РазноеГазогенераторный автомобиль: 403 — Доступ запрещён – 403 — Доступ запрещён

Газогенераторный автомобиль: 403 — Доступ запрещён – 403 — Доступ запрещён

Содержание

Газогенераторные труженики :: Новости коммерческого транспорта

Газогенераторные труженики

Краткая история газогенераторной техники в СССР и не только


Газогенераторные труженики автор

Александр Климнов, фото autowp.ru, drive2.ru, Volvo Trucks, krisdedecker.typepad.com

Агенство RAMR подготовило ко Дню Победы интересный материал по газомоторным грузовым автомобилям эпохи Великой Отечественной, который со своими дополнениями и комментариями привожу здесь.

Сегодня многие соотечественники (особенно молодежь) неудомевают – как можно было эксплуатировать автомобили на таком вот «биотопливе» – в его самом непосредственном естестве? Но, так действительно было – в условиях жестокого дефицита жидкого топлива полуторки и трехтонки, действительно, приходилось эксплуатировать на дровах, точнее на газогенераторном (древесном) газе, производимом из деревянных чурок и прочего твердого топлива непосредственно на самом автомобиле, в т.н. газогенераторной установке.  

История газогенераторных автомобилей

Легковые и грузовые автомобили, автобусы и трактора, а также железнодорожные мотовозы (маломощные локомотивы для маневровой работы) и речные суда, использующие древесный (газогенераторный) газ в качестве топлива, начали разрабатывать в 1920-х, но до серии в СССР они дошли в конце 1930-х, а ранее в 1934–1938 гг. были проведены испытательные автопробеги такой техники. Причем, интерес к газогенераторной технике был тогда достаточно серьезным и во многих европейских странах, т.е., что называется был «мировым трендом».

В СССР, где в ходе первых Пятилеток парк автомобильной и сельскохозяйственной техники (но еще больше – танков и самолетов) возрос весьма значительно (одних грузовиков в 1941 году уже было свыше миллиона и сотни тысяч тракторов, а также 23 тыс. танков и десятки тысяч самолетов) возник жесткий дефицит жидкого топлива. А, таковым был на то время почти исключительно бензин и более тяжелые виды нефтяного топлива типа лигроина и керосина, однако, не дизтопливо, которое находило еще ограниченное употребление из-за дороговизны и сложности тогдашних дизельных двигателей. Древесный газ – продукт сгорания органических материалов (дерева, брикетов древесного угля, торфяных брикетов, а также угля).

291.jpg

Для работы на этом виде топлива автомобилям и тракторам, естественно, необходимо было специальное оборудование. Комплект такового включал в себя бункер, в который почти доверху загружалось топливо в виде чурок или торфяных брикетов, охлаждающего блока (второй радиатор, обычно монтировавшийся перед основным), грубого и тонкого фильтров, а также смесителя с воздухом перед подачей в двигатель. Преимуществом было то, что классический бензиновый двигатель для работы на газогенераторной смеси почти не нуждался в доработке. Однако и минусов хватало, но о них ниже.

Еще в довоенное время советские конструкторы (при самом пристальном внимании к проблеме самого вождя Сталина) создавали различные образцы техники на газогенераторном топливе от легковушек до катеров. Однако самыми известными и массовыми газогенераторными машинами стали, выпускавшиеся на конвейерах грузовики, соответственно, ГАЗ-42 и ЗИС-21.

ГАЗ-42

Автомобиль ГАЗ-42 – газогенераторная модификация легендарной «полуторки» ГАЗ-АА/ГАЗ-ММ производства Горьковского автомобильного завода. Данную модель выпускали в 1938-1950 гг., а топливом для нее служили деревянные чурки специальной заготовки. Мощность двигателя оказалась ниже исходной у чисто бензинового мотора (40 и 50 л.с.), несмотря на существенное повышение степени сжатия (с 4,6 до 6,5) составляла лишь 30–35 л. с., а грузоподъемность снизилась до 1,2 тонны, но из-за необходимости возить с собой запас чурок (запас хода на одной «заправке» составлял лишь 60–70 км) реально не превышала 1 тонну.

gaz_42_1.jpg

ГАЗ-42 предвоенного образца

Газогенераторная установка НАТИ-Г-14 также выпускалась на ГАЗе, а ее вес составлял 250 кг. Номинальный расход твердого топлива составлял 35 кг/ 100 км, а максимальная скорость не превышала 50 км/ч, в том числе и из-за увеличения числа главной передачи с 6,6 до 7,5. Кроме того, переведенный на газ двигатель отличался крайне плохими пусковыми характеристиками, из-за чего пришлось сохранить небольшой запас бензина, но даже при пуске двигателя на бензине требовал от водителя особого искусства при переходе на газ. 

gaz_42_2.jpg

ГАЗ-42 военной поры на базе ГАЗ-ММ-В образца 1942 года

Процесс запуска с бензином занимал 10–15 минут, а при прямом розжиге газогенератора и все 30–40 минут, требуя от водителя прямо-таки алхимических способностей.   

gaz_43.jpg

ГАЗ-43

Другой газогенераторной версией ГАЗ-АА был ГАЗ-43, работавший на более энергоемком древесном угле. Данная модификация отличалась меньшими габаритами и весом газогенераторной установки и выпускалась малыми партиями в 1938–1941 годах, но из-за необходимости применения более жаропрочных, а значит и дорогих сортов металла, ее производство с началом войны было свернуто.

gaz_44_1.jpg

ГАЗ-44 – предок всех отечественных газомоторных авто

Существовала и первая в истории отечественного автопрома газобаллонная версия ГАЗ-44 на сжатом газе. Шесть ее баллонов со сжатым газом общей емкостью 60 м3 располагались под грузовой платформой. Общий вес газовой установки составлял 420 кг. Газовое оборудование выпускал Куйбышевский карбюраторный завод. Средний пробег автомобиля без пополнения запасов газа зависел от типа топлива и составлял 150 км на коксовом газе и светильном газе, 200 км на синтез-газе и 300 км на метане. Автомобиль был произведен малой партией в 130 ед. в 1939 году. 

gaz_45_1.jpg

ГАЗ-45

  В первой (еще мирной) половине 1941 года была выпущена и более мелкая партия (всего 45 ед.) полуторок на сжиженном нефтяном газе (пропан-бутане) – ГАЗ-45. Однако данные газобаллонные полуторки пришлось эксплуатировать в основном в окрестностях самого ГАЗа, из-за неразвитости сети газонаполнительных станций.

ЗИС-21

ЗИС-21 представлял собой стандартный грузовик ЗИС-5, оснащенный газогенератором, которые изготавливались на московском заводе «Комета» (по другим данным это был тот же газогенегратор НАТИ-Г-14). Полная масса газогенераторной установки составляла 440 кг. Высота бака (бункера) газогенератора – 1360 мм, диаметр – 502 мм. Вес топлива в бункере достигал 80 кг. Топливом для газогенераторной установки могли служить деревянные чурки, брикеты из стружек и опилок, отходы от распиловки, угольные и торфяные брикеты и даже шишки (для первичного розжига).

zis_21_1.jpg

ЗИС-21 выпускали только до Великой Отечественной войны (на фото машина в экспортно-выставочном виде с никелированными радиатором и бампером, который шел по заказу) 

Автомобиль оснащался модернизированным 6-цилиндровым рядным двигателем ЗИС-5 объемом 5,5 л, но на древесном газе его мощность падала с номинальных 73 л.с. до 50 (по другим данным 45) л.с., несмотря на повышение степени сжатия с 4,6 до 7, что отражалось как на грузоподъемности, снизившейся до 2,5 т (не считая запаса топлива), так и на скорости, упавшей с 60 км/ч на бензине до 48 км/ч на древесном газе. Одной закладки бункера хватало на 60–100 км пробега в зависимости от типа заряжаемой древесины.

