Автомобиль с газогенератором: Автомобили на дровах, миф или реальность?

дрова и уголь вместо бензина

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

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

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

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

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

Смеситель впускного коллектора.

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

Электрический стартёр соседствует с рулевым валом.

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

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

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

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

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

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

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

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

Хочу получать самые интересные статьи

«Имеется 24 236 грузовых газогенераторных автомобилей» – Власть – Коммерсантъ

Как только человечество осознало, что бензин — это кровь войны, без промедления начались поиски замены дорогого продукта более дешевыми аналогами. Перед большинством стран стоял выбор — дизельные моторы или моторы, работающие на выработанном из дров газе. Как бы странно это ни звучало, но СССР к производству газогенераторных автомобилей подтолкнули репрессии.

Евгений Жирнов

«На твердое местное топливо»

После Первой мировой войны и в странах-победительницах, и в стане побежденных в одинаковой степени задумались об альтернативе эффективному, но дорогому и не всегда легко получаемому державами, не имеющими запасов нефти, бензину. Судя по всему, первыми за поиск иного топлива для двигателей внутреннего сгорания приступили французы. Они не только принялись к освоению дизелей, но и на рубеже 1920-х попытались использовать для них совершенно новое топливо, получаемое из растительного сырья. В африканских владениях Франции наладили выпуск экспериментального горючего и провели опыт по его использованию на автомобиле с дизельным двигателем.

Первые опыты показались авторам эксперимента вполне удачными. Машина ездила ничуть не хуже, чем на обычном дизельном топливе. И после этого Франция, казалось бы, могла навсегда забыть о проблемах с поиском, добычей или поставками нефти. Вот только цена эксплуатации такого биотоплива с учетом доставки в метрополию была в разы выше дизельного. Поэтому французы обратили внимание на опыты, которые велись в побежденной, разделенной и обездоленной Австрии.

Там в качестве топлива решили использовать собственный, естественный и имеющийся в достаточном количестве ресурс — древесину. Добывание горючего газа из древесного угля надежно отладили в XIX веке, когда этим способом добывался светильный газ для бытовых нужд жителей крупных европейских городов. Возможность использовать газ в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания не было ни для кого новостью. Так что оставалось лишь соединить их воедино.

Однако в ходе решения несложной, казалось бы, технической задачи возникло немало проблем. К примеру, содержавшиеся в древесном газе смолы осаждались в двигателе, приводя его в негодность. Чтобы избежать этого, нужно было ставить на автомобиль газоочиститель, а вместе с самим газогенератором, газоохладителем дополнительное устройство увеличивало и без того немалый вес всей установки.

В 1920-х годах считалось, что австрийцы, первыми начав производство газогенераторов, не смогли справиться с основными проблемами так, как это сделали французы. У них появились первые промышленные образцы автомобильных генераторов, а вслед за тем — грузовики, тракторы и автобусы, ездящие на дровах и древесном угле. Не отставали и германские инженеры. В Советском Союзе тоже появились энтузиасты автомобильных газогенераторов, но до появления «Автодора» (см. «История» N1, 2014 года) они нигде не находили понимания и поддержки.

В 1928 году автор первой советской газогенераторной установки для автомашин профессор В. С. Наумов начал пропагандистскую кампанию в поддержку своего детища. Главный упор в его выступлениях, конечно же, делался на экономию дорогой нефти:

«Мировые запасы нефти,— писал Наумов,— составляют в настоящее время 0,15% от общих запасов энергии, заключенных в каменном угле, дровах, торфе, воде и ветре. Для СССР же запасы нефти исчисляются в 0,6% от общих запасов энергии страны. Расход нефти за последние 50 лет увеличился более чем в 70 раз, достигнув в 1924 году 8,5 млрд пудов. За последние годы расход нефтепродук

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 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).

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 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.

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 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.

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 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.

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

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

Газогенераторный 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 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.

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

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»:

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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 — двигатель на дровах

Большинство ценителей раритетной техники отдают предпочтение моделям которые дошли до современных дней в малом количестве и имеют неординарную конструкцию. К таким можно отнести автомобили и даже мотоциклы работающие на дровах, с газогенераторным двигателем.

