Как работает газогенераторный двигатель на дровах принцип
Перейти к содержимому

Как работает газогенераторный двигатель на дровах принцип

  • автор:

Автомобили на дровах — достойная альтернатива электрокарам?

В последнее время на фоне электрокаров бензиновые двигателя стали казаться несколько устаревшими, которые вот-вот канут в лету. Однако есть автолюбители, которые переводят свои автомобили на топливо, которое, казалось бы, осталось вообще давно в прошлом — на дрова. В январе соцсети облетела информация о том, что житель села под Винницей уже несколько лет
заправляет свою старенькую “Волгу” исключительно дровами и ездит практически бесплатно. Идея настолько понравилась его соседям, что они стали просить умельца сделать соответствующее оборудования и для их автомобилей. Но, конечно, речь не идет ни о каких паровых моторах с низким КПД. Мотор в автомобиле остается родной, и вообще изменений в конструкцию вносится минимальное количество. А если задуматься о преимуществах такого решения, то можно прийти к выводу, что дровяные автомобили могут стать альтернативой электрокарам, которая в чем-то им уступает, а в чем-то и выигрывает.

Автомобили на дровах — достойная альтернатива электрокарам? Автомобиль ГАЗ 31029, переоборудованный для езды на дровах. Фото.

Автомобиль ГАЗ 31029, переоборудованный для езды на дровах

Как заставить бензиновые двигатель работать на дровах

В автомобили с бензиновыми двигателями часто устанавливают газобаллонное оборудование (ГБО), которое позволяет ездить на пропане или метане. Автомобиль с таким оборудованием работает точно так же, как и на бензине, с той лишь разницей, что в качестве горючей смеси подается газ. По такому же принципу работают и автомобили на дровах. Только газ подается в двигатель не из баллона, а из газогенератора, где он образуется в результате медленного горения дров. Принцип такой же, как в популярных в последнее время газогенераторных печах типа “Булерьян”, которые отличаются более высоким КПД, чем обычные твердотопливные печи.

В процессе медленного горения дров, которое происходит в условиях ограниченного количества кислорода, выделяется смесь горючих газов, состоящая из углерода СО и водорода Н2. Она способна воспламеняться от свечной искры и вполне подходит для работы в ДВС. Правда, мощность при этом несколько снижается, в результате чего уменьшается максимальная скорость и несколько ухудшатся динамика. Но, в сельской местности экономия гораздо важнее скорости и динамики.

Как заставить бензиновые двигатель работать на дровах. Схема газогенераторного оборудования, позволяющего заправлять автомобиль дровами. Фото.

Схема газогенераторного оборудования, позволяющего заправлять автомобиль дровами

Как правило газогенератор представляет собой вертикальный цилиндр, в который доверху засыпается топливо — дрова, уголь, прессованные опилки и т.д. Внизу происходит процесс горения, в результате чего температура повышается до 1500 градусов, при которой из древесины начинает выделяться газ. Но в двигатель он подается не сразу. Вначале проходит грубую и тонкую очистку, затем охлаждается, после чего смешивается с воздухом. Соответственно, установка кроме газогенератора содержит еще несколько элементов — фильтры грубой и тонкой очистки, охладители, а также электровентилятор, который принудительно нагнетает воздух. Установка при этом клапана или краника на топливный (бензиновый) шланг, позволяет в любой момент открыть подачу жидкого топлива и использовать автомобиль на бензине.

Как заставить бензиновые двигатель работать на дровах. Автомобиль ЗИС с газогенераторной установкой. Фото.

Автомобиль ЗИС с газогенераторной установкой

История автомобилей на дровах

Использование газогенераторной установки в автомобиле — далеко не новое изобретение. Популярность это решение обрело в СССР в 30-е и 40-е годы на лесоповале. С бензином возникали трудности, зато дров было неограниченное количество. Чтобы компенсировать потерю мощности на грузовиках, зачастую вносили в их конструкцию достаточно серьезные изменения — повышали степень сжатия в двигателе, чтобы улучшить наполнение цилиндров, использовали турбонаддувы. Также устанавливали более мощные генераторы, так как устанавливали мощные вентиляторы для нагнетания воздуха. К слову, первые электромобили тоже возникли на заре автомобилестроения.