Кстати, в период 1941–1944 гг. ставили газогенераторы и на автобусы производства ЗИС (модели ЗИС-8 и ЗИС-16), которые переоборудовали обратно на бензин уже после Победы.

Дровяные труженики

В годы Великой Отечественной войны, когда дефицит жидкого топлива, которое в первую очередь отправлялось на фронт, в тыловых районах встал не менее остро, чем у противника, газогенераторные грузовики и автобусы (ЗИС-8 и ЗИС-16) в полной мере внесли свой вклад в дело великой Победы. Использование достаточно сложной газогенераторной установки вело к сокращению пробега на одной заправке, уменьшению грузоподъемности автомобиля, снижению мощности и ресурса двигателя (древесный газ плохо очищался примитивными фильтрами и разрушал цилиндры и клапаны), но все они с лихвой перекрывались главным достоинством такого автомобиля – возможностью автономной работы на практически бесплатном топливе. Именно эти «дровяные» грузовики и были основным транспортом тыла (особенно в северных и восточных районах страны), перевозя грузы в лесозаготовительной промышленности, на промышленных предприятиях и в сельском хозяйстве, сражающейся страны.

 gaz-42.jpg

Вывоз леса с делянки на ГАЗ-42 летом 1942 года

Тоже можно сказать и о тракторах: самые известные модели – ХТЗ Т2Г (выпуска 1938–1941 гг.) на базе основного гусеничного сельхозтрактора ХТЗ-НАТИ.

XTZ-T2G.jpg

Основной довоенный газогенераторный трактор ХТЗ-Т2Г

За предвоенные годы и годы войны, когда наиболее активно насаждался сверху газогенераторный транспорт, в СССР было выпущено 31 956 ед. газогенераторных грузовиков марки ГАЗ и 15 445 ед. газогенераторной техники марки ЗИС, а также несколько тысяч тракторов ХТЗ-Т2Г и прочей техники. 

Впрочем, откровенно говоря, во многом «бесплатность» газогенераторного топлива поддерживалась за счет лесоповалов в системе ГУЛАГа, в котором на производстве именно газогенераторных чурок целиком специализировались пять леспромхозов, закрытых в пору массовых реабилитаций 1950-х. Отсюда и весьма быстрый сход со сцены газогенераторных машин в эпоху Оттепели.

По ту сторону фронта

В испытывавшей жесточайший дефицит жидкого горючего экономике Третьего Рейха, да и во всей Европе автомобили и трактора на газогенераторном топливе применялись во время Второй мировой войны даже более широко, чем в СССР, так, например, в Финляндии к 1944 году газогенераторные грузовики составляли 100% грузового парка, а в нейтральной Швеции – 85%, да и трактора и прочая техника в этих странах также эксплуатировались зачастую на дровах или угле. 

volvo-trucks-1940s.jpg

Шведские военные во время Второй мировой войны осматривают газогенераторные установки передней навески на грузовики Volvo LM11


 В Германии газогенераторные автомобили (преимущественно на каменном угле) выпускали фирмы Daimler-Benz, Opel, Ford, Bussing-NAG, а также Volkswagen.

MB-170V.jpg

Схема газогенераторной установки на легковом автомобиле Mercedes-Benz 170 V 

VW.jpg

Газогенераторная версия «народного автомобиля» KdF-38, ставшего позже легендарным Volkswagen Beetle

Газогенераторными установками в Европе во время Второй мировой массово оснащалась не только грузовая техника, но и легковые автомобили, автобусы и даже мотоциклы с коляской.

MB-230.jpg

Отнюдь не все газогенераторы времен Второй мировой отличались изяществом, например, как на этом Mercedes-Benz 320

После окончания Второй мировой войны как СССР, так и страны Европы начали постепенно отказываться от использования газогенераторной техники.

0023.jpg

Заправка газогенераторного автобуса угольным топливом в Германии 1940-х

В последующие годы газогенераторные автомобили чаще всего были плодом труда умельцев-автолюбителей.

Volvo-240.jpg

Переделанный умельцем на дровяное топливо седан Volvo-240  

Относительно массово техника на древесном газе сегодня используется только в Северной Корее.

Synri-58.jpg

Северокорейский бедолага-шофер у своего газогенераторного грузовика Сынри-58 (лицензия ГАЗ-51) 



Газогенераторные автомобили ГАЗ-42 и ЗИС-21

Грузовики на твёрдом топливе

За всю историю существования автомобильных двигателей внутреннего сгорания, они имели несколько разновидностей систем питания. Идея использования различных видов топлива для одних и тех же силовых установок, пришла на автомобильный транспорт с железной дороги.

В нашей стране, ещё со времён царя-батюшки, паровозы отапливались углём, сырой нефтью и дровами, в зависимости от того, в каких регионах какого топлива было больше, и где оно было дешевле. В годы Советской Власти, на железнодорожный транспорт пришло мазутное и торфяное отопление, а в среднеазиатских республиках дело дошло и до брикетов из стеблей саксаула.

Автомобили с   газогенераторными установками получили наибольшее распространение в первую очередь в северных и восточных, «лесных» районах СССР, однако, как мы увидим дальше, было оборудование и для работы на торфе, буром угле, коксе…

На первой иллюстрации статьи помещена фотография газогенераторного автомобиля ЗИС-21. Она и даёт наглядное представление о том, почему газогенераторы являлись привилегией грузовиков. Весьма массивное и объёмное специфическое оборудование можно было размещать в основном на грузовом шасси, частично за счёт снижения полезной грузоподъёмности, а отчасти – и за счёт уменьшения размеров кузова, либо кабины. Кстати, не зря дано и следующее фото «3/4 справа»:

ГРУЗОВИКИ НА ТВЁРДОМ ТОПЛИВЕ

По размерам правой двери читатель может видеть, насколько была «усечена» кабина.

В 30-х годах были эксперименты с газогенераторными легковыми машинами ГАЗ М-1, но закончились они, по сути дела,  ничем. Во-первых, за редким исключением, такие машины полагались лишь чиновникам в крупных городах, а там и с бензином особых проблем не было, и кроме того, «эмок» — то, на весь СССР, было сделано менее 63 тыс. штук. А во-вторых, из соображений компактности, на подобных машинах можно было использовать лишь газогенераторы так называемого «горизонтального» процесса горения, (см. ниже). А такие установки и для грузовиков были не лучшим вариантом.

О газогенераторных автобусах, в СССР вообще речи не было, если где в других странах они и применялись. «Против» было несколько технологических и эксплуатационных причин, разбирать которые мы здесь не будем. Укажем лишь на то, что и в городах-то больших пассажирских машин не хватало, куда уж отправлять их в глубинку, поближе к дровам и торфу…

В автомобильных газогенераторах применялась древесина в различных видах, (чурки, поленья, щепа), древесный уголь, чёрный и бурый каменные угли, кокс, торф. Но все эти виды топлива давали лишь низкокалорийные генераторные газы, которые по этому показателю уступали бензину. А потому моторы машин ЗИС и ГАЗ теряли в мощности. Но это был не самый плохой вариант замены  нефтяного горючего. Не только по стоимости топлива, как таковой. Но и по его запасам в тех районах, куда доставка бензина в больших объёмах предполагала существенное увеличение транспортных расходов.

Не забудем так же, и то, что газогенераторные грузовики выпускались в основном для тех районов страны, где не было железнодорожных и водных путей для доставки больших партий жидкого топлива. А то, что газогенераторные машины в динамике проигрывали таким же бензиновым вариантам, то 60-80 лет назад, это было не самым главным.

При всех описанных преимуществах газогенераторов, их существенным недостатком являлось то, что для каждого конкретного вида топлива, подчас требовалось и своё отдельное их устройство, хотя и были созданы универсальные многотопливные установки, которые по эффективности проигрывали специализированным. Это ведь не паровозная топка, где всё равно, какой вид топлива сжигать, лишь бы вода в котле превращалась в пар.