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

Газогенератор — устройство для преобразования твёрдого или жидкого топлива в газообразную форму. Наиболее распространены газогенераторы, работающие на дровах, древесном угле, каменном угле, буром угле,коксе и топливных пеллетах.

Многие заинтересованы конструкциями газогенераторов для современной техники. До сих пор в Северной Корее ездят грузовые автомобили на дровах.

Принцип таких двигателей прост, вместо бензина и воздуха подается газ вырабатываемый газогенератором и регулируется заслонкой. В большинстве случаев оставляют стандартный карбюратор, а газ подводят вместо воздуха. Таким образом двигатель запускают на бензине, а далее перекрывают подачу бензина и воздуха, оставляя только газ полученный газогенератором. Так легче запустить двигатель, тем более если он на мотоцикле.

Умельцы переделывают автомобильные и мотоциклетные двигатели “под дерево”. Конечно в большинстве случаев, такие переделки — это лишь хобби. Так как топливо из дерева сомнительная замена бензину или газу.

Недостатки газогенератора

• КПД двигателя внутреннего сгорания сильно падает;
• долгие подготовительные работы перед запуском двигателя;
• газогенераторное оборудование занимает много дополнительного места;
• уменьшается вес полезного груза, который можно перевести на автомобиле или мотоцикле;
• требуется больший объем топлива для одного и того-же преодоления расстояния;
• всё воняет копченостями.

Преимущество газогенератора

• доступность топлива;
• «изюминка» транспортного средства.

Переделка стокового мотора под дрова

Чтобы автомобиль или мотоцикл ездил на дровах, нужно не так уж и много средств. А всего лишь бензиновый двигатель, руки, инструменты и немного материалов.

Как и где размещать газогенератор зависит от конструкции автомобиля, некоторые даже делают его прицепным, тем самым не нарушая конструкции автомобиля. Очень интересен вариант газогенератора на мотоцикле с коляской или вовсе одиночках.

Теория газогенератора

Лучше всего для транспорта подходят газогенераторы обращённого процесса. В генераторах этого типа воздух подавался в среднюю по их высоте часть, в которой и происходил процесс горения. Отбор образовавшихся газов осуществлялся ниже подвода воздуха. Активная зона занимала часть газогенератора от места подвода воздуха до колосниковой решетки, ниже которой был расположен зольник с газоотборным патрубком.

Зоны сухой перегонки и подсушки располагались выше активной зоны, поэтому влага топлива и смолы не могли выйти из газогенератора, минуя активную зону. Проходя через зону с высокой температурой, продукты сухой перегонки подвергались разложению, в результате чего количество смол в выходящем из генератора газе было незначительным. Как правило, в газогенераторах обращенного процесса газификации горячий генераторный газ использовался для подогрева топлива в бункере. Благодаря этому улучшалась осадка топлива, так как устранялось прилипание покрытых смолой чурок к стенкам бункера и тем самым повышалась устойчивость работы генератора.

Горение углерода топлива можно описать следующим образом:

С + О₂ = СО₂ — это полное сгорание топлива, которое сопровождается выделением углекислого газа СО₂;
и С + (1/2)О₂ = СО — это неполное сгорание, в результате которого образуется горючий газ – оксид углерода СО.

Оба этих процесса происходят в так называемой «зоне горения» газогенератора.
Оксид углерода СО образуется также при прохождении углекислого газа СО₂ сквозь слой раскаленного топлива:
С + СО₂ = 2СО
В процессе участвует часть влаги топлива (или влага, подведенная извне) с образованием углекислого газа СО₂, водорода Н₂, и горючего оксида углерода СО.
С + Н₂О = СО + Н₂
СО + Н₂О = СО₂ + Н₂

Зону, в которой протекают три описанных выше реакции называют «зоной восстановления» газогенератора. Обе зоны – горения и восстановления – несут общее название «активная зона газификации».

