Автомобиль на дровах: как он работает?

Место для установки газогенератора

Ваша газогенерирующая установка может иметь самые разные формы и размеры. Нет чётких требований к размерам. Есть лишь строгое требование изготавливать газген из металла не тоньше трёх миллиметров. В багажнике, на крыже, в кузове, на тележке – место для его установки вы определяете сами. От этого зависит, будет ли он компактным или же нет.

Газогенератор в багажнике

При выборе места для газгена нужно подумать не только о его внешних размерах, длине отводящих патрубков, размере фильтров и радиатора. Очень важный момент — это загрузка новой партии дров через верхнюю крышку. При работающем двигателе дозаправка происходит с выделением незначительного количества газов. Когда двигатель заглушен, а в газогенераторе продолжается горение, то загрузка дров сопровождается массивным облаком кремово-жёлтого цвета.

Ретро газогенератор

Расположить такой агрегат можно только снаружи, причём сзади. Газогенератор все-таки должен иметь открытый, свободный доступ. Конечно же, чем дольше вы планируете ездить без дозаправки, тем больше должны быть размеры бункера газогенератора. Все остальные составные элементы агрегата будут изготавливаться соразмерно бункеру.

На грузовом автомобиле газогенератор можно установить между кабиной и бортом автомобиля со стороны водителя. Трубы, фильтр грубой очистки, радиатор можно расположить за кабиной. Большой цилиндрической форсы фильтр тонкой очистки расположится по другую стороны кабины, за пассажирской дверью. Чтобы было удобно сливать конденсат, подводящие патрубки и дренажные краны стоит вывести ниже фильтра тонкой очистки.

Газогенератор на грузовом автомобиле

На легковом автомобиле лучше устанавливать этот агрегат на открытой площадке. Будет ли для этих целей модифицирован багажник, приварена выносная площадка или оборудовано специальное прицепное устройство – дело ваше. Устанавливать газогенератор под крышкой багажника нежелательно. Вам не удастся избежать попадания в салон газов и дыма, ну и, конечно, угольной и прочей пыли.

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 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.

Принцип действия дровяных газогенераторов

Быстрое сжигание дров на открытом воздухе дает, главным образом, некоторое количество полезного тепла. Но совсем иначе древесина ведет себя при так называемом пиролизном сжигании, т.е. при горении в присутствии очень малого количества кислорода.

В такой ситуации наблюдается не столько горение, сколько тление древесины. А полезным продуктом этого процесса является не тепло, а горючий газ.

Газогенераторы некогда активно использовались в качестве поставщика топлива для авто. И сейчас можно изредка встретить машины, работающие на вырабатываемом ими газе:

Галерея изображений
Фото из

Для выработки газообразного горючего используются не только дрова, все виды угля, солома, пеллеты, но и практически бесплатные отходы деревообработки

Небольшой агрегат для генерации газа и газовой смеси свободно размещается в багажнике малогабаритной легковой машины

Генератор, способный полностью покрыть потребности авто, больше подходит для грузовичков. Для обеспечения малолитражной машины чаще всего устанавливается на прицеп

Использование газогенератора в транспортных средствах

Плюсы установки генераторов газа на авто

Расположение генератора в багажнике малолитражки

Применение производительных генерирующих систем

При медленном горении древесины на выходе получается смесь, содержащая следующие продукты:

• метан (СН₄);
• водород (Н₂);
• оксид углерода (он же СО или угарный газ);
• различные предельные углеводы;
• углекислый газ (СО₂);
• кислород (О₂);
• азот (N);
• водяной пар.

Только часть этих ингредиентов является горючими газами, все остальное — это загрязнения или негорючий балласт, от которого лучше избавиться. Поэтому нужно не просто сжечь дерево в специальной установке, но и очистить результат, а также охладить полученную газовую смесь. В условиях промышленного производства этот процесс включает следующие этапы:

1. Сжигание твердого топлива в присутствии малого (около 35% от нормы) количества кислорода.
2. Первичная грубая очистка, т.е. отделение летучих частиц в циклонном вихревом фильтре.
3. Вторичная грубая очистка, при которой газ очищается с помощью водяного фильтра, используется так называемый скруббер-очиститель.

Самодельные устройства для использования в домашних условиях выглядят проще и места занимают меньше, но принцип их работы, а также конструкция очень похожи. Перед началом изготовления такого устройства необходимо все хорошо продумать, а также составить или найти проект агрегата.

На просторах интернета имеется немало рекомендаций о том, как сделать самодельный древесный газогенератор. Некоторые из них снабжены вполне реальными для воплощения чертежами.

Мастера, которым уже удалось в какой-то мере осуществить этот увлекательный процесс, отмечают, что времени и сил может понадобиться немало. Возможно, придется выполнить не одну переделку и осуществить целый ряд экспериментов, чтобы получить агрегат с приемлемыми характеристиками.

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.

Как вам такая заправка лет через ннадцать? Ресурс возобновляемый, так что нет ничего невозможного…

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.