Это вам и не корректировка угла опережения зажигания октан-корректором, в зависимости от марки бензина. Напомним читателям достаточно известный исторический факт. Чем ниже степень сжатия обычного карбюраторного двигателя, тем более «всеядным» является мотор. Например, довоенные моторы ЗИС и ГАЗ, со степенью сжатия 4,8 – 5,3 ед., работавшие на А-56, а в жару даже и на керосине, «дожились» и до бензинов А-76 и А-80. Да и доныне на праздниках Победы можно увидеть фронтовые трёхтонки и полуторки, идущие своим ходом.

Работа газогенераторной установки

Работа газогенераторной установки заключалась в превращении твёрдого топлива в газ, который и поступал в цилиндры. Наиболее оптимальным видом топлива  для рассматриваемой техники, из древесных топлив являлись дуб и берёза. Лучшим угольным топливом был бурый уголь, как менее гигроскопичный, и дававший большой выход газа.

Типовая газогенераторная установка автомобиля ЗИС-21 показана на рисунке ниже. Она состояла из собственно газогенератора 1, очистителя-охладителя 5, тонкого очистителя 4, смесителя 2, и электровентилятора 3.

Схема газогенераторной установки автомобиля ЗИС-21

В верхнюю часть газогенератора, бункер, загружалось подготовленное топливо, (мелкие древесные чурки, щепа, мелкий уголь). Под бункером располагался топливник, где происходило сгорание топлива. По мере  сгорания осуществлялась «автоматическая подача» нового топлива под действием его  собственного веса. Газогенератор устанавливался по левому борту грузовика.

В топливнике происходило образование окиси углерода при просасывании воздуха через горящее топливо. Это просасывание, принудительная тяга, обеспечивалась либо за счёт разрежения в цилиндрах работающего двигателя, либо при подготовке генератора к работе и запуску мотора – электровентилятором. Могла быть и естественная тяга, как у обычной печи, но в этом случае растапливание установки и подготовка машины к движению занимали до часа времени.

Ниже топливника, как и в обычной печке, помещался зольник для отходов сгорания, который каждые 70-100 км. пути нужно было чистить. Но кроме, как шофёру такой машины, это больше никому неудобств не доставляло. На дорогах, где работали «паровозы на резиновом ходу», интенсивность движения была раз в час по обещанию, запретов на съезд на обочину везде и всюду, как сейчас,  умные гаишники той эпохи ещё не устанавливали, а блюстители экологии тогда ещё и не родились.

Газ из топливника поступал в рубашку, окружавшую бункер, чем обеспечивался подогрев топлива в бункере, для его просушки. При выходе из генератора, газ имел достаточно высокую температуру, 110-140 градусов, поэтому проходил через секции радиатора, не только снижая температуру, но и очищаясь там же от тяжёлых механических примесей. Не забудем, что засасываемый буквально из-под колёс наружний воздух, не имел на своём пути никаких фильтров. Кроме того, и при сгорании происходит унос мелких частиц не сгоревшего топлива.

Как происходила очистка? Секции очистителя-теплообменника имели внутренние перфорированные трубы, наподобие  устройства обычных глушителей выхлопных систем. Горячий газ расширяясь терял скорость течения, проходя через лабиринты ещё больше тормозился, а примеси отсеивались и оставались на внутренних поверхностях наружных труб теплообменников.  Далее газ очищался в так называемом тонком очистителе, («колонна» по правому борту автомобиля), имевшем две последовательные ступени очистки, и работавшем по принципу обычного «сухого» воздушного фильтра карбюратора.

В смесителе, выполнявшем обязанности карбюратора, готовилась газо-воздушная смесь, которая  и  поступала в цилиндры.

Классификация газогенераторов

Газогенераторы классифицировались по процессу газификации, по методу подвода воздуха для горения топлива и по виду применяемого топлива.

По процессу газификации имелось разделение на работу прямым, обратным, и горизонтальным процессами. При прямом процессе воздух под действием разрежения проходил снизу вверх, как у обычной печи, и образовывал газовое топливо. Едва ли нынешнему читателю могут быть интересны химические формулы – «выкладки» процесса газификации, которые обязательно давались в технической литературе по таким установкам. Поэтому мы и не будем навеивать ему воспоминания, про «школьные годы чудесные» с уроками химии.

У генераторов прямого процесса существовал серьёзный недостаток. В подготовленном газовом топливе присутствовали пары смол, которые, попадая в цилиндры, «забивали» поршни, кольца, клапаны… Дальше думаем, можно не продолжать.

Схемы газогенераторов

Газогенераторы с обратным процессом существенно уменьшали недостаток устройств, описанных выше. Здесь наружный воздух поступал сразу в зону горения, а затем, за счёт разрежения, опускался вниз. И образовывавшиеся при перегонке смолы сгорали, или разлагались, образуя горючие газы.

Создание газогенераторов с горизонтальным процессом имело целью снижения высоты установок и центров тяжести порожних машин. Подобные установки были бы актуальны в первую очередь для легковых автомобилей.  Но они обладали вышеназванными недостатками генераторов прямого процесса, а потому на грузовиках ЗИС и ГАЗ применения не нашли.

Схема газогенератора

По методу подвода воздуха в газогенераторы, думается никого из нынешних читателей такие тонкости — подробности не интересуют. На знание общего устройства и принципов работы газогенераторных установок, отсутствие такой несущественной дополнительной информации не повлияет. Отметим лишь тот достаточно очевидный факт, что в зависимости от мест и направлений  подвода воздуха, добивались разных температур горения топлива. А это в свою очередь влекло за собой применение специальных жаропрочных сталей, а то и дополнительного охлаждения водой от штатных систем охлаждения моторов.

По виду применявшегося топлива автомобильные газогенераторы подразделялись на три вида. В установках для древесного топлива, использовалось дерево в разных видах – мелкие наколотые поленья, щепа. В угольных газогенераторах применялись древесный, бурый, каменный уголь и антрацит. Торфяные установки предназначались только для торфа в кусках или брикетах.

Приведённые ниже чертежи устройств подтверждают то, что установки изготавливались в зависимости от температур горения, характеристик процессов, и интенсивности золо — и шлакообразования. А также и то, что для  эксплуатации на непредназначенных для них видах топлива, они могли быть малопригодны, если не вообще непригодны.

Газогенератор для торфаГазогенератор для бурого угля

Выработанный  газ нужно было охлаждать ещё и для того, чтобы улучшать наполнение цилиндров, и тем самым избегать лишней потери мощности моторов. Охладители, (по терминологии того времени), газа были известны двух основных типов, трубчатые и радиаторные. Трубчатые охладители применялись на ЗИС-21, а так же и машинах  ГАЗ-42, выпускавшихся до 1944 года. Такие охладители работали на принципе конвекции, а потому были достаточно объёмными, и вынуждено крепились к раме под кузовом.

Расположение газогенераторной установки на ГАЗ-42

Радиаторные охладители значительно более эффективные, лёгкие и компактные. Они устанавливались перед обычными радиаторами систем охлаждения, и не только обдувались набегающим встречным потоком воздуха, но и «просасывались» вентилятором. В активе таких теплообменников ещё и то преимущество, что значительно уменьшалась общая длинна всех трубопроводов установки, снижалось их сопротивление проходу газа, и несколько повышалась мощность моторов за счёт улучшения наполнения цилиндров.

Жидкостной газоочиститель автомобиля ГАЗ-42

Выше уже было некоторое упоминание об очистке газа, когда рассматривалось общее устройство газогенераторной установки. Но сейчас нужно вернуться к этому несколько подробнее.

Известны три разновидности газовых очистителей —  динамические, поверхностные и жидкостные. Динамическими (инерционными) очистителями на советских грузовиках, являлись уже упоминавшиеся очистители-охладители первой ступени. Поверхностными очистителями являлись упомянутые уже «колонны» по правому борту, имевшие свои, две последовательные ступени более тонкой очистки. Однако на машинах ГАЗ-42, с 1944 года нашли применение жидкостные радиаторные очистители – охладители. Исчезли «колонны» по правому борту и большие подкузовные секции охладителей.