До ВОВ машины переделывали на предприятиях Министерства лесной промышленности. Иногда партии автомобилей с газогенераторным оборудованием выпускались на самих заводах-изготовителях. Как правило, такие установки ставили на “полуторки” ГАЗ-АА и трехтонные грузовики ЗИС-5. Иногда на дрова переводили автобусы, выполненные на базе этих же грузовиков. Как утверждают некоторые специалисты, в СССР было выпущено более 33 тыс. “полуторок” ГАЗ-42 на дровах и более 16 тыс. грузовиков марки “ЗиС”. В российской глубинке грузовики на дровах встречались вплоть до 70-х годов прошлого века.

История автомобилей на дровах. Немецкий военный автомобиль на дровах Volkswagen Тур 82. Фото.

Немецкий военный автомобиль на дровах Volkswagen Тур 82

Надо сказать, что газогенераторные установки использовали не только в СССР. Во время Второй Мировой войны Германия испытывала дефицит топлива. В результате по заданию от правительства были разработаны и выпущены в серийное производство сразу два автомобиля на дровах — Volkswagen Beetle и Mercedes-Benz 230. Особенность серийных автомобилей заключалась в том, что установка не выпирала за пределы кузова, то есть визуально они не отличались от обычных бензиновых машин.
Компания Volkswagen даже разработала опытный образец военного автомобиля Volkswagen Тур 82.

В чем плюсы и минусы автомобилей на дровах

Изначально газогенераторные установки стали использовать по той причине, что жидкое топливо попросту отсутствовало в тех условиях, где эксплуатировались некоторые автомобили. Сейчас АЗС имеются на каждом шагу, однако цены на бензин регулярно повышаются даже в России, не говоря уже о странах, которые импортируют топливо. Поэтому на сегодняшний день основное преимущество такого решения — дешевизна эксплуатации.

Как рассказывает Олег Семенюк, он уже три года ездит на автомобиле практически бесплатно. Расход топлива составляет примерно мешок дров на 100 км. Запас хода от одной заправки около 50 км. Поэтому при езде на дальние расстояние ему приходится брать с собой дрова. Максимальная скорость его Волги составляет порядка 100 км/ч. На оборудование автомобиля было потрачено около 100 долларов США.

В чем плюсы и минусы автомобилей на дровах. Волга на дровах разгоняется до 100 км/ч. Фото.

Волга на дровах разгоняется до 100 км/ч

Но, кроме финансовой выгоды автомобили на дровах имеют и другое достоинство — это экологичность. Древесина является возобновляемым источником энергии. Для заправки можно использовать отходы деревоперерабатывающих производств, мебельной промышленности и т.д. Кроме того, выхлопы «дровяного” двигателя гораздо меньше загрязняют окружающую среду, чем, к примеру, бензинового или дизельного. Правда, напомню, что абсолютно экологичных автомобилей не существуют, одни покрышки чего стоят, о чем мы рассказывали ранее.

Подписывайтесь на наш Пульс Mail.ru, где вы найдете еще больше интересных материалов.

В плане экологичности автомобили на дровах могут посоревноваться даже с электрокарами. Да, последние вообще не имеют выхлопов, но зато они содержат батареи с токсичными веществами, которые серьезно загрязняют окружающую среду. С распространением таких автомобилей вопрос их утилизации может стать серьезной проблемой.

Что касается недостатков автомобиля на дровах помимо снижения мощности — это громоздкость установки и небольшой запас хода. Газогенератор выпирает за пределы автомобиля. Однако это касается самодельного оборудования. При выпуске серийных автомобилей, немцам в 40-х годах эту проблему, как было сказано выше, решить удалось. Поэтому автомобили на дровах вполне могли бы стать экологичной и более дешевой в эксплуатации альтернативой электрокарам, особенно в условиях энергетического кризиса, с которым столкнулась Европа.