Дубовых, пожалуйста, до полного.

Дровяные машины сегодня

Автомобиль, работающий на дровах, это экологичное средство передвижения. Такое топливо не вредит атмосфере так сильно, как солярка и бензин. Имея ретротранспорт, вопрос наличия заправок становится неактуальным. Но такие автомобили безвозвратно утратили свою популярность. Сегодня газогенераторы интересны только энтузиастам или тем, кто хочет сэкономить на топливе. Не так давно экспериментально, в штучном экземпляре выпускались Москвич-2141, РАФ-2203, работающие на дровах. Конструкторы говорили, что при скорости 85 км/ч можно проехать 120 км, не заправляясь заново.

На данный момент авто на дровах повсеместно используются в Северной Корее, в связи с изоляцией и, как результат, нехваткой топлива.

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.

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).

За и против «домашних» газовых генераторов

Прежде чем взиматься за самостоятельную сборку устройства, стоит понять для себя, а так ли она нужна в доме. Да, этот тип генератора экономен с точки зрения топлива, тем более, если живёшь у часников и имеешь собственный сад. Но, все таки, необходимо быть намного объективнее.

Крепкими сторонами газогенератора считается:

• большой показатель КПД – он меняется в пределах 80-95%, а ведь, у котлов на твердом топливе он может достигать в среднем предела 60%;
• долгое горение – такой момент дает возможность проводить более редкую закладку топлива (дрова горят приблизительно сутки, а уголь может тлеть и 5 дней);
• в процессе горения дров, происходит фактически 100% сгорание, благодаря этому необходимость проводить главную чистку зольника и газохода, появляется гораздо реже;
• если появится желание можно создать общий процесс автоматическим;
• во время горения не возникает никаких вредоносных веществ, за счёт чего установка неопасна, как для внешней среды, так же и для самих владельцев;

• газогенератор дает возможность экономить на обогреве дома;
• древесина – один из самых экономичных материалов, причем, как в платном, так и бесплатном смысле (можно покупать дрова, а можно лично сушить срезанные ветви);
• для отапливания можно применять не только дрова, но и отходы древесины – щепку, опилки и другие целлюлозосодержащие материалы;
• производимый газ прекрасно подойдет не только для обогревания дома, но и для поддержки работы мотора внутреннего сгорания на автомобиле, и даже для генерации электричества;
• если появится желание можно сделать емкость, в которую будут вмещаться внушительные поленья (до 1 м по длине), а это означает, и гореть они будут длительнее;
• есть фабричные модели, которые дают возможность применять горючее с высокой влагой (до 50%) либо даже свежесрубленные поленья – хотя домашнюю установку этого характера выполнить сложно.

Большинство специалистов считают, что газогенератор гораздо безопасней в работе, чем котлы, работающие на твёрдом топливе.

Но для честности необходимо упомянуть и про минусы подобных агрегатов. Самое первое, чтобы тление топлива происходила правильно, необходим понудительный загон воздуха. А это означает, в установку понадобится включить вентилятор. Но этот компонент не прекращает работу от сети, благодаря этому, если свет выключат, то генератор работать не сумеет. Второе, если по каким-то причинам понизиться мощность (больше, чем на 50%), то прибор начнет выделять деготь. А данное вещество обладает клейкой консистенцией и быстро загрязнит газоход. Если газогенератор используется для отапливания, то хозяин должен контролировать температуру, чтобы она не опускалась ниже 60 градусов. В обратном случае, будет быстро появляться конденсат.

Если посмотреть в магазины, то можно заметить, что газогенераторы очень дороги в цене, в отличии от котлов на твердом топливе. Собственно благодаря этому, чтобы сэкономить, можно подумать про то, как такой аппарат собрать собственными руками. Главное подобрать и приготовить те материалы, отличающиеся прочностью и способностью держать большую температуру. На данном вопросе ни коем случае не нужно экономить, потому что от этого может зависеть эксплуатационная безопасность.

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.

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.

Устройство и изготовление газогенератора

Рассмотрим подробнее устройство газогенератора. Помимо корпуса, внутри которого располагается основная часть элементов, конструкция включает

• бункер (камера для загрузки топлива);
• камеру сгорания (именно там происходит процесс тления древесины при высоких температурах и с минимальной подачей воздуха);
• горловину камеры сгорания (здесь происходит крекинг смол);
• воздухораспределительную коробку, оснащенную обратным клапаном;
• фурмы (калибровочные отверстия, за счет которых распределительная коробка сообщается со средней частью камеры сгорания);
• колосниковую решетку (служит опорой для тлеющего топлива);
• загрузочные люки, оборудованные герметичными крышками (люки в верхней части требуются для загрузки топлива, в нижней – для очистки агрегата от накопившейся золы);
• отводящий патрубок (по нему выходит горючий газ и попадает в приваренную трубу газопровода);
• воздушный охладитель (в виде змеевика);
• фильтры для очистки смеси газов от ненужных примесей.

