Журнал «АВТОТРАК.. Архів

26.07.2015

АВТОМОБІЛІ, що ПРАЦЮВАЛИ НА ДРОВАХ

Журнал «АВТОТРАК.. Архів

Сьогодні абревіатура «ГазГен» абсолютній більшості людей не говорить зовсім нічого. І тільки деякі любителі історії техніки знають, що існували автомобілі, у яких в якості палива використовувалися дерев’яні цурки. А адже був час, коли на питання «що таке газген?» просто тикали пальцем:-він поїхав! І слово це зовсім не вважалося абревіатурою. Деякі люди чомусь переконані, що газгены, обходилися чурками замість бензину, були винятковим атрибутом радянської убогості. В дійсності цей вид палива був поширений по всій Європі.

Використання газу в якості палива для ДВЗ почалося задовго до появи бензину. Наприклад, читаємо у Жюля Верна: «…він прикрутив газовий ріжок…» Горів у цьому освітлювальному приладі, звичайно ж, не природний, а світильний газ, продукт сухої перегонки твердого палива, получавшийся в газових генераторах. На ньому ж працювали перші двигуни внутрішнього згоряння, в ту пору ще стаціонарні. Правда, мобільні газогенератори вдалося створити тільки в період між світовими війнами, так і вироблюваний ними газ за складом помітно відрізнявся від світильного. Але в якості палива годився.

Цей газ кожен з нас неодноразово бачив. Якщо у вогнище підкинути багато дров, то з нього починає йти рясний білястий дим. Це він і є. Коли багаття розпалюється, дим зникає в полум’я — газ згорає. За складом він являє собою досить складну суміш, основу якої складають окис вуглецю, водень, метан і водяна пара. Зрозуміло, що в тому вигляді, в якому світильний газ утворюється в багатті, він не придатний в якості моторного палива, в першу чергу з-за сильного забруднення твердими частинками. Газогенераторна установка готує набагато більш чистий і якісний продукт.

В нашій країні на початку двадцятих проводилися конкурсні випробування газогенераторних автомобілів, а першим серед наших співвітчизників встановив генератор на автомобіль ленінградський професор В. С. Наумов в 1927 р. Науковий автотракторний інститут (НАТІ) почав займатися автомобільними газогенераторами в 1928 р. проводячи досліди з іноземними моделями Піп і Имберт-Дітріх. 5 березня 1930 р. рішенням Президії ВРНГ тракторний відділ ВИСХОМа і газогенераторна лабораторія інституту деревини і орглеса переводяться в НАМИ. 25 березня в інституті з підвідділу створюється газогенераторний відділ. Розгортаються роботи по використанню твердого палива для автотракторних двигунів, ведеться проектування, будівництво і випробування газогенераторних установок для річкових катерів та інших потреб народного господарства.

Перший побудований газогенератор НАТІ-1 працював на звичайних дровах. У 1932 р. виготовлена установка НАТІ-3, створена в тракторному відділі і призначена для моторного катера з двигуном ХТЗ або СТЗ. Тоді ж з’явилася і перша автомобільна установка. Вона була створена за підтримки товариства Автодор. Установка називалася «Автодор-П» і була сконструйована інженерами. В. Мезиным за участю активістів-автодорівців інженера НАТІ А. Пельцера і Друяна. «Автодор-П» являла собою газогенератор суцільнометалевої конструкції з фурменої подачею повітря по периферії топливника. Змішувач установки цілком запозичено з НАТІ-3.

За типом «Автодор-П» С. Мезин спроектував у НАТІ дві установки: НАТІ-11 для ГАЗ-АА і НАТІ-10 для ЗІС-5. Після випробувань на початку 1936 р. НАТІ-11 була передана для серійного виробництва заводу «Світло шахтаря», що випускав до цього шахтарські лампи.