Авто на дровах

Идея газогенераторного автомобиля, двигатель которого работает на газе, получаемом из твёрдого топлива, не нова, она возникла ещё в конце XIXначале XX веков. Первые опыты по газификации дерева проводились ещё в 1870-х, когда полученный газ использовался для освещения улиц и приготовления пищи. Первый классический газогенераторный автомобиль, работающий на дровах и древесном угле, был сконструирован в 1900 г. во Франции. Вскоре патент на такой автомобиль был зарегистрирован и в России.

Принцип прост

Газификация дерева и других материалов — это процесс, в котором исходное сырьё превращается в горючие газы после нагрева. В транспортное средство устанавливается специальный котёл-газогенератор, по виду напоминающий водонагреватель. Он почти доверху набивается древесиной, которая сжигается при ограниченном доступе воздуха. В котле создаётся очень высокая температура (до 1400 °C), под действием которой твёрдое топливо разлагается с выделением газов — горючих (этилен, метан, угарный газ, водород) и негорючих (азот, углекислый газ). Таким образом, автомобильный газогенератор — это простой, по сути, агрегат, притом громоздкий и конструктивно осложнённый дополнительными системами.

Ford Model A выпуска 1929 г.

Помимо собственно производства газа мобильная газогенераторная установка охлаждает его, очищает и смешивает с воздухом. Поэтому классическая схема включает сам газогенератор, фильтры грубой и тонкой очистки, охладители, электровентилятор для ускорения розжига и трубопроводы. Получаемая смесь газов и подаётся в ДВС в качестве топлива.

Газогенераторный автомобиль (ГГА), быть может, не так элегантно выглядит, как его бензиновые и дизельные собратья, однако экономически эффективнее и экологичнее их. Пробег ГГА от одной заправки примерно такой же, как у электромобилей, но, в отличие от последних, проблем с перезаправкой, по крайней мере, на большей части территории России, нет никаких. После повышения цен на бензин интерес к этой почти забытой технологии возрождается: умельцы переводят свои машины на дровяное топливо.

Немного истории

В 1920-х немецкий инженер Георг Имберт разработал удачный серийный газогенератор. Полученные в нем газы охлаждались, очищались и осушались, после чего подавались в слегка доработанный ДВС транспортного средства. Генератор Имберта массово производился с 1931 г. В конце 1930-х эксплуатировалось около 9 тыс. ГГА, почти исключительно в Европе.

Эта технология стала общеупотребительной в европейских странах и Советском Союзе во время Второй мировой войны, когда потребление нефтепродуктов нормировалось. В одной лишь Германии к концу войны использовалось почти полмиллиона ГГА. Была построена сеть из примерно 3 тыс. «заправочных станций», где водители могли пополнить запас дров. Газификаторами дров оборудовались не только легковые автомобили, но и грузовики, автобусы, тракторы, мотоциклы, суда и железнодорожные локомотивы. На древесном газе ездили даже танки.

В 1942 г., когда эта технология ещё не достигла пика популярности, было около 73 тыс. ГГА — в Швеции, 65 тыс. — во Франции, 10 тыс. — в Дании, 9 тыс. — в Австрии и Норвегии и почти 8 тыс. — в Швейцарии. В Финляндии в 1944 г. эксплуатировались 43 тыс. «дровяных транспортных средств», в том числе 30 тыс. автобусов и грузовиков, 7 тыс. легковых автомобилей, 4 тыс. тракторов и 600 легкомоторных судов. ГГА использовались в США, Азии и Австралии, где их было 72 тыс. В общей сложности во время Второй мировой по миру использовалось более миллиона ГГА.

В СССР с 1935 г. и до самого начала Великой Отечественной войны на предприятиях Министерства лесной промышленности и ГУЛАГа «полуторки» ГАЗ-АА и «трёхтонки» ЗИС-5, а также автобусы на их базе переделывались для работы на дровах. Также отдельными партиями газогенераторные версии грузовиков производились самими автозаводами. Например, советские автоисторики приводят число 33840 — столько было выпущено газогенераторных «полуторок» ГАЗ-42. Газогенераторных ЗИСов моделей ЗИС-13 и ЗИС-21 в Москве было произведено более 16 тыс.