Суть этих нововведений в следующем. Газ имел две последовательные ступени охлаждения и очистки. При каждой ступени он проходил через соты воздушного охлаждения, а потом через слой воды, являвшийся и фильтром, и непосредственным дополнительным контактным охладителем. После чего и поступал в смеситель.

Смесители газогенераторных установок

Смесители газогенераторных установок по своему принципу действия были прямыми аналогами обычных бензиновых карбюраторов, но значительно проще по устройству и безотказнее в работе. Ибо не имели забивающихся жиклёров и тонких каналов регулировки холостого хода, негерметичных топливных клапанов и поплавков. Не требовалась и их регулировка в «карбюраторном» понимании, ни уровня в поплавковой камере, ни винтами качества и токсичности. Конечно, были регулировки приводов воздушных и дроссельных заслонок. Но возможные ошибки при таких регулировках, ни к экономичности, ни к экологии, никакого  отношения не имели.

Смесители служили для приготовления газо-воздушной смеси на всех режимах работы двигателя. Поскольку они, в отличие от карбюраторов, не имели, разумеется,  никаких ускорительных насосов, то и динамика разгона у газогенераторного ЗИСа или «газона», едва ли была намного лучше, чем у паровоза. Тем более, и с учётом вышеупомянутой потерей мощности, в сравнении с бензиновыми моторами. Но от этих машин в первую очередь требовалась-то  возможность работы на «подножном корму». А «гонки по вертикали» в Сталинскую эпоху были не приняты ещё и среди шофёров легковых машин.

Газовые смесители не вытеснили карбюраторов на одних и тех же машинах, а потому допускали работу одного и того же мотора и от газогенератора, и на бензине. Однако продолжительная работа таких машин на жидком топливе не практиковалась. Связано это было с тем, что низкокалорийное газовое топливо требовало повышенной степени сжатия, а в  ту эпоху, широко применявшиеся сорта бензинов при степени сжатия газогенераторных моторов, нередко вызывали детонацию. Поэтому работа на бензине использовалась либо при маневрировании на территории автохозяйств, либо как вспомогательная, для создания разрежения в цилиндрах и тяги при розжиге газогенератора. И, как понимает читатель, у газогенераторных грузовиков были две педали акселератора – газовая и бензиновая.

Газовые смесители условно разделялись на три группы:

Смеситель с параллельными потоками газа и воздуха применялся на автомобиле ЗИС-21. У верхнего фланца была расположена дроссельная заслонка, (смеситель, как и карбюраторы на моторе ЗИС-5 крепился под впускным коллектором), регулирующая количество газо-воздушной смеси. Воздушная заслонка бокового патрубка регулировала состав этой смеси, изменяя подачу свежего воздуха. Генераторный газ поступал через нижний патрубок, и смешиваясь с воздухом над воздушным патрубком, (место слияния потоков показано стрелками), поступал в цилиндры.

Схема параллельно-поточного смесителя ЗИС-21

Вихревой смеситель автомобиля ГАЗ-42

Вторая разновидность смесителей – вихревые устройства, применялись на моторах грузовиков ГАЗ-42. Воздух поступал через патрубок 4. При входе в смеситель, он получал вращательное движение, и перемешивался с газом, поступавшем через патрубок3. Качественный состав смеси регулировался заслонкой 1, а количество смеси, подаваемой в цилиндры, — дроссельной заслонкой 2.

Бытовали и смесители с пересекающимися потоками, (как у газогенераторов НАТИ Г-71). Они представляли собой тройник, схема которого   «в связке» с карбюратором, наглядно показана на рисунке ниже. Думаем, что читатель сможет самостоятельно провести аналогию назначения заслонок на предложенной схеме. Дроссельная заслонка 1 карбюратора могла использоваться лишь при розжиге генератора.

Смеситель с пересекающимися потоками воздуха и газа

Пуск двигателя сразу на газе возможен был лишь в том случае, если нормально протекал процесс газификации топлива, обеспечивая подачу газа хорошего качества. А для этого нужно было создать хорошую тягу, обеспечивавшую надлежащие условия для газификации.

При розжиге генератора, как уже было сказано выше, использовалась естественная или принудительная тяга. Для естественной тяги открывали загрузочный люк бункера, и люк зольника, обеспечивая вертикальную тягу, как у самовара. После этого производили растопку, как и у обычной печи. Далее последовательно закрывали сначала зольник, а потом и загрузочный люк бункера. Недостатком розжига естественной тягой, являлась его длительность и загрязнение воздуха печным газом. Достоинством являлось то, что газ имел температуру, близкую к оптимальной, и содержал в себе минимальное количество смол.

Принудительная тяга создавалась разряжением в цилиндрах двигателя, или электровентилятором. С помощью вентиляторов, в частности и запускались газогенераторы машин ЗИС и ГАЗ, при необходимости подготовки их к работе в кратчайший срок. При работе вентилятора, дроссельные заслонки карбюратора и смесителя были закрыты, а газ отводился через «гусь» выпускной трубы вентилятора. «Улитка» вентилятора имела заслонку, отсоединявшую его от газопровода после запуска мотора. Отсасывания газов при розжиге генератора разряжением в цилиндрах двигателя проводилось лишь в крайнем случае, при неисправности вентилятора или невозможности его длительной работы при плохо заряженной АКБ, когда требовался скорейший запуск генератора в работу.

Поскольку при таком способе, когда нормальный процесс газификации ещё не установился, неизбежными были попадания большого количества золы и смол в цилиндры. Карбюраторы включались во впускную систему двигателя параллельно со смесителями, или последовательно. Но второй способ большого распространения не получил, поскольку патрубки и диффузоры бензинового прибора питания, оказывали лишнее сопротивление проходу газо-воздушной смеси в цилиндры. А лучшие результаты дало последовательное включение специального автоматического (!) пускового устройства, уменьшавшего подачу бензина во впускной трубопровод, по мере перехода на газ.

Схема включения пускового приспособления

Для пуска двигателя на бензине, закрывалась газовая заслонка 7, воздушная 6 и дроссельная заслонка 5. Посредством дистанционного привода из кабины, поворачивался рычаг 2, открывался топливный кран 1, и поворачивалась шайба 4. Под действием разряжения в цилиндрах, автоматически открывался клапан 3. Бензин подавался через жиклёр 9, кран 1 и клапан 3, и смешиваясь с воздухом, поступавшим через жиклёр 8, проходил через отверстие в шайбе 4 в задроссельное пространство и в цилиндры. Далее, по мере открытия дроссельной заслонки 5, и уменьшения разряжения во впускном коллекторе, клапан 3 закрывался, и прекращал подачу жидкого топлива. Такая система значительно упрощала перевод работы мотора с бензина на газ. Однако, в этом случае, движение автомобиля на бензине, даже в крайне необходимых случаях вряд ли было возможным.

При переводе обычного карбюраторного двигателя на питание генераторным газом, его мощность снижалась на 35-40%. Это вызывалось низкой теплотворной способностью газогенераторного топлива, высокой температурой газо-воздушной смеси, исключавшей хорошее наполнение цилиндров, и значительным сопротивлением проходу газа по всем трубопроводам специальной установки. А потому, приспосабливание бензинового мотора для работы на газе, сводилось к следующим мерам:

  1. Увеличивалась степень сжатия, так как газ в этом случае допускал работу без детонации.
  2. Увеличивались углы опережения зажигания, так как газо-воздушная смесь горит медленнее бензиново-воздушной смеси.
  3. Уменьшались зазоры между электродами свечей с 0,6-0,8 до 0,3-0,4 мм, так как при увеличении степени сжатия, увеличивалось и сопротивление искровому разряду. Однако напомним читателям, что вновь вернулись к первым названым параметрам более современных бензиновых моторов лишь тогда, когда было повышено напряжение в бортовой сети с 6 до 12 вольт, и появились другие катушки зажигания.
  4. Увеличение степени сжатия потребовало более мощных стартёров, а те, в свою очередь — АКБ повышенной ёмкости.

