама газогенерирующая установка располагалась с левого борта автомобиля.

В этом же топливнике происходило и образование окиси углерода из-за протягивания воздуха сквозь горящее топливо. Просасывание кислорода происходило либо за счет разрежения в цилиндрах, либо за счет работы электрического вентилятора. Эти методы являлись принудительными, но были установки и с естественной тягой воздуха. Однако в таком случае на подготовку к запуску могло уйти до часа времени.

Под топливником располагался зольник, как в любой обычной печи. Здесь скапливались продукты сгорания. Каждые 80-100 км было необходимо очищать его от золы. Однако здесь справедливо будет отметить, что этот факт доставлял проблемы лишь водителю транспортного средства.

принцип работы газогенератора зис-21

Путь газа в установке и очистка

Весь полученный в процессе сгорания дров газ поступал в рубашку, которая окружала бункер. Таким образом достигался подогрев этого отсека. Это было необходимо, чтобы предварительно просушить всю древесину, подготовленную для сжигания. Далее стоит отметить, что после выхода из генератора газ имел температуру примерно 110-140 градусов. Поэтому он должен был проходить через секции радиатора. Там он не только понижал свою температуру, но и попутно очищался от тяжелых химических примесей.

Что касается очистки, то она происходила таким образом. Секции очистителя-теплообменника представляли собой внутренние перфорированные трубы. Эта конструкция была схожа с нынешними выхлопными системами. Горячий газ сильно расширялся, из-за чего терял скорость течения. Проходя через лабиринты труб, он еще сильнее замедлялся. Примеси отсеивались от него и оставались на внутренних стенках наружных труб обменников тепла. После этого следовал тонкий очиститель.

Вывод

В конце можно подвести следующий итог. Характеристики газогенераторных двигателей достаточно слабые, если сравнивать их с бензиновыми. Установка имеет некоторые преимущества, однако она достаточно неудобна в эксплуатации, требует постоянного и тщательного ухода. Кроме того, она не позволяет развивать большую скорость и снижает маневренность. По этим причинам автомобили с такими газовыми генераторами не пользуются практически большой популярностью.

Авто на дровах работает при помощи газогенератора, производящего газ из дров.

Машина отапливается дровами

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.

Машина отапливается дровами

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 м3 неконденсирующегося газа.

Полезная теплота при сгорании 1 м3 неконденсирующегося газа, кДж/м3, 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/м3= 11,3 МДж/м3

Затем делим полученное число на 4,187. Таким образом, Qнр будет равен 2704 кКал/м3. Для сравнения калорийность природного газа составляет 8000 кКал/м3.

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?

Схема работы

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

Дровяная машина 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.

Итог

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.

‘; blockSettingArray[0][«setting_type»] = 6; blockSettingArray[0][«elementPlace»] = 2; blockSettingArray[1] = []; blockSettingArray[1][«minSymbols»] = 0; blockSettingArray[1][«minHeaders»] = 0; blockSettingArray[1][«text»] = ‘

‘; blockSettingArray[1][«setting_type»] = 6; blockSettingArray[1][«elementPlace»] = 0; blockSettingArray[3] = []; blockSettingArray[3][«minSymbols»] = 1000; blockSettingArray[3][«minHeaders»] = 0; blockSettingArray[3][«text»] = ‘

Автомобили на дровах — миф или реальность?

Задолго до появления бензина в качестве топлива для ДВС использовали газ! К примеру, читаем у Жюль Верна: «…он прикрутил газовый рожок…». Горел в этом осветительном приборе, конечно же, не природный, а «светильный газ», — продукт сухой перегонки твердого топлива, получавшийся в газовых генераторах. На нем же работали первые двигатели внутреннего сгорания, в ту пору еще стационарные. Правда, мобильные газогенераторы удалось создать только в период между первой и второй мировыми войнами, да и вырабатываемый ими газ по составу заметно отличался от светильного. Но в качестве топлива вполне годился.

Сегодня аббревиатура «ГазГен» абсолютному большинству людей не говорит ровным счетом ничего. И только немногие любители истории техники знают, что существовали автомобили, у которых в качестве топлива использовались древесные чурки. А ведь было время, когда на вопрос «что такое газген?» попросту тыкали пальцем: во-он поехал! И слово это вовсе не считалось аббревиатурой. Некоторые люди почему-то убеждены, что газгены, обходившиеся чурками вместо бензина, были исключительным атрибутом советской нищеты. В действительности этот вид топлива был распространен по всему миру.