За довоенное время советские инженеры создали более 300 различных вариантов газогенераторных установок, из которых 10 дошли до серийного производства. Во время войны конструкторы серийных заводов подготовили чертежи упрощённых 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 1970-х.

После войны, когда ограничения на отпуск бензина были сняты, газогенераторные машины начали быстро исчезать. В начале 1950-х в ФРГ осталось всего 20 тыс. ГГА. Единственная на сегодня страна, где массово используются автомобили на дровах, — это Северная Корея. В условиях изоляции от мировой экономики там ощущается дефицит жидкого топлива.

В 1957 г. шведское правительство инициировало исследовательскую программу подготовки к быстрому переходу на ГГА в случае внезапного дефицита нефтепродуктов. У Швеции нет запасов нефти, зато много лесов. Цель исследования — разработать усовершенствованный стандартизованный газогенератор, который можно было бы устанавливать на транспортные средства любых типов.

Это исследование, оплаченное компанией Volvo, позволило получить большой объём теоретических сведений и практического опыта эксплуатации различных видов газогенераторных автомобилей и тракторов, общий пробег которых превысил 100 тыс. км. Результаты были обобщены в документе, датированном 1986 г., в котором также обсуждаются некоторые эксперименты в других странах. Шведские и особенно финские инженеры-любители использовали эти данные для дальнейшего развития технологии.

Чем топить?

В основном используются древесина в различных видах (дрова, отходы лесозаготовки и мебельной промышленности, пеллеты и т. п.) или древесный уголь, но список этим не ограничивается. Пластик, резина, полиэтилен, тряпичная ветошь, различный мусор, птичий помёт и многие другие виды отходов могут служить топливом для газогенераторного котла (конечно, расход топлива и состав газа меняются в зависимости от сырья). Подсчитывая стоимость дров и древесного угля, нельзя забывать о различных бесплатных отходах, которые могут быть использованы, — лузга семечек, скорлупа орехов, стержни кукурузы, отработанный кофе после кофемашин, сено, торф. Любители ГГА утверждают, что их автомобили очищают придорожную полосу от мусора.

Реальная экономия

Для автомобиля, расходующего 10 л бензина на 100 км, потребление дров после установки современного газогенератора составляет в среднем около 20 кг. При этом мощность двигателя снижается всего на 4%, показатели максимальной и крейсерской скорости почти не меняются.

Таким образом, килограмм дров заменяет пол-литра бензина. Стоимость килограмма дров примерно втрое меньше стоимости литра бензина, так что экономия очевидна.

Один из самых серьёзных недостатков ГГА — большое время выхода газогенератора на режим. При работе на древесном угле двигатель можно запустить уже через 10-30 с после розжига котла, на дровах (и мусоре) — через 5-15 мин.

Октановое число газа, получаемого таким способом, доходит до 110-120, так что газ снижает детонацию и в целом щадит двигатель. В отличие от бензина, газ не смывает масляную плёнку со стенок цилиндров, в результате двигатель работает тише и ровнее. Однако при неправильной фильтрации топлива (изначально в 1 м 3 газа содержится около 3 г золы и пыли) твёрдые частицы, попадая в двигатель, будут приводить к его преждевременному износу. Поэтому важнейшие элементы газогенератора — это продуманные системы фильтрации и охлаждения (по результатам экспериментов известно, что при увеличении температуры газа с 20 до 70 °C мощность ДВС падает на 25%).

Вопросы экологии

При сжигании веществ органического происхождения вредных выбросов будет немного — в процессе работы двигателя будут получаться в основном углекислый газ и зола, из которой можно делать удобрения. По результатам исследований, проводимых в Европе, автомобили на дровах намного экологичнее традиционных транспортных средств.

Многих также беспокоит вопрос вырубки лесов. Хочется заметить, что для обеспечения ГГА топливом не обязательно вырубать лес. Приверженцы этой технологии пользуются ветками и дровами от сухих деревьев, которых много в лесополосах вдоль дорог. Кстати, производство нефтепродуктов тоже наносит большой вред окружающей среде.

