Судьба автомобилей на дровах

Как сделать газогенератор самому?

Для того чтобы создать газогенераторную установку, потребуется много сил, так как она не должна занимать много места или быть тяжелой, но при этом быть высокопроизводительной. Нержавеющая сталь будет идеальным материалом для производства корпуса, фильтрующего и охлаждающего устройства. Однако цена такого материала довольно высока, по сравнению со стандартной сталью.

Для наружной емкости можно использовать железную бочку или металлический прокат (толщина не должна быть менее 1 мм), а внутренняя может быть сделана из газового баллона или ресивера от грузовых автомобилей. Стоит предусмотреть отверстия для зольника, чтобы была возможность производить чистку. В камере сгорания должна располагаться горловина (в нижней части) для смольных отложений. Колосниковая решетка отлично получается из арматуры. Патрубки можно купить, благо в продаже они бывают разных размеров и по невысокой стоимости. Крышку можно сделать из металлического листа. Фильтрами могут быть отслужившие огнетушители, а охладителем – «гармошка», применяемая в системе отопления. Кроме того, понадобятся смеситель и вентилятор с реле.

В тайге заправок нет

Древесина всегда являлась основным топливом для газогенераторных автомобилей. В первую очередь, конечно, там, где дров в избытке, — на лесозаготовках, в мебельном и строительном производстве. Традиционные технологии лесопереработки при промышленном использовании древесины в эпоху расцвета «газгенов» около 30% от массы леса отпускали в отходы. Их и использовали как автомобильное топливо. Интересно, что правилами эксплуатации отечественных «газгенов» строжайше запрещалось использование деловой древесины, так как и отходов лесной промышленности было с избытком. Для газогенераторов годились как мягкие, так и твердые породы дерева.

Единственное требование — отсутствие на чурках гнили. Как показали многочисленные исследования, проведенные в 30-е годы в Научном автотракторном институте СССР, лучше всего в качестве топлива подходят дуб, бук, ясень и береза. Чурки, которыми заправлялись котлы газогенераторов, чаще всего имели прямоугольную форму со стороной 5-6 сантиметров. Сельскохозяйственные отходы (солома, лузга, опилки, кора, шишки и пр.) прессовали в специальные брикеты и также «заправляли» ими газогенераторы.

Главным недостатком «газгенов», как мы уже говорили, можно считать малый пробег на одной заправке. Так, одной загрузки древесными чурками советским грузовикам (см. ниже) хватало не более чем на 80-85 км пробега. Учитывая, что «заправляться» руководство по эксплуатации рекомендует при опустошении бака на 50-60%, то и вовсе пробег между заправками сокращается до 40-50 км. Во-вторых, сама установка, вырабатывающая генераторный газ, весит несколько сотен килограммов. К тому же двигатели, работающие на таком газе, выдают на 30-35% меньше мощности, чем их бензиновые аналоги.

Для сохранения тяговых характеристик, в особенности это касалось грузовиков, при снизившейся мощности двигателя передаточные числа трансмиссии делали более высокими. Скорость движения падала, но для автомобилей, использующихся в лесной глуши и прочих пустынных и отдаленных районах это не имело решающего значения. Чтобы компенсировать изменившуюся из-за тяжелого газогенератора развесовку, в некоторых машинах усиливали подвеску.

Помимо того, из-за громоздкости «газового» оборудования отчасти приходилось перекомпоновывать автомобиль: менять, сдвигать грузовую платформу или урезать кабину грузовика, отказываться от багажника, переносить выхлопную систему.

6 Изготовление своими руками

Производство любого устройства начинается с изготовления чертежа. После изучения подробной информации человек имеет представление о внешней конструкции агрегата. Затем остается воплотить свою идею в жизнь.

Чтобы устройство выглядело эстетично, следует правильно подобрать детали. Для его изготовления понадобятся:

• бочка на 100 л;
• бидон из стали с плотной крышкой на фиксаторах;
• труба с толстыми стенами диаметром 15—16 см и длиной 30 см;
• огнетушитель;
• лист стали толщиной 0,6—1 см;
• часть бытового отопительного радиатора.

Сначала нужно вверху трубы проделать 5—6 отверстий. Она станет верхней частью конструкции. К одному из полученных отверстий следует приварить трубку подачи кислорода. Через остальные будет выходить газ. В нижней части необходимо приварить перфорированное днище из нержавейки. Получится колосниковая часть, на которой разместятся угли. Пыль будет выходить через отверстия.

С внутренней части получившегося стакана приваривается конус из металла для подачи углей. Затем следует приварить металлический лист с отверстием, размер которого совпадает с внутренним диаметром трубы. Конструкция должна размещаться перпендикулярно в верхней части трубки. Лист станет дном бункера. Функции последнего будет выполнять бидон.

Сделать авто на дровах своими руками не так просто, как может показаться на первый взгляд. Процедура требует больших затрат сил и времени. Однако для умелого мастера, который готов экспериментировать и не боится трудностей, это вполне реальная задача

Очень важно подробно изучить устройство и принцип работы изделия, а также правильно составить его чертеж

Конструкция газогенератора

Аппарат может быть любых размеров 100 – 1000 литров (от требуемой мощности).

Разделяются по процессу газификации:

1. Прямого.
2. Обращенного.
3. Поперечного типа.

В поперечной схеме газы по прибору проходят горизонтально. Снизу вверх – в прямой схеме, а в обращённой – сверху вниз.

Устройство газогенератора АСС-2000

Наиболее оптимальный вариант обращенного принципа газификации. Ёмкость имеет двойные стенки (что пожаробезопасно), а горячий газ дополнительно нагревает и подсушивает топливо, находящееся над камерой сгорания.

Схема с обращённым движением газов лучше всего подходит для использования на автомобиле.

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.

Принцип работы агрегата

Газогенератор можно сравнить с колонной, имеющей цилиндрическую форму с сужением книзу. От агрегата отходят патрубки для подачи воздуха и выхода горючей смеси. Основным агрегатом, из числа представленных на схеме, является, конечно, газогенератор. Еще имеется люк для доступа в зольник и отверстие, для того чтобы можно было загружать топливо. Дымоход отсутствует.

Для начала следует понять принцип работы газогенератора. Эта информация необходима тем, кто намерен узнать принцип работы газогенератора или «пиролизного газогенератора» – таково его полное название.

Данная установка нужна для выделения смеси газов путем разложения дров, торфа, угля. Затем следует рассмотреть принцип действия газогенератора на дровах. Благодаря пиролизу дерева, выделяются газы, способные гореть. Таким образом, сюда можно включить угарный газ, водород, метан и прочие непредельные углеводороды.

Газогенератор: устройство и принцип работы

Газогенератором называется устройство, преобразующее жидкое либо твердое горючее в газообразное состояние для дальнейшего сжигания его с целью получения тепла.

Варианты топлива для генерирующей установки

Работающие на мазуте или отработке агрегаты имеют более сложную конструкцию, нежели модели, использующие различные виды угля или дрова.

Поэтому чаще всего встречаются именно твердотопливные генераторы газа – благо, топлива для них доступно и дешево.

В качестве твердого топлива в газовом генераторе используют:

• древесный, бурый и каменный уголь;
• топливные пеллеты из древесных отходов;
• солому, опилки и дрова;
• торфяные брикеты, кокс;
• лузгу семечек.

Особо бережливые хозяева собственноручно заготавливают брикеты из опилок.

Генерация газа возможна из всех этих видов горючего. Выделение энергии зависит от теплотворности разных типов топлива.

Причем тепла от сжигания сырья в газогенераторе получается больше, нежели от использования твердого топлива в котлах. Если КПД обычного дровяного котла варьируется в пределах 60–70%, то у газогенераторного комплекса показатель достигает 95%.

Но здесь надо учесть один нюанс. Котел сжигает топливо для нагрева воды, а генератор газа только производит горючее. Без нагревателя, печки или ДВС толку от самодельного газогенератора будет ноль.

Получаемый газ сразу должен использоваться – накапливать его в какой-либо емкости экономически невыгодно. Для этого придется монтировать дополнительное оборудование, зависящее от электропитания.

В советское время газогенераторы использовали даже для эксплуатации грузовиков, производимого газа вполне хватает для работы двигателя внутреннего сгорания

Что происходит внутри газогенератора

В основе работы генератора газа лежит пиролиз твердого топлива, происходящий при высоких температурах и низком содержании кислорода в топке. Внутри газогенерирующего устройства одновременно протекает несколько химических реакций.

Схема промышленного газового генератора представляет собою достаточно сложную установку с множеством отдельных устройств, в каждом из которых протекает своя операция (+)

Технологически процесс генерации горючего газа делится на три последовательно совершающихся  этапа:

1. Термическое разложение топлива. Процесс протекает в условиях дефицита кислорода, которого в реактор подается всего треть от необходимого для обычного горения.
2. Очистка полученного газа. В циклоне (сухом вихревом фильтре) осуществляется фильтрация газового облака от летучих частиц золы.
3. Охлаждение. Полученная газовая смесь охлаждается и подвергается дополнительной очистки от примесей.

Фактически, в блоке как такового газогенератора происходит именно первый процесс – пиролиз. Все остальное – это подготовка газовой смеси для дальнейшего сжигания.

Пиролизная камера самодельного газогенератора делится на бункер с твердым топливом (1), топливник (2) и зольник (3)

На выходе из газогенерирующей установки получается горючая смесь из оксида углерода, водорода, метана и иных углеводородов.

Также, в зависимости от используемого при пиролизе топлива, к ним прибавляются в различных количествах вода в виде пара, кислород, углекислый газ и азот. По описанному принципу функционируют и пиролизные котлы отопления, демонстрирующие высокий КПД.

Особенности работы различных преобразователей

Газогенераторы по устройству и технологии внутренних процессов бывают:

• прямыми;
• обращенными;
• горизонтальными.

Различаются они точками подачи воздуха и выхода сгенерированного газа.

Прямой процесс протекает при нагнетании воздушной массы снизу и выходом горючей смеси вверху конструкции.

Обращенный вариант подразумевает подачу кислорода напрямую в зону окисления. При этом она в газогенерирующем устройстве является самой горячей.

Самостоятельно сделать в нее впрыск достаточно сложно, поэтому такой принцип работы применяется только в промышленных установках.

При прямом газогенераторном процессе на выходе образуется большой объем смол и влаги, обращенный слишком сложен в реализации своими руками, а у горизонтального – пониженная производительность, но предельно простая конструкция (+)

В горизонтальном газогенераторе выходной патрубок с газом расположен сразу над колосником в зоне совмещения реакций окисления и восстановления. Эта конструкция самая простая в самостоятельном исполнении.

Вторая мировая война

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

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

На фотографии выше показан газогенераторный гражданский автомобиль времен Второй мировой войны

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

К концу войны в Германии было около 500.000 газогенераторных автомобилей

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

73000 газогенераторных автомобилей в Швеции

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

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

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

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

Как самостоятельно сделать газогенераторную печь?

Газогенераторы, которые еще называют пиролизными котлами, все чаще применяют в быту. Они используются для отопления жилых и хозяйственных помещений, приготовления пищи, получения горячей воды, подкупая высокой эффективностью, экологичностью и удобством обслуживания. Однако промышленные образцы стоят дорого, поэтому оптимальным решением для рачительного хозяина станет газогенераторная печка, своими руками сделанная из подручных материалов.

Функционирование и конструктивные особенности

Главный принцип, положенный в основу работы, заключается в газификации твердого органического топлива при его сжигании в условиях дефицита кислорода. В процессе своего разложения (пиролизе) твердая органика в газогенераторной печи не горит, а медленно тлеет, образуя большое количество горючего газа, который в основном состоит из метана и окиси углерода. Полученный газ из камеры горения поступает в отсек дожигания, в котором смешивается с подогретым воздухом и сгорает, выделяя много тепла. В зависимости от особенностей конструкции, газогенератор может нагревать рубашку теплоносителя, отдавать тепло окружающей среде или же выполнять обе эти задачи.

Такие печи демонстрируют высокую эффективность работы, в несколько раз превышающую по КПД традиционные. В отличие от классических твердотопливных котлов, владелец пиролизного способен гибко управлять режимами функционирования и менять температуру нагрева теплоносителя. Для этого достаточно увеличить или уменьшить количество воздуха, подаваемого в топку газогенераторной печи. Горючий газ можно извлекать практически из любого твердого органического топлива: дров, каменного угля, торфа и даже линолеума. Но в быту чаще всего используется первый и отходы обработки древесины. Наиболее распространенная разновидность дровяного газогенератора — пиролизная печь, из которой газ не отбирается, а сжигается для получения тепловой энергии.

Основной конструктивной особенностью является наличие двух камер сгорания. В одной происходит процесс разложения органического горючего, а в другой сжигается полученный газ. Причем камера дожигания в первом случае бывает расположена по-разному: под отсеком газификации, над ним или же сбоку. Внутреннее устройство и схема газогенераторной дровяной печи для бытовых нужд несложны, и сделать ее под силу любому домашнему мастеру.

Классическое пиролизное оборудование должно включать в себя:

• Корпус, внутри которого монтируются рабочие элементы печи.
• Камеру заполнения (бункер) для размещения дров или отходов древесины.
• Отсек дожигания выделенного печью газа.
• Колосниковую решетку для удержания твердого горючего и углей.
• Дверки для загрузки дров и удаления золы из газогенератора.
• Систему воздушных заслонок для управления подачей кислорода в рабочую зону устройства.

Что понадобится для изготовления

Так как самодельные варианты обычно делают из доступных подручных материалов, они обходятся хозяину намного дешевле своих промышленных аналогов. Чтобы создать простейший газогенератор на дровах своими руками понадобятся: металлические листы толщиной не менее 3 мм или обрезок железной трубы (бочка), уголки стальные размером 5х5 или 4х4 см, петли и задвижки для дверок, дымоходная труба необходимых габаритов и конфигурации. Количество элементов и размеры указанных материалов будут зависеть от объема помещения, которое планируется отапливать, и дополнительных задач печи (нагрев воды, приготовление пищи).

Золотая эра «газгена» в СССР и за границей

Эра расцвета газогенераторных автомобилей пришлась на 30-40-е года прошлого века. Одновременно в нескольких странах с большими потребностями в автомобилях и малыми разведанными запасами нефти (СССР, Германия, Швеция) инженеры крупных предприятий и научных институтов взялись за разработку автотранспорта на дровах. Советские специалисты больше преуспели в создании грузовых автомобилей.

С 1935 года и до самого начала Великой Отечественной войны на разных предприятиях Министерства лесной промышленности и ГУЛАГа (Главное Управление ЛАГерей, увы, реалии той поры) «полуторки» ГАЗ-АА и «трехтонки» ЗИС-5, а также автобусы на их базе переделывались для работы на дровах. Также отдельными партиями газогенераторные версии грузовиков производились самими заводами-изготовителями машин. Например, советские автоисторики приводят цифру 33 840 — столько было выпущено газогенераторных «полуторок» ГАЗ-42. Газогенераторных ЗИСов моделей ЗИС-13 и ЗИС-21 в Москве выпущено более 16 тыс. единиц.

За довоенное время советскими инженерами было создано более 300 различных вариантов газогенераторных установок, из которых 10 дошли до серийного производства. Во время войны серийными заводами были подготовлены чертежи упрощенных установок, которые могли изготавливаться на местах в автомастерских без применения сложного оборудования. По воспоминаниям жителей северных и северо-восточных регионов СССР, грузовики на дровах можно было встретить в глубинке вплоть до 70-х годов ХХ века.