Примерный состав газа, полученного в газогенераторе обращенного процесса газификации при работе на древесных чурках абсолютной влажностью 20%, следующий (в % от объема):

• водород Н₂ 16,1%;
• углекислый газ СО₂ 9,2%;
• оксид углерода СО 20,9%;
• метан СН₄ 2,3%;
• непредельные углеводороды СnHm (без смол) 0,2%;
• кислород О₂ 1,6%;
• азот N₂ 49,7%

Итак, генераторный газ состоит из горючих компонентов (СО, Н₂, СН₄, СnHm) и балласта (СО₂, О₂, N₂, Н₂О).

В основу всех конструкций входит:

• реактор, где идет окислительно — восстановительная реакция, дрова превращаются в угарный газ и водород;
• фильтр грубой очистки (циклон), отчищает газ от сажи;
• холодильник, охлаждает газ;
• фильтр тонкой очистки, очищает газ от смол и конденсата;
• смеситель;
• дополнительно ставят вентиляторы для розжига и принудительной тяги, чтобы процесс запуска был более простым.

Реакторы бывают разных типов. Чтобы много не расписывать, просто выложу страницы и картинки со старых книг. Это опытные образцы которые были в производстве. Тем кто действительно заинтересован в постройки такой техники, этой информации будет достаточно, чтобы построить свой газген.

Так же в интернете можно встретить очень много уже собранных газовых генераторов из современных материалов.

Не обязательно повторять конструкцию тех лет, когда газогенераторы производили серийно, можно все материалы взять на “помойке”. Благо такие конструкции уже построены и их можно найти в сети и посмотреть про это видео.

Мотоцикл на дровах

Один парень перевел свой Днепр на дрова — источник http://oppozit.ru/article85319.html. Кратко опишем процесс переделки.

Для газгена потребовалось:

• бочка 100л;
• бидон стальной;
• диск от роторной косилки;
• кусок толстостенной трубы диаметром около 160 мм;
• ресивер;
• труба со сгоном;
• шестигранник;
• чайник из нержавейки;
• огнетушитель;
• батарея.

В толстостенной трубе просверлили отверстия для фурм подвода воздуха в зону горения. Выточили из шестигранника фурмы и привариваем их к трубе.

В диске косилки сделали отверстие под толстостенную трубу и сваркой соединили их. Из вырезанной части диска сделали сужение «активной зоны» диаметром около 80 мм и вварили его по центру трубы.

Сваривали диск с бидоном.

Отрезали от ресивера кусок и в его торце сделали отверстие под наружный диаметр трубы, это будет подвод воздуха к фурмам. Приварили кусок трубы со сгоном по которой будет подводиться воздух. Приварили всё это к трубе с диском. К бидону приварили крышку бочки.

Из старого чайника из нержавеющей стали сделали колосниковую решётку и для подвижности подвешали её на цепях. В крышку бочки вварили гайку и вкрутили в неё болт, который соединён тросом с колосниковой решёткой и позволят встряхивать колосник для очистки. На видео это видно.

 

Из старого огнетушителя сделали центробежный очиститель (циклон) и приварили его к бочке без дна и крышки, сделали в ней с боку отверстие для воздухоподводящей трубы. В нижней части бочки приварили резьбовую пробку через которую будем удалять золу.

 

Вставили бидон с «активной зоной» в бочку, зажав гайками воздухоподводящую трубу, приварили к диску опорные лапы.

Приварили к бочке крышку и дно – газогенератор готов!

 

Из батареи сделали охладитель, предусмотрев отверстия для чистки и слива конденсата и соединительные фланцы.

 

Из двух 20 литровых вёдер от краски сделали фильтр тонкой очистки газа. Вёдра поставили друг на друга, нижнее заполнили керамзитом, а верхнее минеральной ватой. В нижнем ведре сделали пробку для слива конденсата и трубу с фланцем для подвода газа. В верхнем ведре сделали отводную трубу.

Из уголка сварили раму для крепления газогенератора, охладителя и фильтра.

Соединили всё на коляске.

  

Из трубы и заслонки от «пускачёвского» карбюратора сделали смеситель.

 

Из печки трактора Беларус сделали вентилятор розжига и закрепили его в передней части коляски.