Кому подходит ГГА?

В первую очередь жителям глубинки, где моторное топливо сложно найти или оно стоит слишком дорого. Однако в последнее время горожане, озабоченные проблемами экологии, нередко переоборудуют свои авто в ГГА.

Например, житель Англии Колин Дэвисон с друзьями проехал по всей стране (2575 км), заправляя свой автомобиль отходами кофемашин. Маршрут был проложен между 37 кофейнями, в которых группа брала отработанный кофе, в результате чего её путешествие было занесено в Книгу рекордов Гиннесса. Максимальная скорость составила 105 км/ч. Швед Йохан Линель за 20 дней проехал всю Швецию (5420 км) на дровах. Расход древесины составил 7 м 3 . При этом скорость доходила до 150 км/ч.

Украинец Андрей Лагунов пошёл еще дальше — он разработал обучающий курс «Авто на дровах своими руками», а также собрал много информации о газогенераторах и их владельцах. Любой желающий, по словам Андрея, может сделать газогенератор своими руками за несколько дней, потратив менее 50 долл.

Автомобили на дровах

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.

Газогенераторный автомобиль, 30-е годы.

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.

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.

В нашей стране разработка автомобильных и тракторных газогенераторов началась в двадцатые годы ХХ века. В то время советский союз был могучей державой и имел свою собственную развитую индустрию добычи нефти, благодаря чему не испытывал особых проблем с бензином. Но в то время шло освоение отдаленных районов Севера и Сибири, где было громадное количество древесины, затрудненная доставка железнодорожных цистерн с бензином. Поэтому поощрялись многочисленные разработки по созданию газогенераторов и газогенераторной техники. Существовало специальное КБ «Газогенераторстрой». Разработкой газогенераторов занимались НАТИ, ВАММ (Всесоюзная академия моторизации и механизации Красной Армии), а также ряд институтов лесотехнического профиля.

Был проделан большой объем исследовательских работ, который позволил выбрать наиболее прочные и дешевые материалы для изготовления топки – самого быстро изнашиваемого узла. Были определены параметры газогенераторной установки, обеспечивающие наилучшее протекание рабочего процесса. В середине 30-х годов был налажен выпуск газогенераторов. Их производством занимался харьковский завод «Свет шахтера».

Первыми серийными моделями установок стали «Пионер-Д8» для автомобиля ЗИС-5, (эту установку разработали в учреждениях лесной промышленности), и В-5 для автомобиля ГАЗ-АА, (разработали в КБ «Газогенераторстрой»). Первые модели получились не популярными. В 1935-1936 годах было построено всего 500 установок «Пионер-Д8» и только 76 установок В-5. Более совершенными и популярными стали установки разработанные НАТИ. Вместо В-5 «Свет шахтера» начал выпускать установку НАТИ-Г14.

Сам автомобиль нужно было адаптировать к новому виду топлива. Более подходящей моделью оказалась машина ЗИС-11 с удлиненной базой. Этот газогенераторный автомобиль получил индекс ЗИС-13. Газогенераторная установка на ЗИС-13 располагалась позади кабины водителя. И за ней на удлиненной раме устанавливалась обычная грузовая платформа от ЗИС-5. Серийный выпуск этой машины освоили в 1936 году. Автомобилей ЗИС-13 было выпущено около 900 – 1000 шт. Затем, в 1938 году, эстафету приняла модель ЗИС-21 с новой усовершенствованной газогенераторной установкой, которую можно было устанавливать на стандартное шасси ЗИС-5. Эта модель оказалась самой удачно и выпускалась до 1952 года на«Урал ЗИСе».

Специалистам завода ГАЗ было уже проще. Они изучили опыт ЗИСовцев, а также разработки газогенераторов «Газогенераторстроя» и НАТИ, и разработали собственную конструкцию газогенератора. ГАЗовская газогенераторная «полуторка» выпускалась с 1939 по 1946 годы под маркой ГАЗ-42. Кроме того, еще выпускались грузовики марки ГАЗ-43 и ЗИС-31 с облегченными и более простыми установками, работавшими на древесном угле.