А перечисленное в пунктах 1,2,3, думаем, даёт ясное понимание того, почему на таких машинах бензин, для обычного движения, был газу не ровня. Однако, просим не путать смену режимов «газ/бензин» у газобаллонных автомобилей. Эта ария  уже из другой оперы.

Главным недостатком газогенераторных установок с позиций того времени явились больший вес и объём возимого топлива. Ибо 1 литр бензина был эквивалентен 3 кг. древесных чурок или 1,7 – 2 кг древесного угля.

Мы имеем возможность предложить для сравнения и специфические характеристики газогенераторных машин ЗИС-21 и ГАЗ-42

Автомобиль  ЗИС-21:  грузоподъёмность 2, 5 т, макс. скорость 45 км/ч

При степени сжатия 7,0, двигатель развивал 45 л.с. при 2400 об./мин. и крутящий момент 20 кгм при 900-1100 об./мин. Газогенераторная установка обратного процесса газификации, рассчитанная на древесные чурки.  Возимый запас/расход топлива – 100 кг. Максимальный запас хода по топливу на шоссе -95 км. Имелась разновидность машины ЗИС-Г69 для работы на древесных чурках, торфе, с расходом 120 кг./100 км., и на буром угле, 150 кг./100 км.

Бензобак в моторном отсеке с подачей самотёком. Главная передача от автобуса ЗИС-16, с числом 7,67. Электрооборудование 12 вольт, АКБ  6СТ-144, 2 шт. генератор  автобусный, от ЗИС-8, мод.ГА-27, 20А. 250 вт., стартер автобусный МАФ-31, мощностью 1,5 л.с. Кстати, из упомянутой ниже книги следует, что все газогенераторные машины ЗИС имели зажигание от магнето, автономного источника импульсов высокого напряжения, заменявшего собой катушку зажигания и прерыватель-распределитель.

Автомобиль ГАЗ-42: грузоподъёмность 1,2 т., макс. скорость 50 км/ч

При степени сжатия 6,5, мощность составляла 30 л.с. при 2400 об/мин. и крутящий момент 11 кгм при 1200 об/мин.

Газогенераторная установка обратного процесса газификации, для древесных чурок. Имелась разновидность машины ГАЗ-Г59У, для работы на древесных чурках, торфе, и буром угле. Расход топлива на 100 км – 60 кг. древесных чурок для ГАЗ-42 и ГАЗ-Г59У, 75 кг. торфа, или 60-90 кг бурого угля, для последней разновидности машины.

Главная передача с числом 7,50. Электрооборудование 6 вольт, АКБ 3СТ-112

ТТХ газогенераторных автомобилей даны по книге «Эксплуатационно-технические характеристики автомобилей», Издательство Минкомхоза РСФСР, 1954 г.

Заключение

Что сказать в заключение? Проведена самая отдалённая, пусть даже косвенная аналогия между газогенераторным грузовиком и паровозом. Ведь автомобильный двигатель внутреннего сгорания, и паровая машина локомотива – это близкие разновидности кинематически одинаковых тепловых двигателей. Ибо в обеих случаях возвратно-поступательные движения поршней, служат одной и той же конечной цели – вращательному — на ведущие колёса, — переключением пар шестерён в КПП грузовика, или  изменением времени отсечки, (степени наполнения паром цилиндров машины), — для данного случая работы силовых установок, думаем не принципиально.

Работа же шофёра газогенераторной машины, отчасти была схожа с работой паровозной бригады из трёх человек. Обязанности по управлению и обслуживанию паровоза в поездке, делились между машинистом, (управление движением и обзор пути с правого «крыла»), его помошником, (отопление паровоза и обзор пути с левого «крыла»), и кочегаром, (подача топлива из тендера в будку, подмена при необходимости помошника на отоплении и вспомогательные обязанности). В случаях же плановых или вынужденных остановок поезда, обслуживание — манипуляции маслёнками, нагнетателями и гаечными ключами, делилось между паровозниками поровну, не взирая на «табели о рангах».  А шофёр газогенератора, один был, по поговорке, «И швец, и жнец, и на дуде игрец». И управление автомобилем, и загрузка бункера, и «шуровка» топки, и очистка зольника, а если надо, — то и заготовка в пути недостающего топлива…  Шофёрам обычных бензиновых ЗИС-5 или ГАЗ-51, такое, наверное, и в страшных снах не снилось.

Возможно, шофёрам газогенераторных машин и полагались надбавки при оплате труда за совмещение обязанностей, — и за «помошника машиниста», и за «кочегара».  Но были ли они в действительности – мы утверждать не можем. А что наиболее достоверно, так то, что привилегией этих водителей была почти постоянная работа на природе, вдали от шума городского…

Эксплуатация газогенераторных машин ЗИС и ГАЗ давно уже стала достоянием истории. Как постепенно уходят в прошлое и карбюраторные системы питания – более простые, надёжные, дешёвые и ремонтопригодные, в сравнении с «электронно-инжекторными наворотами». Но какой суммарный грузооборот имели все газогенераторные грузовики за почти три десятилетия их эксплуатации – не подсчитать уже никому…

Автор Андрей Кузнецов, механик музея ретро-техники ГУП «Мосгортранс»

 

Газогенератор — автомобиль на дровах! — ВотЭто — интересно!

Газогенератор в автомобиле

Стоимость бензина да и дизельного топлива стремительно уходт ввысь, как уходит  космическая ракета со стартовой площадки. С такой же скоростью сокращаются запасы углеводородов. Альтернативные источники энергии — водород и электричество с переменным успехом внедряются в серийные автомобили. Но, как оказывается, есть и другая, хорошо забытая альтернатива — газогенератор, а если по простому — в качестве топлива используются обыкновенные дрова!

Во время Второй мировой войны в Европе почти каждое транспортное средство было переоборудовано на использование дров в качестве топлива.
Автомобили, работающие на древесном газу (также еще называемые газогенераторные автомобили) хоть и теряют свою элегантность во внешнем виде, но очень эффективны, по сравнению со своими бензиновыми собратьями, в плане экологичности и могут равняться с электромобилями.
Рост цен на топливо приводит к возобновлению интереса к этой почти забытой технологии: во всем мире, десятки любителей разъезжают по улицам городов на своих самодельных газогенераторных автомобилях.

Авто на дровах,газген,Газогенератор в автомобиле,синтез газа, автомобиль на дровах, автомобильный газогенератор, газагенератор своими руками

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

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

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

С 1931 года началось массовое производство генераторов Эмбера. В конце 1930-х годов, уже около 9000 транспортных средств использовали газогенераторы исключительно в Европе.
Вторая мировая война
Газогенераторные технологии стали обычным явлением во многих европейских странах во время Второй мировой войны, из-за ограничения и дефицита ископаемых и жидких видов топлива. В одной только Германии, к концу войны, около 500.000 автомобилей были дооборудованы газогенераторами для эксплуатации на древесном газу.

Газогенераторные гражданские автомобили времен Второй мировой войны

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

500.000 газогенераторных гражданских автомобилей к концу войны в Германии

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

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

 

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

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

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

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

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

Топливо для газогенераторных автомобилей состоит из древесины или щепы (фото слева). Древесный уголь также может быть использован, но это приводит к потере до 50 процентов энергии, содержащейся в оригинальной биомассе. С другой стороны, уголь содержит больше энергии за счет более высокой калорийности, так что спектр топлив может быть разнообразен. В принципе, любой органический материал может быть использован. Во время Второй мировой войны, уголь и торф использовались, но лес был основным видом топлива. Голландская Volvo 240Голландская Volvo 240

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

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

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

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

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

Если заднее сидение загрузить мешками с древесиной, то дальность пробега увеличивается до 400 километров (250 миль). Опять же, это сравнимо с электромобилем, если пространство для пассажира приносится в жертву для установки дополнительных батарей, как в случае с Tesla Roadster или электромобилем Mini Cooper. (В газогенераторе дополнительно ко всему, периодически нужно брать мешок с древесиной из заднего сидения и высыпать в бак).
Голландская Volvo 240

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

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

 

Газогенераторный деревянный автомобиль Джоста КонинаГазогенераторный деревянный автомобиль Джоста Конина

«Передвигаться по миру при помощи пилы и топора», – под таким девизом голландец Джост Конин (Joost Conijn) на своем газогенераторном автомобиле с прицепом, совершил двухмесячное путешествие по Европе, абсолютно не беспокоясь о заправочных станциях (которых он не видел в Румынии).