 

Из двух шаровых кранов и сгонов сделали распределитель (пускает газ к вентилятору розжига или смесителю)

Сделали впускной коллектор под один карбюратор из дужек от кроватей, перед карбюратором поставили смеситель и соединили его шлангом с распределителем. Для управления воздушной заслонкой в смесителе на руль добавили рычажок.

 

 

Видеоинструкция как перевести автомобиль на дрова

В видео рассказывается как имея автомобиль с бензиновым двигателем, доступ к “свалке”, не хитрый инструмент можно пикап “заправлять” дровами. Всё наглядно и просто, посмотрев это видео и применив расчеты из старых, советских книг можно сделать свой газовый генератор для собственных нужд с максимально возможным КПД.

Будущее газогенераторных автомобилей | Синтезгаз

Газогенераторный автомобиль

Продолжение, начало статьи здесь

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.

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.

Opel Kadett оснащенный генератором древесного газа

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

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

Удобство использования газогенераторного автомобиля

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

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

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

Массовое производство газогенераторных автомобилей

Газогенераторный автомобиль Вольксваген Жук в заводском исполнении

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

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

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

Газогенераторный 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 около 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.

— sintezgaz.org.ua —

Комментарии:

Газогенераторные автомобили с дровами в бакеФотовольтаика в Германии

Газогенератор

— Жидкостные ракетные двигатели (J-2X, RS-25, общие)

Добро пожаловать в собачью будку J-2X. В последний раз, когда мы встречались здесь, мы обсуждали основы того, что именно делает что-то ракетой. Как я объяснил, на концептуальном уровне ракеты на самом деле не являются «ракетостроением». Вы собираете топливо вместе, зажигаете его и выбрасываете из задней части машины. Достаточно просто.

Хорошо, но как вы переместите такое количество топлива и создадите столько дыма и огня, достаточное, чтобы привести в движение нечто такое же большое, как, скажем, Сатурн V, который был более 300 футов высотой и весил миллионы фунтов? Вот тут все становится интересно и технически сложно.Как я уже сказал, все дело в силе. А чтобы получить мощность, вы используете двигатель.

То, что делает ракетный двигатель двигателем, заключается в том, что он содержит больше, чем просто камеру сгорания, в которой смешиваются пороховые вещества. Это механизм, который после запуска питается и питает себя. Во время работы ракетный двигатель использует некоторый цикл — некоторую цепь трубопроводов, термодинамики и сгорания, клапаны, систему управления и вращающееся оборудование — чтобы поддерживать себя в рабочем состоянии и генерировать тягу.

Подумайте о двигателе вашего автомобиля. Вы поворачиваете ключ, двигатель заводится и заводится, а затем он может часами простаивать на холостом ходу, счастливо работая сам по себе, превращая бензин и воздух в механическую энергию без каких-либо дополнительных усилий с вашей стороны. Вам не нужно вручную закачивать газ в форсунки (или карбюратор). Вам не нужно включать его в розетку, чтобы подавать больше электроэнергии. Он самодостаточен, пока вы его не выключите или пока у вас не закончится бензин. Это то, что действительно делает его двигателем.То же самое и с ракетным двигателем, за исключением того, что продукт не является механической энергией; продукт представляет собой очень быстро движущиеся газы, создающие большую тягу.

При концептуальном проектировании ракетного двигателя, с точки зрения превращения его в двигатель, всегда ставилась цель: «Как вы поддерживаете насосную работу?» Это чрезвычайно мощные насосы, перемещающие много-много жидкости, поэтому вам нужен мощный источник энергии для их привода. Ответ — использовать то, что у вас уже есть в двигателе: топливо. Есть разные способы сделать это, и, следовательно, у вас разные «циклы» двигателя, т.е.е., расположение компонентов. Наиболее распространенными циклами ракетных двигателей являются цикл газогенератора (примеры включают J-2X, J-2, F-1, RS-68 и Vulcain 2 — см. Рисунки выше), цикл детандера (примеры включают RL10 и Vinci). и цикл ступенчатого сгорания (примеры включают главный двигатель космического корабля «Шаттл» и RS-170/180). В дополнение к ним существует множество других циклов и вариаций. Каждый цикл имеет свои преимущества и недостатки и, как правило, ограничения, связанные с физикой. Выбор правильного цикла, подходящего для миссии, обычно является первым решением, которое должен принять разработчик двигателя.Поскольку это блог, посвященный J-2X, я сосредоточусь на газогенераторном тактовом двигателе.

В идеале, что вы хотели бы сделать с ракетным двигателем, так это использовать все ваше топливо как можно более эффективно, что означает, что вы хотели бы использовать все его для создания тяги. Однако в газогенераторном двигателе вы сразу допускаете потерю некоторой эффективности для достижения большей простоты двигателя. Вы используете определенное количество топлива, введенного в двигатель, почти полностью для поддержания работы двигателя, а не для создания тяги.На практике это означает, что у вас есть отдельная небольшая камера сгорания внутри двигателя, которая ничего не делает, кроме выработки газов для приведения в действие турбин, подключенных к топливным насосам. По сравнению с большим количеством пропеллента, прокачиваемого через весь двигатель, его количество, поступающее в газогенератор, невелико (менее 3% для J-2X), но однажды использованное для привода турбомашинного оборудования, выхлопные газы сливаются из большей части его энергия, генерирующая тягу.

Ниже представлена ​​упрощенная схема газогенераторного ракетного двигателя, такого как J-2X.Топливо, жидкий водород (топливо) и жидкий кислород (окислитель), поступают в двигатель и сразу же попадают в насосы: турбонасос топлива (FTP) и турбонасос окислителя (OTP). Здесь механическая энергия прядильных насосов преобразуется в высокое давление жидкого топлива.

После выхода из насосов небольшое количество каждого пороха отводится для подачи в газогенератор (GG). GG — это, по сути, небольшой ракетный двигатель, встроенный в большой ракетный двигатель.Он производит горячие продукты сгорания под высоким давлением, пар и газообразный водород, которые используются сначала для привода турбины, соединенной с топливным насосом, а затем турбины, соединенной с насосом окислителя. После приведения в действие двух турбин этот еще теплый газ сначала используется для нагревания гелия, протекающего через теплообменник (HEX), который используется для создания давления в кислородном баллоне ступени, а затем сбрасывается вдоль стенок удлинителя сопла для сохранения это относительно круто. Видео ниже представляет собой компонентный тест J-2X GG, проведенный в NASA MSFC.Даже при относительно небольшом количестве топлива, которое сжигает ГГ, выделяется огромное количество энергии для приведения в действие турбонасосов.

Остальной жидкий кислород, выходящий из насоса окислителя, то есть тот, который не идет в GG, направляется через главный инжектор в основную камеру сгорания (MCC). Главный инжектор аналогичен топливному инжектору в автомобильном двигателе, за исключением того, что здесь он впрыскивает два топлива через сотни элементов инжектора. Эффективность этого впрыска и смешивание топлива имеют решающее значение для общей производительности двигателя.

Водородный контур после топливного насоса более сложный. Это связано с тем, что водород используется для охлаждения стенок сопла и камеры сгорания. Стенки этих двух компонентов по существу полые. Они содержат сотни каналов для протекания водорода, тем самым предохраняя стенки от плавления из-за экстремально высоких температур в закрытой зоне горения. Выполнив свою работу в качестве хладагента, водород затем направляется через главный инжектор в MCC. На схеме не показан тот факт, что очень небольшое количество теплого газообразного водорода отводится перед подачей в главный инжектор и направляется обратно на ступень для создания давления в резервуаре с водородом (например, гелий через HEX на стороне кислорода. ).

Именно в MCC смешанный водород и кислород сгорают с образованием пара и остаточного газообразного водорода. Температура этого сгорания составляет примерно 6000 градусов по Фаренгейту, а в J-2X давление составляет примерно 1300 фунтов на квадратный дюйм. Эти продукты сгорания затем ускоряются до звуковой скорости в сужающемся горловине МКЦ, а затем до сверхзвуковых скоростей вниз по расширяющемуся соплу и удлинению сопла. Как обсуждалось ранее, именно высокоскоростной выброс этих горячих газов создает тягу.

Обратите внимание, что выхлопные газы турбины, сбрасываемые вдоль удлинения сопла, все еще создают некоторую тягу, но не так эффективно, как продукты сгорания, которые ускоряются через горловину сопла. Эта потеря эффективности — это цена, которую вы платите за этот относительно простой цикл двигателя. Для сравнения с более сложным циклом двигателя поищите в Интернете схему главного двигателя космического шаттла (SSME).

FYI, другими элементами, обозначенными на схеме цикла GG выше, являются регулирующие клапаны: главный топливный клапан (MFV), главный клапан окислителя (MOV), топливный клапан газогенератора (GGFV) и газовый клапан. клапан окислителя генератора (ГГОВ).Эти первичные клапаны, наряду с несколькими другими второстепенными, используются для управления двигателем во время запуска и остановки двигателя.

Вот как работает газогенераторный двигатель, такой как J-2X. По мере продолжения этого блога и по мере того, как мы приближаемся к тестированию в следующем году, я буду продолжать сообщать о развитии компонентов, составляющих движок.

,

Автомобиль с газогенератором | Статья о газогенераторном автомобиле по The Free Dictionary

— автомобиль, двигатель которого работает на газе, вырабатываемом из твердого топлива в газогенераторе, установленном на его шасси. В СССР работы по созданию газогенераторной машины были начаты в 1923 году, а серийное производство газогенераторной машины ЗИС-13 было организовано в 1938 году. Деревянные блоки (преимущественно лиственные, влажностью 20-25%) или лигнит используются в качестве топлива. Также возможно использование древесного угля, торфа, полукокса, антрацита и других материалов.Газогенераторные автомобили предназначены для эксплуатации в районах, удаленных от центров производства жидкого топлива. Газогенераторные автомобили получили широкое распространение в годы Великой Отечественной войны 1941-45 гг., Когда возникла острая нехватка жидкого топлива для автотранспорта.

Газопроизводящий агрегат автотранспортного средства состоит из газогенератора, устройства очистки и охлаждения и устройства смешения газов. Мощность двигателя, работающего на генераторном газе, значительно меньше, чем у двигателя с бензиновым двигателем, так как теплота сгорания газовоздушной смеси (2.4-2,5 килоджоулей на кубический метр, или 580-600 калорий на кубический метр) меньше, чем у бензиновоздушной смеси (3,5-3,6 килоджоулей на кубический метр, или 830-850 калорий на кубический метр). Увеличение передаточного числа может частично компенсировать эти потери мощности, поскольку генераторный газ менее склонен к преддоновой генерации, и повышение эксплуатационных качеств транспортного средства может быть достигнуто путем изменения передаточного числа главной передачи.

Относительно большой вес генераторной установки (около 350 кг) снижает полезную грузоподъемность газогенераторных автомобилей.Газогенераторный автомобиль на базе автомобиля ЗИЛ-164 (грузоподъемность 3500 кг, мощность двигателя 47 киловатт) потребляет 100-140 кг березовой щепы влажностью 25 процентов на 100 км использования.

СПРАВКА

Токарев Г.Г. Газогенераторные автомобили . Москва, 1955.

.Машина газогенератора

Ххо декарбонизируя для тележки

2016 горячая продажа машина для очистки двигателя от углерода / раствор для обезуглероживания hho

Использование нашей уникальной системы обезуглероживания транспортных средств (также известной как машина для очистки углерода) удалит почти все скопления углерода в вашем двигателе. Всего за 30 минут ваш двигатель заработает как новый.

Unibody дизайн, многоцелевой

Наш HQ-35 может обеспечить декарбонизацию двигателей большинства автомобилей ( от 35cc до 6.Двигатели 0 л).

♥ добро пожаловать, вы станете нашим эксклюзивным дистрибьютором и авторизованным продавцом.
Для получения более подробной информации свяжитесь с нами. мы вышлем вам подробные инструкции по электронной почте. ♥

Описание продукта

Средства по уходу за автомобилем: Система обезуглероживания автомобиля.