В/на Украине был разработан и введен в эксплаутацию газогенератор на семечной лузге.

В газогенераторном автомобиле не получалось сесть, запустить двигатель и просто поехать. Сначала нужно было раскочегарить, разжечь, газогенератор, что требовало от водителя определенной сноровки: *Одним из способов розжига было использование естественной тяги: нужно было открыть верхний загрузочный и нижний зольный люки, в зольник положить растопку: лучину, бумагу, солому, пропитанные бензином тряпки, и поджечь. Вслед за растопкой огонь охватит дрова или уголь в топливнике. Такой розжиг мог занять минут 30 – 40. *Более быстрым способом розжига было использование искусственной тяги. Ее могли создать либо раскручиваемый стартером двигатель, либо расположенный между очистителем и смесителем электрический вентилятор. Чтобы двигатель или вентилятор прососал воздух по всем трубам, охладителям и очистителям, требовалось длительная работа стартера или электромотора, а значит, очень мощный аккумулятор.

Но аккумуляторы в те годы были в дефиците, а тем более мощные и надежные. Нельзя было долго крутить стартер, так как «полуторки» имели крайне недолговечный стартер. Бензиновые «газики» обычно заводили с помощью рукоятки. А создать нужную тягу в газогенераторной системе с помощью несовершенного стартера было практически невозможно. Поэтому пришлось дополнить конструкцию устройствами, обеспечивающими кратковременную работу двигателя на бензине – для получения искусственной тяги на момент розжига и пуска.

Смеситель был совмещен с пусковым карбюратором. Его работа требовала от водителя особой манипуляции несколькими дроссельными заслонками, обеспечивавшими пуск и переключение с бензина на газ. Но и в этом случае запуск автомобиля занимал минут 10 – 15…

При эксплуатация газогенераторных установок необходимо было очень часто производить очистку зольников, очистителей и охладителей. И хотя по инструкции делать это требовалось через 250 – 300, а то и 1000 километров пробега, на деле процедуру приходилось проводить куда чаще – порою после 100 – 150 километров пробега.

Кроме этого, необходимо было постоянно следить за герметичностью всех соединений в длинной веренице труб. Еще одну серьезную проблему создавал появлявшийся в системе конденсат. Зимой он замерзал, вынуждая бороться со льдом в трубах, а в сильные морозы требовал утепления и сам газогенератор. Перед остановкой двигателя нужно было дать ему некоторое время поработать на холостых оборотах, чтобы уменьшился огонь в бункере. При резкой остановке мотора в лучшем случае происходил сильный выброс ядовитого газа, а в худшем мог возникнуть пожар.

Для газогенераторных автомобилей существовали определенные правила, так как пожарная безопасность газогенераторов являлась особой проблемой и представляла определенную угрозу. Газогенераторным автомобилям, имевшим на борту источник открытого пламени, запрещался въезд на склады горюче-смазочных материалов и боеприпасов. Серьезную опасность газогенератор представлял и в случае аварии.

При переводе двигателя на газогенераторный газ его мощность снижалась на 35 – 40%, по сравнению с бензиновым двигателем. Со снижением мощности боролись путем весьма существенного повышения степени сжатия. У мотора ГАЗ-ММ степень сжатия увеличили с 4,6 до 6,5, а у мотора ЗИС-5 степень сжатия увеличили с 4,6 до 7. В результате получалось, что степень сжатия у газогенераторных автомобилей была даже выше, чем у грузовых бензиновых моторов последнего поколения.

Несмотря на все хитрости, применяемые изготовителями, мощность оставалась слишком скромной, как для грузового автомобиля. У ГАЗ-42 мощность составляла 30 л.с. против 50 у ГАЗ-ММ, ЗИС-13 развивал 48, а ЗИС-21 – 45 л.с. против законных 73 у ЗИС-5. На газогенераторном автомобиле можно было разогнаться до 40 – 50 км/ч, а запаса дров без «подзаправки» хватало всего на 60 – 70 км пути. Потерю мощности пытались компенсировать путем увеличением передаточного числа главной передачи. Например, у машины ГАЗ его подняли с 6,6 до 7,5.