Хотя прицеп в данном автомобиле использовался для других целей, для хранения дополнительного запаса дров, благодаря чему увеличивалось расстояние между «заправками». Интересно то, что Джост использовал древесину не только в качестве топлива автомобиля, но и как строительный материал для самого автомобиля.

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.

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.

Газогенераторный деревянный автомобиль Джоста Конина

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.

Опель Кадет, оснащенный газогенераторной установкойОпель Кадет, оснащенный газогенераторной установкой

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.

Опель Кадет, оснащенный газогенераторной установкой

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).
Массовое производство газогенераторных автомобилей

Газогенераторный Volkswagen Beetle, выпускаемый на заводеГазогенераторный Volkswagen Beetle, выпускаемый на заводе

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.

Газогенераторный Volkswagen Beetle, выпускаемый на заводе

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.

Газогенераторный Volkswagen Beetle, выпускаемый на заводе

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

Газогенераторный Mercedes-Benz 230, выпускаемый на заводеГазогенераторный Mercedes-Benz 230, выпускаемый на заводе

 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.
На запуск и разогрев газогенератора нужно потратить минимум 10 минут времениНа запуск и разогрев газогенератора нужно потратить минимум 10 минут времени

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.

Газогенераторные автомобили во время войны

Во всем мире, многие любителей разъезжают по улицам городов на своих самодельных газогенераторных автомобилях

Во всем мире, многие любителей разъезжают по улицам городов на своих самодельных газогенераторных автомобилях

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

Переоборудованные автомобили, работающие на древесном газу (также еще называемые газогенераторные автомобили) приобретают дополнительные элементы конструкции, которые обычно не прибавляют элегантности во внешнем виде. Зато такие автомобили очень эффективны, по сравнению со своими бензиновыми собратьями, в плане экономичности и экологичности, и могут равняться с электромобилями.

Газогенераторный Mercedes-Benz 170 VG 1935 года

Газогенераторный Mercedes-Benz 170 VG 1935 года

Наступающие смутные времена, рост цен на топливо и глобальное потепление приводят к возобновлению интереса к этой почти забытой технологии. Во всем мире, десятки любителей разъезжают по улицам городов на своих самодельных газогенераторных автомобилях.

Газогенераторный газ

Шестиоконный Traction Avant с прицепным газогенератором, работающим на древесных чурках

Шестиоконный Traction Avant с прицепным газогенератором, работающим на древесных чурках

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

Газогенераторные автомобиле в г. Фалун, Швеция

Газогенераторные автомобиле в г. Фалун, Швеция

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

Все автомобили и автобусы были оборудованы газогенераторами. г. Эскильстуна

Все автомобили и автобусы были оборудованы газогенераторами. г. Эскильстуна

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

Газогенераторные гражданские автомобили. г. Боден

Газогенераторные гражданские автомобили. г. Боден (Boden)

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

Вторая мировая война

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

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

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

На фотографии выше показан газогенераторный гражданский автомобиль времен Второй мировой войны

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

К концу войны в Германии было около 500.000 газогенераторных автомобилей

К концу войны в Германии было около 500.000 газогенераторных автомобилей

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

73000 газогенераторных автомобилей в Швеции

73000 газогенераторных автомобилей в Швеции

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

Большое количество газогенераторных автомобилей находилось в эксплуатации во время Второй мировой войны

Большое количество газогенераторных автомобилей находилось в эксплуатации во время Второй мировой войны

В начале 1950-х годов, в Западной Германии осталось 20000 газогенераторов

В начале 1950-х годов, в Западной Германии осталось 20000 газогенераторов

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

Программа исследований в Швеции

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

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

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

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

Chevrolet El Camino 87 года

Chevrolet El Camino 87 года, владелец Юха Сапиля (Juha Sipilä) установил газогенератор в 2007 году

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

Газогенераторная установка вырабатывающая древесный газ, выглядит как большой подогреватель воды. Эту установку можно разместить на прицепе (хотя это затрудняет парковку автомобиля), в багажнике автомобиля (занимает почти все багажное отделение) или на платформе в передней или задней части автомобиля (наиболее популярный вариант в Европе).

Газогенераторный автомобиль Юха Сипиля

На американских пикапах, генератор помещается в кузове. Во время Второй мировой войны, некоторые автомобили были оснащены встроенным генератором, полностью скрытым от глаз.

Топливо для газогенератора

Дейв Николс (Dave Nichols) показывает топливо для газогенераторных автомобилей - древесина и щепа

Дейв Николс (Dave Nichols) показывает топливо для газогенераторных автомобилей — древесина и щепа

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

Голландская Volvo 240, укомплектована современной газогенераторной системой из нержавеющей стали

Голландская Volvo 240, укомплектована современной газогенераторной системой из нержавеющей стали

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

Голландская Volvo 240 имеет современный элегантный вид.

Голландская Volvo 240 имеет современный элегантный вид.

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

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

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

Технические возможности

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

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

Прицепной газогенератор

Тойота Camry 2,0 GLI на древесном газу

Тойота Camry 2,0 GLI на древесном газу

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

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

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

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

«Передвигаться по миру при помощи пилы и топора», - под таким девизом голландец Джост Конин (Joost Conijn) на своем газогенераторном автомобиле с прицепом, совершил двухмесячное путешествие по Европе

«Передвигаться по миру при помощи пилы и топора», — под таким девизом голландец Джост Конин (Joost Conijn) на своем газогенераторном автомобиле с прицепом, совершил двухмесячное путешествие по Европе

«Передвигаться по миру при помощи пилы и топора», – под таким девизом голландец Джост Конин (Joost Conijn) на своем газогенераторном автомобиле с прицепом, совершил двухмесячное путешествие по Европе, абсолютно не беспокоясь о заправочных станциях (которых он не видел в Румынии). Прицеп в данном автомобиле использовался для хранения дополнительного запаса дров, благодаря чему увеличивалось расстояние между «заправками». Интересно то, что Джост использовал древесину не только в качестве топлива автомобиля, но и как строительный материал для самого автомобиля.

Продолжение обзора

— sintezgaz.org.ua —
---

Комментарии:

---

Самодельное отопление с компьютерным управлениемЕсть ли будущее у газогенераторных автомобилей?

Газогенераторный автомобиль — это… Что такое Газогенераторный автомобиль?

Газогенераторный автомобиль на базе ГАЗ. 1943 г. Автомобиль с газогенераторной установкой, Берлин, 1946


Газогенера́торный автомоби́ль — автомобиль, двигатель которого получает в качестве топливной смеси газ, вырабатываемый газогенератором.

В качестве топлива могут использоваться дрова, угольные брикеты, торф и т. п. Принцип работы газогенератора основан на неполном сгорании углерода. Углерод при сгорании может присоединить один атом кислорода или два, с образованием соответственно монооксида (угарный газ) и диоксида (углекислый газ). При неполном сгорании углерода выделяется практически треть энергии от величины полного сгорания. Таким образом, полученный газ обладает гораздо меньшей теплотой сгорания, чем исходное твёрдое топливо. Кроме того, в газогенераторе при газификации древесины, а также при газификации угля с добавлением воды (как правило в виде пара) идёт экзотермическая реакция между образующимся монооксидом углерода и водой с образованием водорода и углекислого газа. Эта реакция снижает температуру полученного газа и повышает КПД процесса до величины 75-80%. В случае же если нет необходимости перед использованием охлаждать газ, то КПД газификации составит 100%. Т. е. фактически будет осуществлено двухстадийное полное сжигание твёрдого топлива.

Калорийность полученного газа достаточно низкая вследствие разбавления его азотом. Но поскольку для его сгорания требуется значительно меньше воздуха, чем для сгорания углеводородов, то калорийность рабочей смеси (газ + воздух) лишь незначительно ниже чем у традиционных топливовоздушных смесей. Основной причиной снижения мощности транспортных двигателей используемых для работы на газе без переделки является уменьшение величины заряда рабочей смеси, поскольку добиться удовлетворительного охлаждения газа на подвижной технике затруднительно. Но эта проблема не имеет существенного значения для стационарных двигателей, где масса и габариты охладителя мало ограничены. На двигателях, специально изменённых или специально разработанных для работы на генераторном газе, посредством повышения степени сжатия и незначительного наддува газогенератора, достигаются равные с бензиновыми двигателями литровые мощности.

Газогенератор обычно применяется при наличии уже имеющихся ДВС (как бензиновых, так и дизельных) и отсутствии основного жидкого (бензин, солярка) топлива для них.

В Германии во время войны стали делать газогенераторы не только дровяные, но и на брикетах из буроугольной крошки и пыли, так как этого топлива там было достаточно много. Грузовики с газогенераторами ездили не быстро — 20 км в час — на низкокалорийном газе, в который превращались в газогенераторе дрова. В некоторых странах мира и в настоящее время используют такие автомобили (в очень небольших количествах), довольно много их в сельской местности Северной Кореи[1].

История

Созданием газогенераторов, в том виде в котором они есть сейчас, мир обязан Георгу Имберту (Georges Christian Peter Imbert) (26 марта 1884 г. – 1950 г.). На протяжении всей своей жизни он занимался увеличением мощностей газогенераторов, а также внедрением их в повседневный быт.

В 1938 г. в Европе насчитывалось около 9 тыс. автомашин, работавших на газогенераторном горючем. К 1941 г. это количество увеличилось почти в 50 раз. В том числе в Германии их число достигло 300 тыс.

Первое в СССР испытание автомобиля на шасси ФИАТ-15 с газогенераторной установкой В. С. Наумова состоялось в 1928 году. В 1934 году проведён первый испытательный пробег газогенераторных автомобилей по маршруту Москва — Ленинград — Москва, в котором участвовали ГАЗ-АА и ЗИС-5 с установками, спроектированными в НАТИ[2].

В СССР в 1936 г. было принято постановление СНК СССР о производстве газогенераторных автомобилей и тракторов.
В 1936 году выпущена первая партия газогенераторных грузовиков ЗИС-13, а затем — ЗИС-21 и на Горьковском заводе — ГАЗ-42. В начале 1941 года выпускались работавшие на древесных чурках газогенераторные установки для автомобилей ЗИС, тракторов ЧТЗ и ХТЗ. Они имели существенные недостатки: небольшую мощность, быстрый износ металла, заводские дефекты, приводившие к большим простоям. Однако газогенераторные автомобили и трактора стали большим плюсом во время Великой Отечественной войны – они активно использовались в тылу.

В трудные годы войны все машины Колымы были переведены на газогенераторное топливо, или, проще говоря, на обыкновенную деревянную чурку. Были специальные комбинаты по заготовке и сушке «чурочки» — так ласково называли её шофёры. Уходя в рейс, водитель брал шесть-восемь мешков чурки, которые по мере необходимости засыпал в специальный бункер. Дерево сгорало, образовавшийся газ «двигал» машину.

Ясное дело, что «газген» появился не от хорошей жизни — не хватало бензина. Первая конструкция газогенераторного устройства была неудачной… Рационализаторы Аткинской автобазы решили заставить «газген» работать лучше. И они добились своего: сделали надёжным «газген» на трассе, грузоподъёмность его повысили до семи тонн. А опытные шофёры на такую машину брали прицепы до восьми тонн. На ВДНХ в 1945 году колымские «газгены» заняли первое место.

— С. Шайдуров, «Берег двух океанов»[3]

См. также

Примечания

  1. Северная Корея. День 3. Мавзолей Ким Ир Сена
  2. Шугуров Л. М., Ширшов В. П. Автомобили Страны Советов. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: ДОСААФ, 1983. — 128 с. — 150 000 экз.
  3. Шайдуров С. А. Берег двух океанов. — М.: «Советская Россия», 1975. — С. 75—76. — 192 с. — 50 000 экз.

Ссылки

Газогенераторный автомобиль: его плюсы и минусы

Во времена Второй мировой войны в странах Европы заметно ощущалась нехватка топлива. По этой причине большинство автомобилей стали укомплектовываться специальными газогенераторными системами. Благодаря им машина могла двигаться на энергии сгоревших дров. С годами производство нефтепродуктов начало восстанавливать свои темпы, и подобный транспорт потерял свою актуальность. Однако в наше время, когда цены на топливо растут с каждым днем, некоторые автолюбители самостоятельно делают газогенераторные автомобили своими руками. Но насколько это полезно и эффективно?

газогенераторный автомобиль

Если взглянуть на это с экологической точки зрения, однозначно использование подобных конструкций не загрязняет окружающую среду так, как это делают обычные ДВС, работающие на бензине. Однако наши автомобилисты мало обеспокоены тем, какая сейчас экологическая ситуация в России. В большей степени здесь рассматривается экономия денежных средств. Отметим сразу, что газогенераторный автомобиль будет потреблять как минимум на 50 процентов больше топлива, нежели обычный. Но стоимость на такое «биотопливо» значительно меньше, поэтому разница в этом не ощущается. По сути, ваш газогенераторный автомобиль работает на воздухе – вы ничего не платите, а он все равно едет.

Что примечательно, для изготовления нужного топлива тратится намного меньше времени, чем для бензина. Дрова можно применять без какой-либо предварительной обработки. Единственное, что от вас требуется, – наличие колотой древесины в багажном отсеке.

Однако несмотря на плюсы, недостатки у такой системы тоже имеются. Основной фактор, из-за которого многие автолюбители до сих пор используют бензин вместо дров, это размеры и вес конструкции.

газогенераторные автомобили

Судите сами: наличие газогенераторной системы не самым лучшим образом влияет на дизайн автомобиля. Кроме этого вам придется жертвовать местом в багажнике и тянуть по всему периметру машины громадные трубы. Вот и получается, что переоборудуют наши умельцы лишь 53-е ГАЗоны и 130-е ЗИЛы. Поставить в грузовой отсек подобную конструкцию можно без проблем — накрыл тентом, и никто даже не догадается, что машина едет на дровах. Внешний облик машины остается таким же, а вот рентабельность от поездок — самая оптимальная. Единственное, вам придется пожертвовать мощностью машины. Автомобиль с такой системой на 50 процентов медленнее разгоняется и едет. А вот в лесу использовать такое транспортное средство самое то. Закончился бензин — пошел, нарубил дров, кинул в печку и поехал дальше. Никаких тебе автозаправочных станций.

газогенераторные автомобили своими руками

Как видите, газогенераторный автомобиль не всегда хорош в эксплуатации. Если вы живете в городской местности, где АЗС больше, чем дров, эксплуатировать такую машину просто нецелесообразно. Зато в глубокой Сибири, где заправки явление очень редкое, газогенераторный автомобиль – настоящее спасение для жителей. Поэтому применять такую конструкцию можно только тогда, когда этому способствует местность и территория.

Газогенераторный автомобиль — Википедия

Газогенераторный автомобиль на базе ГАЗ. 1943 г. Автомобиль с газогенераторной установкой, Берлин, 1946

Газогенера́торный автомоби́ль — автомобиль, двигатель внутреннего сгорания которого получает в качестве топливной смеси газ, вырабатываемый газогенератором.

Технологический процесс

В качестве топлива могут использоваться дрова, угольные брикеты, торф и т. п. Принцип работы газогенератора основан на неполном сгорании углерода. Углерод при сгорании может присоединить один атом кислорода или два, с образованием соответственно монооксида (угарный газ) и диоксида (углекислый газ). При неполном сгорании углерода выделяется практически треть энергии от величины полного сгорания. Таким образом, полученный газ обладает гораздо меньшей теплотой сгорания, чем исходное твёрдое топливо. Кроме того, в газогенераторе при газификации древесины, а также при газификации угля с добавлением воды (как правило в виде пара) идёт эндотермическая реакция между образующимся монооксидом углерода и водой с образованием водорода и углекислого газа. Эта реакция снижает температуру полученного газа и повышает КПД процесса до величины 75-80 %. В случае же если нет необходимости перед использованием охлаждать газ, то КПД газификации составит 100 %[источник не указан 768 дней]. То есть фактически будет осуществлено двухстадийное полное сжигание твёрдого топлива.

Калорийность полученного газа достаточно низкая вследствие разбавления его азотом. Но поскольку для его сгорания требуется значительно меньше воздуха, чем для сгорания углеводородов, то калорийность рабочей смеси (газ + воздух) лишь незначительно ниже чем у традиционных топливовоздушных смесей. Основной причиной снижения мощности транспортных двигателей используемых для работы на газе без переделки является уменьшение величины заряда рабочей смеси, поскольку добиться удовлетворительного охлаждения газа на подвижной технике затруднительно. Но эта проблема не имеет существенного значения для стационарных двигателей, где масса и габариты охладителя мало ограничены. На двигателях, специально изменённых или специально разработанных для работы на генераторном газе, посредством повышения степени сжатия и незначительного наддува газогенератора, достигаются равные с бензиновыми двигателями литровые мощности.

Газогенератор обычно применяется при наличии уже имеющихся ДВС (как бензиновых, так и дизельных) и отсутствии основного жидкого (бензин, солярка) топлива для них.

История

В 1799 году французский инженер Филипп Лебон открыл светильный газ и получил патент на использование и способ получения светильного газа путём сухой перегонки древесины или угля. В 1801 году Лебон взял патент на конструкцию газового двигателя, однако в 1804 году он был убит, не успев воплотить в жизнь своё изобретение.

В 1860 г. бельгийский официант и, по совместительству, инженер-любитель Этьен Ленуар создал и запатентовал двигатель внутреннего сгорания, работающий на светильном газе.

В 1862—1863 гг. газогенераторная силовая установка мощностью до 4 л.с. была установлена на восьмиместный открытый омнибус. КПД двухтактного двигателя Ленуара достигал всего 5 %. Разбогатев, Ленуар перестал работать над усовершенствованием своей машины, поэтому, когда на Парижской всемирной выставке 1878 г. публике был продемонстрирован четырёхтактный газовый двигатель немецкого инженера Николаса Отто с КПД 16 %, слава пионера газогенераторного двигателестроения, к сожалению, быстро померкла.

В 1883 г. английский инженер Э. Даусон впервые сформулировал концепцию сочетания газогенератора и двигателя внутреннего сгорания в едином блоке, который целиком мог быть установлен на транспортной или иной машине. Значение этой работы было настоль велико, что в течение некоторого времени полуводяной газогенератор повсеместно назывался «газом Даусона». Первый классический газогенераторный автомобиль, использующий в качестве топлива древесные чурки и древесный уголь, был построен Тейлором в 1900 г. во Франции (патент в России выдан в 1901 г.).

В 1891 году отставной лейтенант Российского флота Евгений Яковлев построил завод газовых и керосиновых двигателей в Санкт-Петербурге на Большой Спасской улице, однако конкуренцию с нефтяными и бензиновыми двигателями его продукция не выдержала.

В 1916 г. начались регулярные рейсы газогенераторного автобуса между Парижем и Руаном (протяжённость маршрута по разным данным составляла от 125 до 140 км).

В 1919 г. французский инженер Георг Имберт создал газогенератор прямоточного (обращённого) типа, в котором топливо и газифицирующий агент при газификации движутся в одном направлении. В 1921 был создан автомобиль с газогенератором на этом принципе. При этом древесина пиролизуется не в цилиндрах (как у Форда, Круппа или Порше), а в котле, где древесина «сжигалась» при недостатке кислорода (частичнозамещённый пиролиз), что являлось большим шагом вперед по сравнению с полукоксованием от Круппа. Это позволило настолько улучшить качество газогенераторов, что газогенераторные двигатели снова стали реальными конкурентами бензиновых и дизельных двигателей.

В Германии во время войны стали делать газогенераторы не только дровяные, но и на брикетах из буроугольной крошки и пыли, так как этого топлива там было достаточно много. Грузовики с газогенераторами ездили не быстро — 20 км в час — на низкокалорийном газе, в который превращались в газогенераторе дрова. В некоторых странах мира и в настоящее время используют такие автомобили (в очень небольших количествах), довольно много их в сельской местности Северной Кореи[1].

В 1938 г. в Европе насчитывалось около 9 тыс. автомашин, работавших на газогенераторном горючем. К 1941 г. это количество увеличилось почти в 50 раз. В том числе в Германии их число достигло 300 тыс.

Первое в СССР испытание автомобиля на шасси ФИАТ-15 с газогенераторной установкой В. С. Наумова состоялось в 1928 году. В 1934 году проведён первый испытательный пробег газогенераторных автомобилей по маршруту Москва — Ленинград — Москва, в котором участвовали ГАЗ-АА и ЗИС-5 с установками, спроектированными в НАТИ[2].

В СССР в 1936 г. было принято постановление СНК СССР о производстве газогенераторных автомобилей и тракторов.
В 1936 году выпущена первая партия газогенераторных грузовиков ЗИС-13, а затем — ЗИС-21 и на Горьковском заводе — ГАЗ-42. В начале 1941 года выпускались работавшие на древесных чурках газогенераторные установки для автомобилей ЗИС, тракторов ЧТЗ и ХТЗ. Они имели существенные недостатки: небольшую мощность, быстрый износ металла, заводские дефекты, приводившие к большим простоям. Однако газогенераторные автомобили и трактора стали большим плюсом во время Великой Отечественной войны — они активно использовались в тылу.

В трудные годы войны все машины Колымы были переведены на газогенераторное топливо, или, проще говоря, на обыкновенную деревянную чурку. Были специальные комбинаты по заготовке и сушке «чурочки» — так ласково называли её шофёры. Уходя в рейс, водитель брал шесть-восемь мешков чурки, которые по мере необходимости засыпал в специальный бункер. Дерево сгорало, образовавшийся газ «двигал» машину.

Ясное дело, что «газген» появился не от хорошей жизни — не хватало бензина. Первая конструкция газогенераторного устройства была неудачной… Рационализаторы Аткинской автобазы решили заставить «газген» работать лучше. И они добились своего: сделали надёжным «газген» на трассе, грузоподъёмность его повысили до семи тонн. А опытные шофёры на такую машину брали прицепы до восьми тонн. На ВДНХ в 1945 году колымские «газгены» заняли первое место.

См. также

Примечания

  1. ↑ Северная Корея. День 3. Мавзолей Ким Ир Сена
  2. Шугуров Л. М., Ширшов В. П. Автомобили Страны Советов. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: ДОСААФ, 1983. — 128 с. — 150 000 экз.
  3. Шайдуров С. А. Берег двух океанов. — М.: «Советская Россия», 1975. — С. 75—76. — 192 с. — 50 000 экз.

Литература

  • Копытов В. В. Газификация конденсированных топлив: ретроспективный обзор, современное состояние дел и перспективы развития. — 2012. — 504 с. — ISBN 978-5-9729-0052-7.

Ссылки

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о