Газ используемый для этих автомобилей каждый из нас неоднократно видел. Если в костер подбросить много дров, то из него начинает идти обильный белесый дым. Это он и есть — так называемый пиролизный газ! Когда костер разгорается, дым исчезает в пламени — газ сгорает. По составу он представляет собой довольно сложную смесь, основу которой составляют окись углерода, водород, метан и водяной пар. Понятно, что в том виде, в котором светильный газ образуется в костре, он не пригоден в качестве моторного топлива, в первую очередь из-за сильной загрязненности твердыми частицами. Газогенераторная установка готовит намного более чистый и качественный продукт.
 

 

В Советском Союзе в начале двадцатых проводились конкурсные испытания газогенераторных автомобилей, а первым среди наших соотечественников установил генератор на автомобиль ленинградский профессор В. С. Наумов в 1927 г. Научный автотракторный институт (НАТИ) начал заниматься автомобильными газогенераторами в 1928 г., проводя опыты с иностранными моделями Пип и Имберт-Дитрих. 5 марта 1930 г. решением Президиума ВСНХ тракторный отдел ВИСХОМа и газогенераторная лаборатория института древесины и орглеса переводятся в НАМИ. 25 марта в институте из подотдела создается газогенераторный отдел. Разворачиваются работы по применению твердого топлива для автотракторных двигателей, ведется проектирование, постройка и испытания газогенераторных установок для речных катеров и других нужд народного хозяйства.

Первый построенный газогенератор НАТИ-1 работал на обычных дровах. В 1932 г. изготовлена установка НАТИ-3, созданная в тракторном отделе и предназначенная для моторного катера с двигателем ХТЗ или СТЗ. Тогда же появилась и первая автомобильная установка. Она была создана при поддержке общества Автодор. Установка называлась «Автодор-П» и была конструирована инженером И. Мезиным при участии активистов-автодоровцев инженера НАТИ А. Пельцера и Друяна. «Автодор-П» представляла собой газогенератор цельнометаллической конструкции с фурменной подачей воздуха по периферии топливника. Смеситель установки целиком заимствован с НАТИ-3. По типу «Автодор-П» С. Мезин спроектировал в НАТИ две установки: НАТИ-11 для ГАЗ-АА и НАТИ-10 для ЗИС-5. После испытаний в начале 1936 г. НАТИ-11 была передана для серийного производства заводу «Свет шахтера», выпускавшему до этого шахтерские лампы. 

Приобретенный в этой работе опыт позволил создать более совершенные конструкции. Он дает Вам возможность узнать об этом поподробнее. Одной из них стала установка НАТИ-Г14, созданная под руководством С.Г. Коссова. Ее серийное производство под руководством инженера НАТИ Н.Г. Юдашкина было налажено на Горьковском автозаводе для автомобиля ГАЗ-42. Он же ранее разработал и организовал производство газовой версии двигателя ГАЗ-А. В проект газогенераторной установки был внесен ряд изменений с учетом технологий ГАЗа, оборудование которого, рассчитанное на массовое производство, резко отличается от оборудования завода «Комета», где эти установки выпускались раньше. С 1939 по 1946 г. было изготовлено 33840 ГАЗ-42.

В 1936 г. была выпущена партия автомобилей ЗИС-13. Их газогенераторные установки отличались размерами и конструкцией отдельных агрегатов, их размещением на шасси и количеством секций грубых очистителей-охладителей. Так, камера сгорания изготавливалась из жаропрочной хромоникелевой стали, но никель в ту пору импортировался и был дорог. ЗИС-13 отличался 12-вольтовой электропроводкой вместо стандартных 6 В. Повышенное напряжение потребовалось в связи с увеличением мощности стартера из-за большей степени сжатия газового двигателя и наличия мощной воздуходувки. В конце 1938 г. стали выпускаться газогенераторные машины ЗИС-21.