Из-за низкой мощности двигателя и плохих тяговых показателей газогенератор не имело смысла устанавливать на такие машины, как тяжелый грузовик ЯГ-4 или полугусеничный ГАЗ-60. Массивная газогенераторная установка весила 400 – 500 кг, и грузоподъемность автомобиля сокращалась примерно на полтонны. Особенно ощутимо это было для автомобиля ГАЗ-ММ.

Но все-таки сделать газогенераторную установку более-менее компактной кое-кому удалось. На Западе существовали газогенераторные варианты легковых ФИАТов, «ситроенов» и даже ДКВ. Советские инженеры сумели установить небольшие газогенераторы на легковые ГАЗ-А и «эмку». Но особой потребности в массовом выпуске легковых газогенераторов в СССР не было.

Газогенераторный двигатель на дровах: принцип работы, рекомендации по самостоятельной сборке

Постепенное сокращение запасов природных ресурсов и сложности с их добычей заставляют искать альтернативные источники энергии, одновременно недорогие и эффективные. Так, попытки заменить бензин или природный газ натолкнули на идею использовать уголь и натуральную древесину. Высушенные дрова дают значительное количество энергии и вполне подходят для использования в двс — двигателях внутреннего сгорания — при условии некоторой доработки их конструкции.

Первые эксперименты по созданию и испытанию двигателя на дровах в середине прошлого столетия завершились успешно. Поэтому ряд производственных мощностей в разных странах мира был переведен в режим серийного выпуска газогенераторных автомобилей на дровах, которые нашли широкое применение в военные годы. Позже от их использования отказались, но идея применения угля и дров в качестве источника энергии сохранила свою актуальность.

Сегодня создать в домашних условиях двигатель внутреннего сгорания на дровах не составит особого труда. А взамен можно получить работающий газогенератор для автомобиля или для отопительного оборудования, не требующий запасов дорогостоящего топлива.

Газогенераторный двигатель на дровах: принцип работы, рекомендации по самостоятельной сборке

Принцип работы газогенераторного двигателя на дровах

В основу работы газогенераторной установки положен процесс пиролиза — получение горючей газовой смеси из древесины. В ее составе значительную часть занимает угарный газ, или окись углерода, также присутствуют свободный водород, метан и некоторые углеводородные соединения. Незначительный процент в смеси составляют балластные газы — азот, водяной пар и углекислый газ. Пиролиз происходит в газогенераторе. Конструкция устройства представляет собой закрытую емкость с колосниками, в которую через верхний бункер поступает твердое топливо. В качестве дымохода используется патрубок для выхода полученной газовой смеси. Последовательность пиролиза выглядит следующим образом:

  • В нижней части газогенератора под колосниками сгорают дрова. В процессе их горения в камеру нагнетается воздух в объеме около 35% от необходимого количества для переработки всех дров.
  • Большое количество тепловой энергии от сгорания дров запускает реакцию кислорода воздуха и углерода, в результате чего образуется углекислота.
  • В зоне газификации газогенератора углекислый газ дополнительно получает углерод из древесины, превращаясь в угарный газ. Одновременно в результате разложения водяного пара образуется свободный водород.
  • Проходя через сухую древесину, раскаленные газы способствуют ее подсушиванию и превращению в полукокс, что способствует выделению еще большего объема углерода. Процесс носит название сухой перегонки и сегодня находит свое применение в ряде отраслей топливной промышленности.
  • Образовавшаяся газовая смесь выходит из газогенератора через патрубок и поступает на очистку от посторонних примесей и взвесей для дальнейшей подачи в двигатель внутреннего сгорания.