Схема газогенератора может включать систему сушки топлива. Чтобы пиролиз шел эффективно, дрова должны быть сухими. Если часть газопровода будет проходить по кольцу вокруг камеры загрузки топлива (в промежутке между стенками этой камеры и корпуса), сырые дрова успеют подсохнуть до попадания в камеру сгорания. Это заметно увеличит КПД установки.

Корпус газогенератора из металлической бочки, сверху которой уголками и болтами крепится труба на уплотнитель, а изнутри на болтах крепится пропановый баллон

Перед тем, как сделать газогенератор, необходимо найти информацию о подходящей модели устройства и подробные чертежи с указанием размеров всех элементов.

Особое внимание уделяется выбору материалов для каждого из элементов конструкции. Газогенератор может иметь прямоугольную или цилиндрическую форму – корпус обычно сваривают из листового металла или используют металлическую бочку. Днище и крышка должны быть выполнены из стального листа толщиной от 5 мм

Днище и крышка должны быть выполнены из стального листа толщиной от 5 мм.

Бункер, который крепится болтами внутри корпуса, должен быть выполнен из низкоуглеродистой стали. Камера сгорания – из жаропрочной стали, можно использовать пустой баллон из-под сжиженного пропана.

Газовый баллон устанавливается внутрь бочки и крептся болтами к её верху

Крышку бункера следует оборудовать надежным уплотнителем из жаропрочного материала (асбестовый шнур с графитовой смазкой). Между горловиной камеры сгорания и корпусом прокладывают огнеупорный изолятор (асбестовый шнур или аналогичный по свойствам материал). Металлическую решетку колосников удобнее сделать съемной, из арматурных прутьев, чтобы было удобнее очищать камеру сгорания.

На болты крептся труба сверху бочки

Воздухораспределительная коробка с обратным клапаном на выходе устанавливается вне корпуса, перед ней можно смонтировать вентилятор, нагнетающий воздух, для повышения КПД агрегата при работе на свежесрубленных дровах.

Нагнетающий вентилятор, помогающий повысить КПД

В качестве змеевика воздушного охлаждения некоторые умельцы приспосабливают стальной или биметаллический радиатор. Смеситель, проходя через который очищенный горючий газ смешивается с воздухом, оснащается вентилятором.

Выбирая материалы для стационарной установки, предназначенной для выработки электроэнергии для домашних нужд, упор делается на надежность и доступность. Если требуется изготовить газогенератор для автомобиля, предпочтение стоит отдать нержавеющей стали – это сделает агрегат более легким и компактным. Но использование нержавейки заметно удорожает конструкцию.

Вывод

Компактный газовый генератор на дровах пригоден для установки на грузовом или легковом автомобиле. Агрегат для локальной электростанции можно установить в подвале дома, в хозяйственной постройке или при необходимости устанавливать на улице либо под навесом (когда требуется обеспечить электроэнергией какое-либо стационарное электрооборудование).

Принципиальный вопрос – правильная работа газового генератора. Чтобы агрегат функционировал с высоким КПД, необходимо тщательно отрегулировать уровень подачи воздуха (с учетом влажности топлива), интенсивность отвода газов и т.д. Изготавливать газогенератор желательно по профессиональным чертежам, с соблюдением всех размеров и пропорций.

Видео по теме:

https://youtube.com/watch?v=MF_ABzCPJ80

Выводы

Создавая домашний газогенератор для отопления дома или работы ДВС, можно получить приспособление, позволяющее отчасти заменить природный газ и вырабатывать электричество, уменьшающее расход дров за счет увеличения КПД и повышающее время горения одной порции твердого топлива. Время горения одной закладки древесины в топку газового генератора при использовании полученного газа как дополнительного энергоносителя, достигает 8–20 часов. Эксплуатация оборудования достаточно простая, если не считать периодической очистки, а замены требуют только фильтрующие элементы.

Несмотря на эти плюсы, устанавливать самодельный древесный газген на автомобиль нецелесообразно Экономия окажется не такой значительной, как снижение уровня комфорта использования транспортного средства и непредсказуемые последствия для двигателя внутреннего сгорания. Единственным веским аргументом в пользу такого решения, могут быть лишь проблемы с приобретением бензина.

Приемлемый вариант – сборка своими руками газогенератора для частного дома. В этом случае прибор станет источником газа для отопительного котла, газовой плиты и небольшой домашней электростанции.

Горючий газ, столь необходимый для отопления домов, приготовления пищи, в качестве топлива для автомобилей и прочих полезных устройств, добывают не только из под земли. Источником этого ценного продукта могут стать дрова, торф, отходы деревообработки, уголь и даже отдельные виды мусора, например, куски старого линолеума или снятого паркета, непригодный для дальнейшего использования пластик и т. п. Чтобы получать газ таким образом, понадобится приобрести специальное устройство или сделать газогенератор своими руками. Как его соорудить самостоятельно — мы об этом сейчас и поговорим.