Вместо традиционных методов разборки и очистки пеной или химической жидкостью

1. потребляет воду + электричество для создания кислородно-водородного газа

2.введите кислородно-водородный газ в двигатель

3. Время очистки всего 30 минут

4. Удалите скопившийся углерод и увеличьте эффективность сгорания имеющегося топлива.

5. слив из выхлопной трубы.

♥ Нет необходимости снимать двигатель, не наносит вреда двигателю, людям и окружающей среде. Сэкономьте много денег.

Технические параметры:

Портативный тип

1

Рабочее давление

1

МОДЕЛЬ	05	SQ-330	SQ-460	SQ-660
Входное напряжение (В) 900V, AC802, DC2491	DC220V, DC2491					DC1220V, DC , AC220V / 380V
Частота	50/60 Гц
Номинальная мощность (кВА)	0.6	1,0	1,5	2,0	3,0
Коэффициент мощности (Cosφ)	0,96
≤0,06 (соответствует стандартам безопасности EU )
Безопасная защита от давления (МПа)	≤0,15 (соответствует стандартам безопасности EU )
Относительная влажность (%)	≤90
Макс.Добыча газа (л / ч)	120	220	330	460	660 2 660 2 660 2 Макс. Расход воды (л / ч)	0,06	0,11	0,16	0,23	0,32
Подача воды 2	9001 9001 9001 Номинальный рабочий цикл (%)					100% при 45 градусах
Рабочий стиль	Температура окружающей среды 45 градусов работа непрерывно
Класс изоляции	9002 F
Степень защиты	IP21S
Метод охлаждения	Воздушное охлаждение вентилятором
Система управления	в Германии Компоненты Control Power 900 91					Германия Infineon обеспечивает
Размеры — Д * Ш * В (мм)	432 * 255 * 355	560 * 320 * 462	733 * 342 * 496	860 * 335 * 496	950 * 465 * 670
Вес брутто (кг)	18	42	60	115

Большой тип

9008 6

Входное напряжение (В)

AC415Vx3Phase

9 900

Относительная влажность (%)

Система управления вентилятором

1

infineon в Германии

МОДЕЛЬ	HQ-18 02 02 HQ-18 02 0 HQ-36	HQ-52	HQ-78	HQ-104
AC110V, AC220V, AC380Vx2Phase, AC220V / 380V Dual-power			AC380Vx3Phase AC415Vx3Phase
Номинальная мощность (кВА)	5.2	6,6	12	25	32	65
Коэффициент мощности (Cosφ)
Рабочий коэффициент (Cosφ)	0,96 91 0,96 900 (МПа)						≤0,06 (соответствует стандартам безопасности EU )
Надежная защита от давления МПа	≤0,15 (соответствует стандартам безопасности EU )
≤90
Макс.Добыча газа (л / ч)	1800	2600	3600	5200	104	104 00050004 9910004
Макс. Расход воды (л / ч)	0,9	1,3	1,8	2,6	3.8	5,1
Номинальный рабочий цикл (%)	100% под 45 градусов
Рабочий стиль	Окружающая температура 45 градусов работает непрерывно 1
Класс изоляции	F
Степень защиты	IP21S
Метод охлаждения	Охлаждение воздуха с помощью вентилятора 1
Control Power компоненты	infineon в Германии
Размеры — Д * Ш * В (мм)	1250 * 8105 * 1190	1355 * 810 * 1290	1420 * 820 * 1350	1550 * 850 * 1570	1740 * 950 * 1640	1920 * 980 * 1650
Вес брутто (кг)	91 295	347	350	412	653	970

Очистка кислородно-водородным углем ДО и ПОСЛЕ

Упаковка и отгрузка

Фотографии доставки:

Наши услуги

,Колл-центр Gloabal поддержит вас, ответим на любой вопрос в течение двух часов.

Круглосуточная поддержка по горячей телефонной линии

Круглосуточная поддержка по электронной почте

Круглосуточная поддержка по телефону.

Круглосуточная поддержка по скайпу (Skype ID: xiamen.julong).

2. Один год гарантии и техническая поддержка в течение всей жизни.

Основная часть машины будет бесплатно заменена в течение одного года.

Остальные детали будут бесплатно заменены в течение полугода, в дополнение к человеческому ущербу.

,