Принцип работы газогенераторного двигателя на дровах

Очистка получившейся газовой смеси — обязательный процесс переработки дров. Отказ от нее вызывает быстрое загрязнение и порчу двигателя, чувствительного к качеству и химическому составу газового топлива. Специально для его очистки была сконструирована фильтрующая система, состоящая из трех частей:

  • Циклон, или фильтр грубой очистки. Представляет собой вертикальный цилиндр конусообразной формы. Газовая смесь циркулирует вдоль стенок на высокой скорости, в результате чего под воздействием центробежной силы крупные частицы выделяются из общей массы и падают на дно устройства. Затем они выводятся из фильтра, чтобы не загрязнять новую порцию смеси.
  • Радиатор — охладитель газовой смеси. Здесь очищенная смесь охлаждается до температуры, при которой она легко воспламеняется. Подача газа в радиатор осуществляется методом нагнетания.
  • Фильтр тонкой очистки. Здесь происходит удаление из газовой смеси мелкой взвеси сажи и золы, которую не удалось извлечь в циклоне.

Очищенная и охлажденная газовая смесь подается в двигатель внутреннего сгорания автомобиля или отопительного котла. Ее горение дает необходимое количество энергии для движения транспортного средства или для обогрева здания.

Принцип работы газогенераторного двигателя на дровах

Газогенераторная установка своими руками: профессиональные рекомендации по сборке

Задавшись целью сделать двс на генераторном газе для автомобиля или отопительной системы, стоит обратить внимание на следующие моменты:

  • Перевести на газ можно только автомобиль с карбюратором. Для современных транспортных средств требуется менять прошивку контроллера, иначе новое топливо не запустит его движение.
  • Чем выше мощность двигателя, тем производительнее должен быть газогенератор.
  • Установка газовой системы в багажник потребует дополнительного места. Рекомендуется вырезать часть днища или установить конструкцию на прицеп.
  • Для изготовления камеры газификации потребуется термостойкий стальной сплав, например, низкоуглеродистая сталь толщиной не менее 4 мм.

Обратите внимание: попытка увеличить диаметр камеры для повышения объемов выработки топлива нецелесообразна. Производительность устройства увеличится незначительно, тогда как качество переработки древесного сырья станет значительно хуже.

Для сборки работающего газогенераторного двигателя на дровах потребуются:

  • старый газовый баллон;
  • ресивер от грузовика или толстостенная труба;
  • графитно-асбестовый шнур для уплотнения крышки;
  • несколько стальных труб или радиаторов для системы фильтрации;
  • небольшой вентилятор для розжига;
  • листовой металл толщиной 1,5 мм.

Последовательность действий выглядит следующим образом:

  • Циклон сваривается из отрезка трубы 10 см. Входной патрубок должен быть расположен сбоку устройства, выпускной — сверху емкости.
  • Для охладителя подбирается труба в виде змеевика или радиатор.
  • На роль фильтра тонкой очистки подойдет бочка или отрезок трубы, наполненный базальтовым волокном.

Запустить процесс розжига поможет вентилятор, полностью состоящий из металлических элементов. Это требование обусловлено безопасной работой устройства: только металл способен выдержать контакт с раскаленной газовой смесью. Топливная магистраль, ведущая от генератора к карбюратору, изготавливается из стальной трубы и монтируется под днищем машины.

Газогенераторная установка своими руками: профессиональные рекомендации по сборке

Оптимизировать работу газогенератора удастся благодаря следующим рекомендациям:

  • Размер дровяных чурок не должен быть более 6 см;
  • Древесина должна быть полностью высушенной, чтобы часть энергии не тратилась на подсушивание дров;
  • Розжиг топлива осуществляется при включенном вентиляторе не позднее чем за 20 минут до начала движения.

Обратите внимание: автомобиль на газогенераторном двигателе теряет до 50% мощности. Поэтому ждать от машины высокой скорости и быстрого старта после непродолжительной остановки не приходится.

Похожие публикации:

  • 14.02.2015. Тенденции и выставки14.02.2015. Тенденции и выставки
  • На энергетическом рынке ФРГ грядут переменыНа энергетическом рынке ФРГ грядут перемены
  • Солнечная энергия даромСолнечная энергия даром
  • В России простимулируют использование возобновляемых источников энергииВ России простимулируют использование возобновляемых источников энергии

Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *