Как переделать авто на дровах

Автомобиль на дровах: как он работает?

Это похоже на анекдот. Но тем, кто работал на лесоповале в тайге в 30-х, было не до смеха. Нет бензина — ехали на дровах. Да и по сей день эта технология до сих пор используется. Как устроены такие авто? Разбираем в деталях.

Оговоримся сразу: если автомобиль ездит на дровах, это не значит, что он — паровоз без рельсов. Низкий КПД паровой машины с ее отдельной топкой, котлом и цилиндрами двойного-тройного расширения оставил паровые автомобили в числе забытой экзотики. А сегодня мы поговорим о «дровяном» транспорте с привычными нам ДВС, моторами, сжигающими топливо внутри себя.

Разумеется, затолкать дрова (или нечто подобное) в карбюратор вместо бензина пока еще никому не удавалось, а вот идея прямо на борту авто получать из древесины горючий газ и подавать его в цилиндры как топливо прижилась на долгие годы. Речь идет о газогенераторных автомобилях, машинах, чей классический ДВС работает на генераторном газе, который получают из древесины, органических брикетов, или угля. От привычного жидкого топлива, кстати, такие машины тоже не отказываются — они способны работать и на бензине.

Автомобиль с газогенераторной установкой. Фото wikipedia.org

Святая простота

Генераторный газ — это смесь газов, состоящая в основном из окиси углерода СО и водорода Н2. Получить такой газ можно, сжигая размещенную толстым слоем древесину в условиях ограниченного количества воздуха. На этом несложном принципе работает и автомобильный газогенератор, простой по сути агрегат, но громоздкий и конструктивно осложненный дополнительными системами.

Также, помимо собственно производства генераторного газа, автомобильная газогенераторная установка охлаждает его, очищает и смешивает с воздухом. Соответственно, конструктивно классическая установка включает в себя сам газогенератор, фильтры грубой и тонкой очистки, охладители, электровентилятор для ускорения процесса розжига и трубопроводы.

НПЗ вожу с собой

Простейший газогенератор имеет вид вертикального цилиндра, в который почти доверху загружается топливо — дрова, уголь, торф, прессованные пеллеты и т.п. Зона горения расположена внизу, именно здесь, в нижнем слое горящего топлива создается высокая температура (до 1 500 градусов по Цельсию), необходимая для выделения из более верхних слоев будущих компонентов топливной смеси — окиси углерода СО и водорода Н2. Далее горячая смесь этих газов поступает в охладитель, который снижает температуру, повышая таким образом удельную калорийность газа. Этот довольно крупный узел обычно приходилось помещать под кузовом машины. Расположенный следом по ходу газа фильтр-очиститель избавляет будущую топливную смесь от примесей и золы. Далее газ направляется в смеситель, где соединяется с воздухом, и окончательно приготовленная смесь направляется в камеру сгорания двигателя автомобиля.

Схема автомобиля ЗИС-21 с газогенератором

Как видите, система производства топлива прямо на борту грузовика или легковушки занимала довольно много места и немало весила. Но игра стоила свеч. Благодаря собственному — и к тому же дармовому — топливу свой автономный транспорт могли себе позволить предприятия, расположенные за сотни и тысячи километров от баз снабжения ГСМ. Это достоинство долго не могло затмить все недостатки газогенераторных автомобилей, а их было немало:

— существенное сокращение пробега на одной заправке;
— снижение грузоподъемности автомобиля на 150-400 кг;
— уменьшение полезного объема кузова;
— хлопотный процесс «дозаправки» газового генератора;
— дополнительный комплекс регламентных сервисных работ;
— запуск генератора занимает от 10-15 минут;
— существенное снижение мощности двигателя.

ЗиС 150УМ, опытная модель с газогенераторной установкой НАМИ 015УМ

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.

Доработка автомобилей под дрова

Для работы на генератором газе автомобили приходилось приспосабливать, но изменения не были серьезными и порой были доступны даже вне заводских условий. Во-первых, в моторах повышали степень сжатия, чтобы не так существенна была потеря мощности. В некоторых случаях для улучшения наполнения цилиндров двигателя применялся даже турбонаддув. На многие «газифицированные» авто устанавливался генератор электрооборудования с повышенной отдачей, поскольку для вдувания воздуха в топку использовался достаточно мощный электровентилятор.

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.

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»).

Volkswagen Тур 82

Дровяные машины сегодня

К счастью, главное достоинство газогенераторных автомобилей — независимость от сети АЗС, сегодня стало малоактуальным. Однако в свете современных экологических веяний на первый план вышло другое достоинство автомобилей на дровах — работа на возобновляемом топливе без какой-либо его химической подготовки, без дополнительной траты энергии на производство топлива. Как показывают теоретические расчеты и практические испытания, мотор на дровах меньше вредит атмосфере своими выбросами, чем аналогичных двигатель, но уже работающий на бензине или солярке. Содержание выхлопных газов очень схоже с выбросами ДВС, работающих на природном газе.

И тем не менее тема с автомобилями на дровах утратила свою былую популярность. Забыть о газогенераторах не дают в основном инженеры-энтузиасты, которые ради экономии на топливе или в качестве эксперимента переоборудуют свои личные машины для работы на генераторном газе. На постсоветском пространстве есть удачные примеры «газгенов» на базе легковушек АЗЛК-2141 и ГАЗ-24, грузовика ГАЗ-52, микроавтобуса РАФ-2203 и пр. По словам конструкторов, их творения могут проезжать на одной заправке до 120 км со скоростью 80-90 км/ч.

К примеру, переведенный житомирскими инженерами в 2009 году на дрова ГАЗ-52 расходует около 50 кг древесных чурок на 100 км пробега. По словам конструкторов, подкидывать дровишки нужно каждые 75-80 км. Газогенераторная установка традиционно для грузовиков расположилась между кабиной и кузовом. После розжига топки должно пройти около 20 минут, прежде чем ГАЗ-52 сможет начинать движение (в первые минуты работы генератора выработанный им газ не имеет нужных горючих свойств). По расчетам разработчиков, 1 км на дровах обходится в 3-4 раза дешевле, чем на дизельном топливе или бензине.

Газогенераторная установка ГАЗ-52

Единственная на сегодняшний день страна, в которой массово используются автомобили на дровах, — это Северная Корея. В связи с тотальной мировой изоляцией там наблюдается определенный дефицит жидкого топлива. И дрова снова приходят на выручку тем, кто оказался в нелегком положении.

Источник

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 Н₂16,1%;
• углекислый газ СО₂9,2%;
• оксид углерода СО 20,9%;
• метан СН₄2,3%;
• непредельные углеводороды СnHm (без смол) 0,2%;
• кислород О₂1,6%;
• азот N₂49,7%

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.

Источник