Схема газогенератора проста. Загруженное в газогенератор топливо поджигается через воздушный клапан при помощи факела. Воздух, необходимый для газификации,  через фурменные отверстия, благодаря разрежению, создаваемому всасывающим действием двигателя попадает в камеру. Причем его количество должно быть недостаточно для полного сгорания топлива. Углерод топлива соединяется с кислородом воздуха, образуя углекислый газ (СО2) и окись углерода (СО). Далее они попадают в зону восстановления, где проходит через слой раскаленного угля, лежащего на колосниковой решетке. В результате негорючий СО2 превращается в горючий СО. Входящий в состав топлива водород частично соединяется с кислородом, образуя воду, которая присоединяется к влаге топлива, а остальной выделяется в чистом виде.

 Под влиянием высоких температур в камере газификации часть влаги соединяется с углеродом, образуя окись углерода и водород. Окись углерода вместе с ранее образованной и полученной в результате восстановления углекислого газа переходит в состав генераторного газа. Водород же, полученный в результате разложения воды, суммируется со свободным водородом, причем часть этого водорода переходит в состав генераторного газа, а другая часть вступает в химическую реакцию с углеродом топлива, образуя метан. Теоретически весь кислород воздуха должен израсходоваться при газификации, однако в действительности часть его сохраняется и переходит в состав генераторного газа. Вода, не разложившаяся при газификации, переходит в генераторный газ в виде пара.

В слое топлива, находящегося непосредственно над зоной горения, происходит процесс сухой перегонки топлива, т. е. нагрев без доступа воздуха. Продуктами сухой перегонки являются древесный уголь или кокс, а также летучие вещества, смолы и влага, выходящие в газо- и парообразном состоянии. Все продукты сухой перегонки в описанном типе генератора целиком проходят через зону горения и восстановления, где подвергаются процессам газификации, несколько более сложным, чем описано, но дающим те же основные продукты. Над зоной сухой перегонки находится зона подсушки, где происходит высыхание топлива. При выходе из генератора газ имеет высокую температуру и засорен золой и частицами угля. В таком виде он не может использоваться в двигателе и перед поступлением в цилиндры должен быть очищен и охлажден.

Топливом для газогенераторов могут служить дрова, торф, бурый каменный и древесный уголь, антрацит, брикеты из растительных отходов и т. п. Все топлива разделяются на два класса: битуминозные, или с высоким содержанием смол и летучих соединений (дрова, торф, бурый уголь, брикеты из соломы и др.), и небитуминозные (древесный уголь, каменноугольный кокс, антрацит и др.). Двигатель внутреннего сгорания может работать только на безсмольном газе, но все легкодоступные топлива — дрова, торф, бурый уголь образуют смолы, к тому же каждое топливо имеет свои особенности. Все это ставит перед конструкторами трудноразрешимые задачи при кажущейся простоте и доступности процесса.

По удобству пользования и другим эксплуатационным параметрам древесина является одним из самых заманчивых видов топлива, причем наиболее подходят твердые породы — дуб, бук, береза и др., обеспечивающие получение наиболее прочного древесного угля. Применение мягких пород менее желательно, поскольку они дают большее количество твердых частиц, забивающих агрегаты очистки и проходы для газа. На процесс образования газа сильно влияют размеры и влажность древесных чурок. 
Свежесрубленное дерево не годится в качестве газогенераторного топлива из-за высокой влажности. Поэтому древесину предварительно сушат. Естественная сушка на открытом воздухе идет очень медленно, и лишь через полтора-два года влажность снижается до 15 — 20%, приемлемых для газификации. Газогенераторная установка НАМИ-Г78 позволяла использовать чурки с повышенной до 40% влажностью, для чего на двигатель автомобиля устанавливалась специальная воздуходувка. Мощность двигателя при этом снижалась с 46 до 36 л. с.
Торф по свойствам наиболее близок к древесине, но имеет большую зольность, менее прочен и легче. Малозольный торф может использоваться в газогенераторах, предназначенных для работы на древесных чурках. Торф с более высоким образованием золы, как и бурый уголь, требуют особой конструкции камеры сгорания. Кроме этого, высокая зольность обуславливает постепенное снижение мощности двигателя в процессе работы. Газ, получаемый из торфа и бурого угля, содержит также повышенное количество смолы, что нужно иметь в виду при обслуживании установки и двигателя. Весьма нежелательной примесью к бурому углю является сера, которая попадает в газ. В результате ее взаимодействия с конденсатом образуется серная кислота, разрушающая металлические детали установки и двигателя.

Обычно древесный уголь употреблялся только для розжига основного топлива в газогенераторе при первоначальном пуске. Он является очень хорошим топливом, но его использование в обычных установках недопустимо, так как возникают перегрев газогенератора и прогары. Для него НАТИ разработал установки Г21 и Г23, для ГАЗ-43 и ЗИС-31 соответственно. 

Эти установки проще и легче работающих на чурках — масса НАТИ-Г21 составляла 250 кг, а НАТИ-Г23 — 310 кг. Они расходовали примерно в полтора раза меньше по массе топлива, их розжиг происходил за 3 — 4 мин. Однако очистку их газогенераторов, а также очистителя-охладителя приходилось делать через каждые 250 км пробега, в то время как у древесно-чурочных газогенераторов через каждые 1000 км. В марте 1939 г. Советское правительство поставило перед машиностроителями задачу: «Перевести на газогенератор все машины на лесозаготовках, а также значительную часть тракторного парка сельского хозяйства и автомобильного парка».

 Военные операции съедали основную массу производимого в стране топлива. Только в боевых действиях против Финляндии было задействовано около 100 тыс. автомобилей. Тем временем по выпуску грузовиков и мощных гусеничных тракторов СССР вышел на первое место в Европе.

 Экономику страны постоянно лихорадило, топлива для автотранспорта катастрофически не хватало. Война лишь довела ситуацию до логического конца. В военные годы ЗИС-21 и ГАЗ-42 эксплуатировались не только в тылу, но и на фронтах. В частности, половина транспортных автомобилей блокадного Ленинграда, Ленинградского фронта и Краснознаменного Балтийского флота была оснащена газогенераторными установками. 

Для установки на обычные грузовики были разработаны установки НАТИ-Г69 для ЗИС-5 и НАТИ-Г59 для ГАЗ-АА. К концу войны в СССР эксплуатировалось 200 тыс. газогенераторных автомобилей, тракторов, передвижных электростанций, катеров, мотовозов и других установок. Во время Второй мировой войны газогенераторные автомобили получили также распространение в Германии, Франции, Великобритании, Швеции, Финляндии, Китае, Японии, Австралии, Индии.

Эксплуатация газогенераторных машин осложнялась нехваткой кондиционного топлива из-за отсутствии достаточного количества топливозаготовительных баз, хотя решение об их строительстве было принято еще до войны. Вдобавок они нередко поставляли чурки повышенной влажности, что вело к выходу из строя дорогостоящего газогенераторного оборудования.
После войны Уральский автомобильный завод в 1946 — 1952 гг. выпускал модернизированный УралЗИС-21А, а с 1952 г. УралЗИС-352 с установкой НАМИ-Г78. С 1953 г. Минский тракторный завод выпускал трелевочный трактор КТ-352Т. Это были последние серийные машины на газогенераторах.

В наши дни «кулибины» разных стран в ощущении резкого удорожания традиционного бензина вновь обратились к идеям и разработкам прошлого.

 Учитывая стоимость дров и цену на товарный древесный уголь высказываются вполне заманчивые бизнес предложения, как например:

 «Покупаем дрова, заправляем ими газогенератор в своем авто, ездим куда хотим пока выделяется газ, потом вынимаем готовый древесный уголь (вместо него закладываем новые дрова) и этот уголь продаем!

Причем продаем уголь значительно дороже, чем покупали дрова.» Вот это бизнес!?

Современные технологии брикетирования отходов позволяют унифицировать «деревянное» топливо. Благодаря этому мы можем делать брикеты (гранулы, пелеты) любого размера и практически из любого органического сырья — солома, лузга подсолнечника, стебли кукурузы и т.д. На выходе же получаем движущийся транспорт с параллельным изготовлением высококачественного древесного угля!

Помните эпохальный фантастический фильм — «Назад в будущее» с незабываем автомобилем DeLorean в качестве машины времени? Как же эта газогенераторная установка напоминает работу ядерного «флуксуатора» на банановых шкурках и других отходах!

Как знать? Возможно не так далеко и это «будущее»!




Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о