Газогенератор — Энциклопедия журнала “За рулем”

Экспертные новости, тест-драйвы и обзоры автомобилей в разделе Разбор – Малоизвестные моторы СССР: двигатель, работающий на дровах и шишках

Из истории

Сергей всегда увлекался историей, в частности военной. Потому с ходу рассказывает о временах, когда подобные газогенераторы были на пике технологий: «Угольный газ использовался еще пещерными людьми. Известный факт, что в свое время освещение во всем Санкт-Петербурге обеспечивали именно газогенераторные установки. Современная история этого устройства начинается с 1919 года, когда германско-французский инженер Георг Имберт, вернувшись с Первой мировой, собрал газогенератор на древесном угле. Проходит два года, и изобретатель представляет автомобиль, чей мотор работает по этому же принципу, только с усовершенствованием».

«Камера Имберт обращенного типа» работала так, что пиролиз проходил не в цилиндрах (как у Форда или Порше), а в котле, который устанавливался за кабиной водителя. Пиролиз в нашем случае — это горение древесины при недостатке кислорода с выделением газа, который и крутит поршни двигателя (но об этом чуть позже). Так вот, Имберт достиг таких высот, что здание его компании Imbert Generatoren GmbH стояло рядом с заводом Форда в Кельне, как бы напоминая о конкуренции. В 30-х годах газогенераторы инженера ставили на немецкие грузовики, автомобили Opel и Mercedes. К моменту, когда созрел международный конфликт, вылившийся в итоге во Вторую мировую войну, Имберт придумал, как оборудовать своей установкой танки! И усовершенствованные бронированные машины действительно ездили и даже стояли на вооружении — в основном в «учебках» и частях вспомогательной полиции (по-простому — у полицаев).

Технология получила распространение не только в Германии. В конце 20-х — начале 40-х годов в СССР тоже активно использовали грузовики с газогенераторами. Серийно их устанавливали на АМО, ЗиС-21 (выпущено более 15 тыс. моделей), Урал-ЗиС. В те времена Союз испытывал нехватку нефти, а автомобилизацию останавливать было нельзя. Почему бы не «топить» машины дровами? Во время Великой Отечественной войны такие транспортные средства сильно пригодились благодаря нулевым затратам. Есть свидетельства, что именно на газогенераторных автомобилях прорывали блокаду Ленинграда.

Массовая добыча нефти началась в 50—60-х годах, и в итоге новое топливо понемногу вытеснило разработки ученых образца начала века. Газогенераторы снимали с машин и попросту отправляли в металлолом. Сейчас мы видим обратную тенденцию — отказ от ДВС, использование возобновляемых источников энергии. Например, по данным СМИ, в Швеции владельцев автомобилей, ездящих на дровах, поощряют на государственном уровне субсидиями. Для скептиков стоит пояснить, что газогенератор можно оборудовать на раме прицепа — в таком варианте он наиболее эстетичен.

Моторы на дровах в наши дни – это…

Спасение с нынешними ценами на бензин

Забавный анахронизм, вплетённый в отечественную историю

320%D1%85320

Материал по теме

Малоизвестные моторы Советского Союза: первый турбодвигатель

320%D1%85320

Материал по теме

Малоизвестные моторы Советского Союза: турбодвигатель и полный привод Lada EVA

Принцип работы устройства

Стандартный газогенератор представляет собой довольно громоздкий цилиндр вытянутой формы.

Газогенераторный автомобиль.

@hodor.lol

Сама конструкция выглядит следующим образом:

  1. Внутренняя часть почти полностью забивается углём, дровами, торфом и прочим органическим сырьём, пригодным для применения.
  2. В нижней области цилиндра создаются условия, благоприятные для горения топлива — температура, достигающая 1 500°С. Только в такой среде выделяются водород и окись углерода.
  3. Также ёмкость оснащается системой охлаждения. Сюда поступает вырабатываемый газ, где он проходит процедуру уменьшения удельной калорийности топлива. Обычно система располагается под днищем кузова транспортного средства.
  4. Дальше газ проходит через несколько фильтров, которые удаляют ненужные компоненты.
  5. Потом уже очищенное сырьё поступает в отсек, где смешивается с кислородом.
  6. Последний этап — готовый состав подаётся в силовой агрегат.

Как можно заметить, вся система отличалась довольно крупными габаритами и занимала большую часть полезной площади. Но оно того стоило — благодаря собственному, а порой и бесплатному сырью, подобную технику могли эксплуатировать предприятия, находящиеся за несколько сотен, а то и тысяч, километров от заправочной станции. Этот «жирный» плюс в течение длительного времени не мог перевесить обширный список минусов:

  • небольшой километраж за одну заправку;
  • снижение грузоподъёмности;
  • уменьшение полезной площади грузового отсека;
  • дополнительные ремонтные и обслуживающие манипуляции;
  • длительный запуск генератора;
  • уменьшение мощности двигателя.
Схема газогенератора.

@pay.diary.ru

Недостатки

  • Стоимость устройства в 2 раза больше;
  • Большинство устройств потребляют электроэнергию;
  • При мощности менее 50% горение становится неустойчивым;
  • Происходит выпадение конденсата;

Типы газогенераторов

Газогенератор 1А.jpg

Газогенераторы прямого процесса газификации
Основным преимуществом газогенераторов прямого процесса являлась возможность газифицировать небитуминозные многозольные сорта твердого топлива – полукокс и антрацит.
В газогенераторах прямого процесса подача воздуха обычно осуществлялась через колосниковую решетку снизу, а газ отбирался сверху. Непосредственно над решеткой располагалась зона горения. За счет выделяемого при горении тепла температура в зоне достигала 1300 – 1700 С.
Над зоной горения, занимавшей лишь 30 – 50 мм высоты слоя топлива, находилась зона восстановления. Так как восстановительные реакции протекают с поглощением тепла, то температура в зоне восстановления снижалась до 700 – 900 С.
Выше активное зоны находились зона сухой перегонки и зона подсушки топлива. Эти зоны обогревались теплом, выделяемым в активной зоне, а также теплом проходящих газов в том случае, если газоотборный патрубок располагался в верхней части генератора. Обычно газоотборный патрубок располагали на высоте, позволяющей отвести газ непосредственно на его выходе из активной зоны. Температура в зоне сухой перегонки составляла 150 – 450 С, а в зоне подсушки 100 – 150 С.
В газогенераторах прямого процесса влага топлива не попадала в зону горения, поэтому воду в эту зону подводили специально, путем предварительного испарения и смешивания с поступающим в газогенератор воздухом. Водяные пары, реагируя с углеродом топлива, обогащали генераторный газ образующимся водородом, что повышало мощность двигателя.
Подача водяного пара в газогенератор должна производиться пропорционально количеству сжигаемого в газогенераторе топлива. Существовало несколько способов регулировки подачи пара в камеру газификации:
– механический способ, когда вода подавалась в испаритель газогенератора с помощью насоса, приводимого в действие от двигателя и имевшего перепускной кран, который был связан с дроссельной заслонкой. Таким образом, количество воды, подаваемой в газогенератор, изменялось в зависимости от числа оборотов и нагрузки двигателя;
– термический способ, когда в испарителе, расположенном вблизи зоны горения, поддерживался с помощью поплавкового устройства необходимый уровень воды, а количество образующегося пара изменялось в зависимости от нагрева испарителя, то есть в зависимости от температуры в зоне горения;
– гидравлический способ, когда расход воды регулировался иглой, перекрывавшей сечение жиклера, и связанной с мембраной, на которую действовала разность давлений до и после диафрагмы, установленной в газопроводе, соединявшим газогенераторную установку с двигателем;
– пневматический способ, при котором вода подавалась в испаритель газогенератора вместе с воздухом, засасываемым через обычный карбюратор.

Газогенератор 1Б.jpg

В конструкции газогенератора ЦНИИАТ-АГ-2 был использован принцип центрального подвода воздуха и центрального отбора газа. Газогенератор состоял из корпуса, конической камеры газификации и зольника. Верхняя часть корпуса служила бункером для топлива и имела цилиндрический бак для воды. Трубка для подачи воды располагалась внутри газогенератора, бак подогревался теплом сгорающего топлива. Это обеспечивало надежную работу установки в зимнее время. Камера газификации представляла собой горловину конической формы, которая снизу была окружена рубашкой, заполненной водой для образования водяного пара. Необходимый уровень воды в рубашке поддерживался при помощи поплавкового устройства. Количество образовавшегося пара изменялось в зависимости от теплового режима газогенератора.

Газогенератор 1В.jpg

Воздух, засасываемый в газогенератор через подогреватель, смешивался с паром и поступал в камеру газификации через щель, образованную рубашкой и поворотной плитой. При вращении плиты рукояткой, расположенной снаружи под днищем газогенератора, ребра, имеющиеся на плите, срезали шлак и сбрасывали его в зольник.
Установки прямого процесса газификации не получили распространения, так как, во-первых, были непригодны для газификации самого распространенного твердого топлива – древесины, а во-вторых, потому что приспособления, необходимые для хранения, дозировки и испарения воды существенно усложняли конструкцию газогенератора.

Газогенератор 2А.jpg

Газогенераторы обращенного (опрокинутого) процесса газификации.
Газогенераторы обращенного процесса были предназначены для газификации битуминозных (смолистых) сортов твердого топлива – древесных чурок и древесного угля.
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.

Газогенератор 2Б.jpg

Газогенератор ГАЗ-42 состоял из цилиндрического корпуса 1, изготовленного из 2-миллиметровой листовой стали, загрузочного люка 2 и внутреннего бункера 3, к нижней части которого была приварена стальная цельнолитая камера газификации 8 с периферийным подводом воздуха (через фурмы). Нижняя часть газогенератора служила зольником, который периодически очищался через зольниковый люк 7. Воздух под действием разрежения, создаваемого двигателем, открывал обратный клапан 5 и через клапанную коробку 4, футорку 6, воздушный пояс и фурмы поступал в камеру газификации 8. Образующийся газ выходил из-под юбки камеры 8, поднимался вверх, проходил через кольцевое пространство между корпусом и внутренним бункером и отсасывался через газоотборный патрубок 10, расположенный в верхней части газогенератора. Равномерный отбор газа по всей окружной поверхности газогенератора обеспечивался отражателем 9, приваренным к внутренней стенке корпуса 1 со стороны газоотборного патрубка 10.Для более полного разложения смол, особенно при малых нагрузках газогенератора, в камере газификации было предусмотрено сужение – горловина. Помимо уменьшения смолы в газе, применение горловины одновременно приводило к обеднению газа горючими компонентами сухой перегонки. На величину получаемой мощности влияла согласованность таких параметров конструкции газогенератора, как диаметр камеры газификации по фурменному поясу, проходное сечение фурм, диаметр горловины и высота активной зоны.
Газогенераторы обращенного процесса применяли и для газификации древесного угля. Вследствие большого количества углерода в древесном угле процесс протекал при высокой температуре, которая разрушительно действовала на детали камеры газификации. Для повышения долговечности камер газогенераторов, работающих на древесном угле, применяли центральный подвод воздуха, снижавший воздействие высокой температуры на стенки камеры газификации.

Газогенератор 2В.jpg

Камера газогенератора НАТИ-Г-15), изготовленная из 12-миллиметровой листовой стали, имела вид усеченного конуса. В средней части газогенератора была смонтирована воздухоподводящая фурма. Она представляла собой чугунную отливку грушевидной формы. Внутри отливки – лабиринт для подвода воздуха в газогенератор. В нижней части камеры газификации располагалась колосниковая решетка, которую вынимали через зольниковый люк при чистке и разгрузке газогенератора. Образовавшийся в камере газификации газ проходил сквозь колосниковую решетку, поднимался вверх между корпусом газогенератора и камерой и отсасывался через газоотборный патрубок. Газогенератор был предназначен для работы на крупном древесном угле, с размером кусков 20 мм – 40 мм.
Газогенераторные установки обращенного процесса газификации, работавшие на древесных чурках, получили наибольшее распространение.

Газогенератор 3А.jpg

Газогенераторы поперечного (горизонтального) процесса газификации.
В газогенераторах поперечного процесса воздух с высокой скоростью дутья подводился через фурму, расположенную сбоку в нижней части. Отбор газа осуществлялся через газоотборную решетку, расположенную напротив фурмы, со стороны газоотборного патрубка. Активная зона была сосредоточена на небольшом пространстве между концом формы и газоотборной решеткой. Над ней располагалась зона сухой перегонки и выше – зона подсушки топлива.
Отличительной особенностью газогенератора этого типа являлась локализация очага горения в небольшом объеме и ведение процесса газификации при высокой температуре. Это обеспечивало газогенератору поперечного процесса хорошую приспособляемость к изменению режимов и снижает время пуска.

Газогенератор 3Б.jpg

Газогенератор представлял собой цилиндрический бункер, нижняя часть которого, выполненная из листовой стали толщиной 6 – 8 мм, образовывала камеру газификации. В верхней части бункера был расположен люк для загрузки топлива.

Газогенератор 3В.jpg

Скорость дутья определялась проходным сечением воздухоподводящей фурмы. Фурма служила наиболее ответственной и сложной деталью газогенератора. Она была глубоко погружена в слой топлива и находилась в зоне высокой температуры – непосредственно около носка фурмы температура достигает 1200 – 1300 С. Высокие температурные нагрузки требовали применять водяное охлаждение фурмы. Конструктивно охлаждение фурмы являлось частью системы водяного охлаждения двигателя, или представляло собой самостоятельную систему, питаемую от отдельного бачка.

Газогенератор 3Г.jpg

Воздухоподводящая фурма газогенератора НАТИ-Г-21 состояла из бронзового корпуса 1 и медных трубок 2 и 3 диаметром 20 и 40 мм, образующих водяную рубашку. Тыльная часть наружной трубки 3 была приварена к корпусу 1 фурмы, а носовая часть обварена медью и соединялась с внутренней трубкой 2, свободный конец которой при нагревании фурмы мог перемещаться в сальнике 4. Затяжкой накидной гайки 5 обеспечивалась герметичность водяной рубашки. Вода подавалась через нижний штуцер корпуса фурмы и после прохождения водяной рубашки отводилась через верхний штуцер. Для того чтобы поток воды достиг носка фурмы, к наружной поверхности внутренней трубки параллельно ее оси были приварены две перегородки, направлявшие поток воды к носу фурмы.

