Главная » Статьи » Мои статьи

Газогенераторные автомобили.

Газогенераторные автомобили в истории.

Возникновение газогенераторов

В этой статье речь пойдет об устройстве, которое вырабатывает горючий газ (так называемый синтез-газ, или еще его называют биогаз, так как получается он в результате горения древесины, угля и прочих органических соединений), для использования его в качестве топлива для автомобиля. Называется такое устройство – газогенератор или газогенераторная установка.

Впервые в мире действующие стационарные газогенераторные установки были разработаны в Германии еще в далекие 30 – 40-е года уже позапрошлого века. Далее, в 1889 году, известные всем ныне фирмы «Крослей» и «Отто Дойц» взялись усовершенствовать эти устройства и приспособить их для использования на автомобилях. И уже в начале ХХ века в Европе появился первый газогенераторный транспорт. Но особое распространение этот транспорт получил во время первой и второй мировых войн, когда наблюдалась острая нехватка бензина.

В нашей стране разработка автомобильных и тракторных газогенераторов началась в двадцатые годы ХХ века. В то время советский союз был могучей державой и имел свою собственную развитую индустрию добычи нефти, благодаря чему не испытывал особых проблем с бензином. Но в то время шло освоение отдаленных районов Севера и Сибири, где было громадное количество древесины, затрудненная доставка железнодорожных цистерн с бензином. Поэтому поощрялись многочисленные разработки по созданию газогенераторов и газогенераторной техники. Существовало специальное КБ «Газогенераторстрой». Разработкой газогенераторов занимались НАТИ, ВАММ (Всесоюзная академия моторизации и механизации Красной Армии), а также ряд институтов лесотехнического профиля.

Был проделан большой объем исследовательских работ, который позволил выбрать наиболее прочные и дешевые материалы для изготовления топки – самого быстро изнашиваемого узла. Были определены параметры газогенераторной установки, обеспечивающие наилучшее протекание рабочего процесса. В середине 30-х годов был налажен выпуск газогенераторов. Их производством занимался харьковский завод «Свет шахтера».

Первыми серийными моделями установок стали «Пионер-Д8» для автомобиля ЗИС-5, (эту установку разработали в учреждениях лесной промышленности), и В-5 для автомобиля ГАЗ-АА, (разработали в КБ «Газогенераторстрой»). Первые модели получились не популярными. В 1935-1936 годах было построено всего 500 установок «Пионер-Д8» и только 76 установок В-5. Более совершенными и популярными стали установки разработанные НАТИ. Вместо В-5 «Свет шахтера» начал выпускать установку НАТИ-Г14.

Сам автомобиль нужно было адаптировать к новому виду топлива. Более подходящей моделью оказалась машина ЗИС-11 с удлиненной базой. Этот газогенераторный автомобиль получил индекс ЗИС-13. Газогенераторная установка на ЗИС-13 располагалась позади кабины водителя. И за ней на удлиненной раме устанавливалась обычная грузовая платформа от ЗИС-5. Серийный выпуск этой машины освоили в 1936 году. Автомобилей ЗИС-13 было выпущено около 900 – 1000 шт. Затем, в 1938 году, эстафету приняла модель ЗИС-21 с новой усовершенствованной газогенераторной установкой, которую можно было устанавливать на стандартное шасси ЗИС-5. Эта модель оказалась самой удачно и выпускалась до 1952 года на«Урал ЗИСе».

Специалистам завода ГАЗ было уже проще. Они изучили опыт ЗИСовцев, а также разработки газогенераторов «Газогенераторстроя» и НАТИ, и разработали собственную конструкцию газогенератора. ГАЗовская газогенераторная «полуторка» выпускалась с 1939 по 1946 годы под маркой ГАЗ-42. Кроме того, еще выпускались грузовики марки ГАЗ-43 и ЗИС-31 с облегченными и более простыми установками, работавшими на древесном угле.

Конструкции газогенераторов.

У советского грузовика 30 – 40-х годов самой характерной и бросающейся в глаза чертой были два здоровенных цилиндрических «котла», стоявших за кабиной. Один котел был большего размера, другой чуть поменьше. Котел побольше как раз и являлся газогенератором. Его большую часть объема занимал бункер с люком в верхней части, через который насыпали деревянные чурки или уголь.

В нижней части генератора под бункером, располагался топливник – печь, которую растапливали чурками или углем. Необходимый для горения воздух попадал в топливник через боковые щели или фурмы. За счет тяги, создаваемой работающим двигателем (а при запуске – специальным вентилятором), воздух просасывался через горящее топливо, в результате чего образовывались химические составляющие горючего газа: углекислота, окись углерода, водород. Под топливником, на дне газогенератора находился зольник. Колосниковая решетка не позволяла попадать на него крупным не догоревшим кускам топлива.

Из топливника газ тянулся через нижний зольник, а затем поворачивал наверх. Вверх газ проходил по рубашке – простенку между бункером и наружной стенкой газогенератора. Двигаясь вверх горячий газ просушивал топливо, находящееся в бункере, и сам немного остывал. Из рубашки по трубе газ поступал в охладитель. Охладитель газа, состоящий из секций радиаторов, лежал на раме машины под платформой кузова.

Задачей охладителя газа была не только охлаждение, но и первичная грубая очистка от тяжелых механических примесей – пепла и смолы. Следует сказать, что существовали также модели газогенераторных установок, у которых вместо громоздких радиаторов применялся компактный охладитель, совмещенный с водяным радиатором автомобиля, но такие машины получались дороже и выпускались в меньших количествах. После охладителя газ попадал в очиститель, который на описываемых в этой статье ЗИСах и ГАЗах находился во втором, меньшем по размеру «котле».

Очиститель освобождал газ от золы, шлаков, мелкой топливной пыли, которые, попадая в двигатель, портили седла клапанов, стенки цилиндров, поршневые кольца, засоряли масло в картере. Применялись различные конструкции очистителя: решетки, на которые насыпали мелкие стальные кольца Рашига, матерчатые фильтры, инерционные и центробежные очистители. На машинах с компактным охладителем мог быть жидкостный очиститель, находящийся в нижнем коллекторе радиатора-охладителя.

После очистки газ поступал в смеситель, игравший ту же роль, что и обычный карбюратор: он смешивал генераторный газ с воздухом в пропорции, обеспечивающей нормальную работу двигателя на разных режимах. Кроме того, смеситель должен был допускать возможность кратковременной работы двигателя на бензине. Это требовалось, чтобы создать тягу при пуске и розжиге газогенератора.

Запуск газогенератора.

В газогенераторном автомобиле не получалось сесть, запустить двигатель и просто поехать. Сначала нужно было раскочегарить, разжечь, газогенератор, что требовало от водителя определенной сноровки: *Одним из способов розжига было использование естественной тяги: нужно было открыть верхний загрузочный и нижний зольный люки, в зольник положить растопку: лучину, бумагу, солому, пропитанные бензином тряпки, и поджечь. Вслед за растопкой огонь охватит дрова или уголь в топливнике. Такой розжиг мог занять минут 30 – 40. *Более быстрым способом розжига было использование искусственной тяги. Ее могли создать либо раскручиваемый стартером двигатель, либо расположенный между очистителем и смесителем электрический вентилятор. Чтобы двигатель или вентилятор прососал воздух по всем трубам, охладителям и очистителям, требовалось длительная работа стартера или электромотора, а значит, очень мощный аккумулятор.

Но аккумуляторы в те годы были в дефиците, а тем более мощные и надежные. Нельзя было долго крутить стартер, так как «полуторки» имели крайне недолговечный стартер. Бензиновые «газики» обычно заводили с помощью рукоятки. А создать нужную тягу в газогенераторной системе с помощью несовершенного стартера было практически невозможно. Поэтому пришлось дополнить конструкцию устройствами, обеспечивающими кратковременную работу двигателя на бензине – для получения искусственной тяги на момент розжига и пуска.

Смеситель был совмещен с пусковым карбюратором. Его работа требовала от водителя особой манипуляции несколькими дроссельными заслонками, обеспечивавшими пуск и переключение с бензина на газ. Но и в этом случае запуск автомобиля занимал минут 10 – 15…

Эксплуатация газогенераторов.