В Германии во время Второй Мировой войны наблюдался острый дефицит бензина. КБ двух компаний (Volkswagen и Mercedes-Benz) получили задание разработать газогенераторные версии своих популярных компактных машин. Обе фирмы в довольно сжатые сроки справились с поставленной задачей. На конвейер встали Volkswagen Beetle и Mercedes-Benz 230. Интересно, что у серийных авто дополнительное оборудование даже не выступало за стандартные габариты «легковушек». В Volkswagen пошли еще дальше и создали опытный образец «дровяного» армейского Volkswagen Тур 82 («кюбельваген»).

Способ №1

В классическом исполнении газогенератор производится из следующих элементов:

1. Корпуса.

Данная часть конструкции является основной газогенератора. Внутри, как правило, устанавливаются основные комплектующие котла.

Собрать корпус можно из стальных листов или уголков. Все, что требуется — предварительно разметить их по чертежам и шаблонам.

2. Бункера.

Эта емкость предназначена для содержания альтернативного топлива, а именно дров, паллет или древесного угля.

Сделать бункер можно из листового проката, после чего он фиксируется в кожухе устройства.

Для компактности место под бункер выделяется прямо в корпусе. Единственное требование — разграничение двух узлов с помощью плит из низкоуглеродистой стали.

3. Камеры сгорания.

Данный элемент конструкции располагается у днища бункера. Главная задача узла — создание высокой температуры, поэтому в качестве материала для изготовления нужно использовать жаропрочную сталь.

Крышка бункера должна герметизироваться во избежание попадания внутрь кислорода.

4. Горловинной части камеры сгорания.

Особый участок, где происходит крекинг смол.

Данная деталь камеры должна отделяться от основной части корпуса с помощью специальных прокладок из асбеста.

5. Коробки воздухораспределителя.

Деталь, которая находится вне основного корпуса. При этом штуцер воздухораспределителя должен врезаться с помощью обратного клапана.

Назначение узла — обеспечение нормального поступления кислорода внутрь камеры сгорания.

Одновременно с этим происходит удерживание горючих газов в ней (камере).

6. Фильтрующих элементов и патрубка.

Задача этих элементов — объединить горловину камеры, в которой сгорает топливо, с другой камерой, где сгорают олефины.

7. Колосниковой решетки.

Изделия, которое будет выполнять функцию отделения дверей, лучков и углей в камере для сгорания.

К слову, дверца способствуют обеспечению нормального доступа внутрь корпуса.

После приготовления всех элементов производится сама сборка газогенерирующей установки.

Ниже представлена общая компоновка устройства на примере газогенератора УралЗИС — 352.

Последовательность действий заключается в следующем:

• подготовьте все узлы, упомянутые выше;
• собирайте корпус;
• монтируйте в основном корпусе бункер, обустроенный камерой сгорания. Одновременно с этим газогенератор нужно дополнить поддувалом и колосниками;
• объединяйте горловинную часть камеры, где сгорает топливо с камерой горения олефинов (делается это с помощью патрубка). Для большей надежности в патрубок должна быть выведена система охлаждения (ее монтаж производится вне основного корпуса);
• сверху корпуса монтируйте коробку распределителя воздуха. Одновременно подготовьте ввод олефинов внутрь камеры (для этого используйте обратный клапан);
• устанавливайте дверцу (вход в бункер) на надежные петли, а также делайте специальные люки в камеры сгорания;
• готовую конструкцию дополняйте дымоходом и воздушным компрессором.

На завершающем этапе к корпусу котла стоит прикрепить водную «рубашку» со смонтированным на ней штуцером выпуска и подачи воздуха.

ПОПУЛЯРНОЕ У ЧИТАТЕЛЕЙ: Какое масло нужно заливать в двигателя Хендай Солярис 1.6 и 1.4

Именно в этой «рубашке» будет осуществляться циркуляция теплоносителя.

Размещение рубашки можно осуществлять в двух местах. Это может быть камера сгорания олефинов или сам корпус с двойными стенками.

Схема работы газогенератора.

Образец газогенератора на базе автомобиля ВАЗ.