Газогенератор 3Д.jpg

Другой важной деталью газогенераторов поперечного процесса газификации служила газоотборная решетка. Газоотборную решетку изготавливали из простой углеродистой или легированной стали толщиной 8 – 12 мм. Ее штамповали в виде изогнутого листа с отбортованными краями или изготавливали в виде плоской пластины. В последнем случае для монтажа решетки в газогенераторе предусматривали специальное гнездо. Отверстия в решетке для прохода газа делали круглыми, диаметром 10 – 12 мм, с раззенковкой со стороны выхода газа. Иногда отверстия делали овальными; в этом случае большая ось овала располагалась горизонтально, что позволяло увеличить проходное сечение без опасности проскакивания за решетку кусков угля (при наклонном расположении решетки).
Этот газогенератор, так же как и газогенератор прямого процесса, был непригоден для газификации топлив с большим содержанием смол. Эти установки применяли для древесного угля, древесноугольных брикетов, торфяного кокса.

Чертеж

Как уже было сказано, газогенератор на дровах имеет довольно простую конструкцию. Далее все вышесказанное относительно устройства конструкции будет представлено в схематическом виде для полного понимания.

Чертеж

Сфера применения

Технические устройства активно применяют на практике благодаря их эффективности. Генераторные агрегаты превращают в газ биологические виды топлива, остатки от деревянного производства.

Высокая производительность позволяет:

  • отапливать помещение;
  • работать двигателю внутреннего сгорания в автомобиле.

Газогенераторная установка используется, если применять электричество невыгодно. Например, ее ставят возле стройплощадок и новых зданий, еще не подключенных к электросети. Используют агрегаты в больницах или на заводах, где необходима непрерывная энергия. При отсутствии электротока срабатывает резервный пиролизный газогенератор.

Есть автономные газогенераторные устройства различного функционала. Их приобретают, если переводят твердотопливные агрегаты на низкосортное топливо.

Применение в промышленности

Промышленная установка

Газогенераторы ставят на деревообрабатывающих заводах, чтобы сжигать отходы, которых много на производстве. Топливо подготавливают измельчителями и дробилками, которые бывают стационарными и передвижными. Так создают топливо необходимой структуры после вырубок леса.

Промышленный газогенераторный двигатель отличается характеристиками:

  • эффективное сжигание дров;
  • очищение окружающего пространства и атмосферы;
  • возможность закладки низкокачественных горючих материалов.

Большие производственные установки оснащают автоматикой, поэтому не нужно присутствие работника.

Бытовые установки

Газогенератор для дома

Домашние газогенераторы обычно имеют мощность не больше 15 кВт, но есть отдельные модели с показателем 25 кВт. Для бытового использования предусматривают мощность с запасом около 20 – 30%. Установки классифицируют по длительности работы, виду генератора, типу топлива.

При выборе учитывают:

  • число фаз;
  • жидкостное или воздушное охлаждение;
  • ручной или автоматический запуск;
  • открытый или закрытый корпус;

Горячий газ из газовой электростанции для частного дома можно применять в отопительной системе, высушивать с его помощью топливо, вещи, овощи, другие продукты. Для сушки часть магистрали газопровода обводят вокруг топки, размещают его между загрузочной камерой и корпусом.

Безопасность работы агрегата обеспечивают:

  • терморегуляторы;
  • предохранительные клапаны;
  • контролирующие датчики;
  • схемы аварийного отключения.

Электронные модули управления координируют работу, дают возможность задавать требуемые параметры, предусмотрено дистанционное управление пультом и посредством интернета. Обязательно предусматривают вывод дыма. Минимальные размеры комнаты, где стоит газогенератор, не должны быть меньше 15 м³.

Принцип работы автомобильной газогенераторной установки

Газогенератор 4А.jpg

Автомобильная газогенераторная установка состояла из газогенератора, грубых очистителей, тонкого очистителя, вентилятора розжига и смесителя. Воздух из окружающей среды засасывался в газогенератор тягой работающего двигателя. Этой же тягой выработанный горючий газ «выкачивался» из газогенератора и попадал сначала в грубые очистители охладители, затем – в фильтр тонкой очистки. Перемешавшись в смесителе с воздухом, газо-воздушная засасывалась в цилиндры двигателя.

Проект Сергея

В частном музее, который базируется в Бресте, стоит действующий ЗиС-5. Нескольким любителям автомобильной истории однажды пришла в голову лихая идея: а почему бы не поставить на «дедушку», который выпускался с 1933 года, газогенератор. Должно получиться — ведь в 1939-м подобный эксперимент с 21-й моделью закончился успешно. И Сергей решил повторить. Но почти 90-летний грузовик — раритет, антиквариат, поэтому мужчина не решился переделывать всю топливную систему столь редкого ныне образца советского автомобилестроения. Для пробы, освоения технологии он взялся за преобразование более современной техники — всем известного и довольно простого уазика. Модель была выбрана исходя из увлечений Сергея: трофи, бездорожье, 4×4.

Наверное, большинство читателей, только узнав о способе сборки газогенератора, махнули бы на эту затею рукой. Дело в том, что Сергей не стал покупать готовый образец или собирать его по схемам и чертежам. Он «высчитал» установку по формулам из книг 30-х годов. «В библиотеке, в сети нашел нужную литературу, — вспоминает конструктор. — Пришлось прочесть немало. Среди авторов есть и знаменитые фамилии: Токарев, Панютин. Но готового рецепта по сборке нигде не обнаружил. Есть только формулы. Создать газогенератор по ним — как заново сделать карбюратор. Нужно было высчитать скорость дутья, газификацию, объем нужного газа, материальный баланс — для двигателей разных объемов предусмотрены разные значения. Признаться, до сих пор не помню наизусть таблицу умножения, но эту штуку все же собрал. Ответами на вычисления по формулам стали размеры деталей установки и, собственно, сам чертеж. Ну а сборку производил из того, что было под рукой. На все ушел год».

3

Виды конструкций

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

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

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

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

Очистка испарителя кондиционера своими руками

Очистка испарителя кондиционера своими руками

Охлаждение и грубая очистка газа

На выходе из газогенератора газ имел высокую температуру и был загрязнен примесями. Чтобы улучшить наполнение цилиндров «зарядом» топлива, газ требовалось охладить. Для этого газ пропускался через длинный трубопровод, соединявший газогенератор с фильтром тонкой очистки, или через охладитель радиаторного типа, который устанавливался перед водяным радиатором автомобиля.

Газогенератор 5А.jpg

Охладитель радиаторного типа газогенераторной установки УралЗИС-2Г имел 16 трубок, расположенных вертикально в один ряд. Для слива воды при промывке охладителя служили пробки в нижнем резервуаре. Конденсат вытекал наружу через отверстия в пробках. Два кронштейна, приваренные к нижнему резервуару, служили для крепления охладителя на поперечине рамы автомобиля.

Газогенератор 5Б.jpg

В качестве простейшего очистителя использовался циклон. Газ поступал в очиститель через патрубок 1, распологавшийся касательно к корпусу циклона. Вследствие этого газ получал вращательное движение и наиболее тяжелые частицы, содержащиеся в нем, отбрасывались центробежной силой к стенкам корпуса 3. Ударившись о стенки, частицы падали в пылесборник 6. Отражатель 4 препятствовал возвращению частиц в газовый поток. Очищенный газ выходил из циклона через газоотборный патрубок 2. Удаление осадка осуществлялось через люк 5.

Газогенератор 5В.jpg

Чаще всего в автомобильных газогенераторных установках применяли комбинированную систему инерционной очистки и охлаждения газа в грубых очистителях – охладителях. Осаждение крупных и средних частиц в таких очистителях осуществлялось путем изменения направления и скорости движения газа. При этом одновременно происходило охлаждение газа вследствие передачи тепла стенкам очистителя. Грубый очиститель-охладитель состоял из металлического кожуха 1, снабженного съемной крышкой 2. Внутри кожуха были установлены пластины 3 с большим количеством мелких отверстий, расположенных в шахматном порядке. Газ, проходя через отверстия пластин, менял скорость и направление, а частицы, ударяясь о стенки, оседали на них или падали вниз.

Газогенератор 5Г.jpg

Грубые охладители-очистители последовательно соединяли в батареи из нескольких секций, причем каждая последующая секция имела большее количество пластин. Диаметр отверстий в пластинах от секции к секции уменьшался (РИСУНОК 5Г).

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.

Как это работает?

Топливом для газогенераторной установки (а в данном случае речь идет о монораторе) служат небольшие деревянные чурки. Причем совсем необязательно, чтобы они были сухими, сгорит и влажная древесина (до 60 процентов влажности) — в этом и отличие моноратора от обычного газогенератора. За задним рядом пассажирских сидений в машине Сергея лежат два мешка таких чурок. Говорит, что одного хватает на 100 километров пути. В пересчете на массу получается, что расход равен 20 кг дров на сотню. Естественно, постоянно подбрасывать дровишки в печь не нужно. Закинул в начале пути — и поехал.

«А это мой заправочный пистолет. Всегда вожу с собой», — шутит мужчина и демонстрирует топор. Судя по его историям, «пистолет» может и не пригодиться — по хвойному лесу можно спокойно ехать на шишках. В любом случае экологичность установки неоспорима. Так как Сергей — человек идейный, экология для него не пустое слово.

Топливо загружается в бак через крышку, расположенную наверху камеры газификации (на фото — черная бочка в центре). Во время работы оттуда непрерывно идет дым. Крышка его не пропускает — таким образом, издалека машина не выглядит как паровоз. Перед запуском двигателя нужно подождать около 5—10 минут, чтобы туда поступил газ.

«Внизу камеры газификации дрова тлеют, — Сергей описывает механику работы установки. — Запуск горения — от спички или факела. Всего в камере протекают три процесса: термическое разложение топлива, окисление, восстановление. При горении топлива с обедненным количеством кислорода (пиролизе) протекают реакции окисления угля и углеводородов: С + О2 = CO2, 2H2 + O2 = 2H2O с выделением тепла. Потом идет реакция восстановления (при прохождении через слой раскаленных углей): С + CO2= 2СО, С + H2O = CO + H2 с потреблением тепла. Топливо в системе обращенного моноратора практически полностью разлагается. Для конденсата предусмотрена отдельная трубка, его можно слить».

Газ попадает в фильтр грубой очистки (на фото — перевернутый конус слева от камеры), который заканчивается банкой, куда оседает сажа, потом проходит через охлаждающую систему труб под днищем УАЗа. Если поджечь газ на этом этапе, пламя будет красным.

Если «грязный» газ запустить в двигатель, его детали быстро покроются налетом, снизится их ресурс. Потому далее топливо поступает в фильтр тонкой очистки (на фото — зеленая бочка справа от камеры). Фильтрующим элементом выступают простые опилки. Их нужно менять через каждые 2 тыс. км пробега. После прохождения через этот фильтр газ горит синим пламенем.

Очищенный газ поступает непосредственно в цилиндры 2,4-литрового мотора, там вспышками сгорает, приводя в движение весь агрегат, а следовательно, и весь автомобиль. Выхлопная система штатная, но выбрасывает она углекислый газ (как и люди при выдохе). То есть никакого тебе токсичного угарного газа, оксидов азота, углеводорода, альдегидов и прочих веществ, против которых выступают экологи. По той же причине масло в двигателе нужно менять только после 30 тыс. км пробега.

В плане комфорта «дровяной» УАЗ не особенно радует — в принципе, как и все машины этой модели (даже те, что работают на бензине). После поездки на одежде остается легкий аромат костра (не раздражающий), «печка» работает жарче обычного. В салоне за подачу газа отвечает рычаг заслонки, спрятавшийся слева от руля.

В УАЗах предусмотрено два топливных бака для бензина: с левой и правой сторон кузова (специально на случай, если один из них будет прострелен). Чтобы развеять сомнения в работоспособности моноратора и показать, что доступ к обоим бакам перекрыт, Сергей демонстрирует рычаг в салоне — он находится в нейтральном положении. При необходимости баки можно заполнить бензином — тогда получится своеобразный гибрид.

Напоследок — о безопасности. В устройстве соседствуют открытый огонь и газ, что настораживает. По словам Сергея, риск пожара или взрыва минимален, потому как газ не находится под большим давлением. «Тот же бензиновый автомобиль легче воспламенить, чем эту машину», — заверяет мужчина.

Проблем с официальной регистрацией транспорта тоже нет — как видно на фото, УАЗ стоит на учете, на нем установлены номера. Техосмотр тоже пройден: по документам газогенератор — навесной груз. Его можно снять и, залив немного бензина, пройти линию ТО.

«Самый волнительный момент был — когда впервые запускали мотор, — вспоминает конструктор-любитель. — Признаться, с первого раза не вышло. Потом сидел и ломал голову, что же не так? В сети нашел несколько таких же российских и украинских фанатов, как и я. К тому моменту уже был создан форум, где ребята обменивались нюансами работы газогенераторов, способами решения проблем. Как видите, в итоге все у меня получилось: УАЗ работает, уверенно едет по болотам и бездорожью, разгоняется на трассе до 70 км/ч. Скажу больше: систему можно спрятать в прицепе и установить на любой автомобиль с ДВС. Это по моим расчетам обойдется примерно в 300 долларов в эквиваленте. Можно сказать, эксперимент удался. Но напомню — это был лишь опытный образец. Основной проект — ЗиС-5 родом из 30-х годов. Сейчас я с командой продолжаю работу над ним. Планируем закончить к 9 мая и выкатить обе машины на парад: проедут по улицам города, как дедушка и внук. Ну а дальше обязательно придумаем что-нибудь этакое к 1000-летию Бреста».

Парковочные радары в каталоге Onliner.by

Читайте также:

  • Что неуместно использовать в автомобиле? Список из десяти пунктов
  • «Это совсем другая машина!» Минчанин пересел с седана Vesta на кросс-универсал

Наш канал в Telegram. Присоединяйтесь!

Быстрая связь с редакцией: читайте паблик-чат Onliner и пишите нам в Viber!

Перепечатка текста и фотографий Onliner.by запрещена без разрешения редакции. nak@onliner.by

Установка и место установки

Запрещена установка:

  • В местах скопления людей;
  • В плохо освещенных помещениях;
  • В погребе и подвале;
  • Рядом с устройствами, выделяющими вредные вещества;
  • Вблизи легковоспламеняющихся агрегатов;
  • Рядом с самовзрывающимися смесями;
  • Вблизи материала, выделяющего ацетилен;
  • В работающих на угле и дровах котельных;
  • Рядом с компрессорами, кондиционерами и вентиляторами, забирающими кислород;
  • На расстоянии менее 1 м от газовых калориферов;
  • Рядом с тепловыми и электрическими устройствами;

Устанавливать устройство необходимо в стороне от проездов и проходов. Оно должно быть ограждено.

Установка должна производиться в местах, недоступных для детей и домашних животных. Устройство требует постоянного надзора.

схема газгена

Мифы о газогенераторных установках

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

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

Ценная информация по газогенераторам

Иногда ожидания владельцев частных домов, задумавшихся о приобретении или самостоятельном изготовлении газогенератора, оказываются слишком радужными по сравнению с реальной ситуацией.

Бытует мнение, что КПД газогенератора, составляющее около 95%, значительно превышает КПД обычного напольного газового котла, который достигает 60-70%. Эти цифры в целом верны, но сравнивать их некорректно.

Из чего можно сделать древесный газогенератор

В изготовлении самодельного газогенератора используются отслужившие газовые баллоны, бидоны, кухонная утварь и т.д. Практически бесплатное устройство экономно расходует не самое дорогое топливо при довольно высокой производительности

Первый показатель отражает эффективность производства горючего газа, а второй – количество тепла, полученного при работе котла. В обоих случаях сгорает древесина, но результат этого процесса качественно различается. Если в дальнейшем полученный путем пиролизного сгорания древесины горючий газ будет использован для обогрева жилища, такое сравнение можно будет провести.

Стоит помнить также, что самодельные газогенераторы, хотя они и могут работать с высокой отдачей, редко бывают столь же эффективными, как и промышленные модели. Этот момент следует учесть еще на этапе проектирования агрегата и расчетов стоимости проекта и его ожидаемой эффективности.

Если необходимость создания газогенератора обусловлена только желанием улучшить систему отопления дома, стоит обратить внимание на похожее устройство – пиролизный котел, который работает на очень схожих принципах. Главное его отличие от газогенератора состоит в том, что полученный газ немедленно сжигается, а полученная энергия используется для подогрева теплоносителя в системе отопления дома.

В таком устройстве монтируют дополнительную камеру сгорания, в которую необходимо организовать отдельную подачу воздуха. Если же нужно обогревать дом с помощью газогенератора, понадобится еще выбрать конвектор для отопления. Это увеличит расходы на модернизацию или обустройство отопления. Необходимо просчитать, стоит ли в таком случае овчинка выделки?

Важный момент – правильное обслуживание газогенератора в процессе его эксплуатации. Реклама утверждает, что это универсальное устройство, в котором сгорает все: от опилок до свежесрубленного дерева.

Но реклама умалчивает о том факте, что при загрузке влажного сырья количество полученного горючего газа может сократиться на 25% или больше.

Древесный уголь для газогенератора

Лучшее топливо для бытового газогенератора – древесный уголь. При его сжигании не тратится слишком много энергии на испарение избыточной влаги, что позволяет получить максимальное количество горючего газа

Оптимальным топливом для газогенератора, по мнению специалистов, является древесный уголь. При его сгорании на испарение влаги уходит минимальное количество энергии, что позволяет ускорить процессы пиролиза.

Владельцы автотранспорта могут рассчитывать на газогенератор не только для обогрева, но и для работы своего транспортного средства. действительно, в Европе немало автомобилистов вполне успешно приспособили свой транспорт для работы на дровах. Но чаще всего это компактные и прочные устройства, изготовленные из тонкой и прочной нержавеющей стали.

Стоимость таких агрегатов, даже изготовленных самостоятельно, совсем не маленькая. В российских реалиях газогенераторы для автомобилей изготавливают из подручных средств и устанавливают на грузовой автотранспорт.

Эффект от их работы невысок, обычно наличию такого агрегата сопутствуют такие явления как длительный розжиг, необходимость постоянной работы двигателя на высоких или средних оборотах, что способствует его скорому износу.

Автомобильный газогенератор

Для автомобиля лучше всего использовать качественный газогенератор, выполненный из прочной нержавеющей стали, имеющий относительно небольшой вес и компактные размеры

Интересный вариант использования газогенератора в частных домовладениях – использование горючего газа для домашней электростанции. Реализуют такой проект с помощью дизельного двигателя внутреннего сгорания.

5

Рекомендации по установке

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

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

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

Особенности использования газогенератора

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

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

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

Ремонт и обслуживание

Легче обслуживать покупной газген. Устройство выполненное своими руками, требует больше усилий и времени. Работа газгена должна быть приостановлена в случае обнаружения утечки газа. Также запрещено пользоваться прибором в случае необходимости его ремонта. После выключения газогенератора необходимо тщательно проветрить помещение, вывести из здания маленьких детей и животных. Весь газ должен быть выпущен, вода спущена. От остатков ила и карбида тщательно очищают шахту. Сам генератор полностью разбирают и промывают водой. На сегодняшний момент существует большое количество частных и государственных фирм, занимающихся ремонтом газогенераторов. Стандартная стоимость ремонта варьируется в пределах 1500-6000 руб.

При промывке прибора необходимо использовать воду без наличия химических примесей.

Методы уменьшения потерь мощности двигателей газогенераторных автомобилей

Бензиновые двигатели, переведенные на генераторный газ без каких-либо переделок, теряли 40-50% мощности. Причинами падения мощности являлись, во-первых, низкая теплотворность и медленная скорость горения газовоздушной смеси по сравнению с бензовоздушной, а во-вторых, ухудшение наполнения цилиндров как за счет повышенной температуры газа, так и за счет сопротивления в трубопроводах, охладителе и фильтре газогенераторной установки.

Для уменьшения влияния указанных причин в конструкцию двигателей были внесены изменения. В связи с тем что газовоздушная смесь обладает высокой детонационной стойкостью, была увеличена степень сжатия. Сечение впускного трубопровода было увеличено. Для устранения подогрева газовоздушной смеси и уменьшения потерь давления впускной трубопровод устанавливали отдельно от выпускного. Эти меры позволяли сократить потери мощности до 20-30%.

Принцип работы оборудования

Основу любой электростанции формирует силовая начинка, которая в данном случае представлена двигателем внутреннего сгорания. В качестве источника энергии выступает дровяное топливо, при сгорании которого и генерируется электричество. Процесс работы сопровождается трансляцией крутящего момента на роторную установку. Вращение ротора и влечет выработку тока, который в дальнейшем может использоваться по-разному, в зависимости от запросов потребителей и силового потенциала самой станции, работающей на дровах. Электрогенератор, к примеру, может снабжаться розетками для подключения другого оборудования или небольших приборов. Некоторые модификации представляют собой комбинированные станции-печи, которые за счет электричества обеспечивают и функцию отопления. При этом надо понимать, что дровяные генераторы существенно проигрывают дизельным и даже бензиновым в показателях мощности, но для бытовых нужд такой выбор может быть оптимальным.

Три важных момента

Трубы-краники подводятся к карбюратору для смешивания с воздухом и закачки в ДВС. Кстати, у труб-краников есть три немаловажных момента.

Трубы-краники на угольном газогенераторе
Трубы-краники на газогенераторе

Первый. Для прогрева перед первым запуском нужно 5–10 минут. Чтобы контролировать процесс, стоит установить верхний вертикальный кран сброса газов. Этот кран можно установить рядом с крышкой загрузки. Чем прозрачней будет становиться дым, тем ближе будет момент запуска.

Второй момент. Вывод наружу газов через трубу с краном, например, вниз и в сторону. Этот элемент необходим для определения кондиции газа. Генератор прогрелся и газы поступают равномерно. Но как определить степень чистоты газа и его температуру? Только визуально. Можно даже поджечь газ на этом конце трубы и посмотреть на цвет пламени.

Третий момент. Если пламя будет ближе к красно-оранжевым оттенкам, то система фильтрации засорена или недостаточна. Яркие цвета пламени говорят о наличии в газовой смеси твёрдых примесей золы и смол. Сразу переделывайте, иначе угробите карбюратор и проч. Пламя после очистки должно быть голубым с небольшими желтоватыми язычками.

И ещё. Чтобы в камеру сгорания не попадала лишняя влага, лучше приспособить съёмную заглушку или кран. Нужно ехать – кран открыли и воздух свободно поступает в камеру. Приехали в гараж – кран перекрыли и процесс горения прекратился.

Из чего состоит пиролизный газ?

Порода древесины не влияет на состав смеси при пиролизе. Соответственно, береза, сосна и ель выделяют практически одинаковое количество всех вышеперечисленных газов. После пиролиза 1 куб. м дерева можно получить около 90 м3 неконденсирующегося газа.

Полезная теплота при сгорании 1 м3 неконденсирующегося газа, кДж/м3, вычисляется по формуле.

Для примера возьмем березу и сделаем расчёт калорийности газа:

Qнр=127,5*28,4%+108,1*3,0%+358,8*18,2+604,4*1,4=11 321,62 кДж/м3= 11,3 МДж/м3

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

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...