При эксплуатация газогенераторных установок необходимо было очень часто производить очистку зольников, очистителей и охладителей. И хотя по инструкции делать это требовалось через 250 – 300, а то и 1000 километров пробега, на деле процедуру приходилось проводить куда чаще – порою после 100 – 150 километров пробега.

Кроме этого, необходимо было постоянно следить за герметичностью всех соединений в длинной веренице труб. Еще одну серьезную проблему создавал появлявшийся в системе конденсат. Зимой он замерзал, вынуждая бороться со льдом в трубах, а в сильные морозы требовал утепления и сам газогенератор. Перед остановкой двигателя нужно было дать ему некоторое время поработать на холостых оборотах, чтобы уменьшился огонь в бункере. При резкой остановке мотора в лучшем случае происходил сильный выброс ядовитого газа, а в худшем мог возникнуть пожар.

Для газогенераторных автомобилей существовали определенные правила, так как пожарная безопасность газогенераторов являлась особой проблемой и представляла определенную угрозу. Газогенераторным автомобилям, имевшим на борту источник открытого пламени, запрещался въезд на склады горюче-смазочных материалов и боеприпасов. Серьезную опасность газогенератор представлял и в случае аварии.

Особенности двигателя газогенераторного автомобиля

Чтобы обычный грузовик перевести на газогенераторное топливо, заводы в основном изменяли два параметра: *степень сжатия двигателя *передаточное число главной пары.

При переводе двигателя на газогенераторный газ его мощность снижалась на 35 – 40%, по сравнению с бензиновым двигателем. Со снижением мощности боролись путем весьма существенного повышения степени сжатия. У мотора ГАЗ-ММ степень сжатия увеличили с 4,6 до 6,5, а у мотора ЗИС-5 степень сжатия увеличили с 4,6 до 7. В результате получалось, что степень сжатия у газогенераторных автомобилей была даже выше, чем у грузовых бензиновых моторов последнего поколения.

Несмотря на все хитрости, применяемые изготовителями, мощность оставалась слишком скромной, как для грузового автомобиля. У ГАЗ-42 мощность составляла 30 л.с. против 50 у ГАЗ-ММ, ЗИС-13 развивал 48, а ЗИС-21 – 45 л.с. против законных 73 у ЗИС-5. На газогенераторном автомобиле можно было разогнаться до 40 – 50 км/ч, а запаса дров без «подзаправки» хватало всего на 60 – 70 км пути. Потерю мощности пытались компенсировать путем увеличением передаточного числа главной передачи. Например, у машины ГАЗ его подняли с 6,6 до 7,5.

Из-за низкой мощности двигателя и плохих тяговых показателей газогенератор не имело смысла устанавливать на такие машины, как тяжелый грузовик ЯГ-4 или полугусеничный ГАЗ-60. Массивная газогенераторная установка весила 400 – 500 кг, и грузоподъемность автомобиля сокращалась примерно на полтонны. Особенно ощутимо это было для автомобиля ГАЗ-ММ.

Но все-таки сделать газогенераторную установку более-менее компактной кое-кому удалось. На Западе существовали газогенераторные варианты легковых ФИАТов, «ситроенов» и даже ДКВ. Советские инженеры сумели установить небольшие газогенераторы на легковые ГАЗ-А и «эмку». Но особой потребности в массовом выпуске легковых газогенераторов в СССР не было.

Закат газогенераторной техники.

Несмотря на все свои недостатки, газогенераторная техника сыграла заметную роль в истории нашей страны. В годы войны газогенераторные автомобили использовались на тыловых перевозках и тем самым экономили бензин. Пришлись ко двору они и во времена послевоенной разрухи. Но, вывезя на своих железных плечах страну из периода бедствий, такие машины тихо и незаметно сошли со сцены.

Последнюю газогенераторную модель «Урал-352» выпускали в Миассе до 1956 года. Газогенераторные модификации ЗИС-150, ЗИС-151, УралЗИС-355 М подобно паровым грузовикам НАМИ, предназначавшимся для лесоповала, остались опытными образцами. Добыча нефти возрастала, бензин стоил копейки, и газогенераторным автомобилям перестали прощать их «минусы». Более перспективным видом газового транспорта стали считать газобаллонные автомобили.

Категория: Мои статьи | Добавил: baly03 (27.05.2011)
Просмотров: 11797 | Рейтинг: 2.6/16