Придбаний в цій роботі досвід дозволив створити більш досконалі конструкції. Однією з них стала установка НАТІ-Г14, створена під керівництвом С. Р. Косова. Її серійне виробництво під керівництвом інженера НАТІ Н.Р. Юдашкіна було налагоджено на Горьківському автозаводі для автомобіля ГАЗ-42. Він же раніше розробив і організував виробництво газової версії двигуна ГАЗ-А. В проект газогенераторної установки був внесений ряд змін з урахуванням технологій Газу, обладнання якого, розраховане на масове виробництво, різко відрізняється від устаткування заводу «Комета», де ці установки випускалися раніше. З 1939 по 1946 р. було виготовлено 33840 ГАЗ-42.

У 1936 р. була випущена партія автомобілів ЗІС-13. Їх газогенераторні установки відрізнялися розмірами і конструкцією окремих агрегатів, їх розміщенням на шасі і кількістю секцій грубих очищувачів-охолоджувачів. Так, камера згоряння виготовлялася з жароміцної хромонікелевої сталі, але нікель в ту пору імпортувався і був доріг. ЗІС-13 відрізнявся 12-вольтової електропроводкою замість стандартних 6 Ст. Підвищена напруга знадобилося у зв’язку зі збільшенням потужності стартера з-за більшої ступеня стиснення газового двигуна і наявності могутньої повітродувки. Наприкінці 1938 р. стали випускатися газогенераторні машини ЗІС-21.

Схема газогенератора проста. Завантажене в газогенератор підпалюють паливо через повітряний клапан за допомогою факела. Повітря, необхідний для газифікації, засмоктується в камеру через фурменные отвори завдяки розрідженню, створюваному всмоктуючим дією двигуна. Причому його кількість повинна бути недостатньо для повного згоряння палива. При цьому вуглець палива з’єднується з киснем повітря, утворюючи вуглекислий газ (СО2) і окис вуглецю (ЗІ). Далі вони потрапляють в зону відновлення, де проходить через шар розжареного вугілля, лежачого на колосникових гратах. В результаті негорючий СО2 перетворюється в горючий СО. Входить до складу палива водень частково з’єднується з киснем, утворюючи воду, яка приєднується до вологи палива, а решта виділяється в чистому вигляді. Під впливом високих температур у камері газифікації частина вологи з’єднується з вуглецем, утворюючи оксид вуглецю і водень. Окис вуглецю разом з раніше утвореної і отриманої в результаті відновлення вуглекислого газу переходить у склад генераторного газу. Водень ж, отриманий в результаті розкладання води, підсумовується з вільним воднем, причому частина цього водню переходить в склад генераторного газу, а інша частина вступає в хімічну реакцію з вуглецем палива, утворюючи метан. Теоретично весь кисень повітря повинен витратити при газифікації, проте насправді частина його зберігається і переходить в склад генераторного газу. Вода, не разложившаяся при газифікації, переходить в генераторний газ у вигляді пари.

В шарі палива, що знаходиться безпосередньо над зоною горіння, відбувається процес сухої перегонки палива, тобто нагрівання без доступу повітря. Продуктами сухої перегонки є деревне вугілля або кокс, а також леткі речовини, смоли і волога, що виходять в газо — і пароподібному стані. Всі продукти сухої перегонки в описаному тип генератора цілком проходять через зону горіння і відновлення, де піддаються процесам газифікації, трохи більш складним, ніж описано, але дає ті ж основні продукти. Над зоною сухої перегонки знаходиться зона підсушування, де відбувається висихання палива. При виході з генератора газ має високу температуру і засмічений золою і частинками вугілля. У такому вигляді він не може використовуватися в двигуні і перед надходженням в циліндри має бути очищене і охолоджене.

Паливом для газогенераторів можуть служити дрова, торф, буре кам’яне і деревне вугілля, антрацит, брикети з рослинних відходів і т. п. Все палива поділяються на два класу: бітумінозні, або з високим вмістом смол і летких сполук (дрова, торф, буре вугілля, брикети з соломи та ін), і небитуминозные (деревне вугілля, кам’яновугільний кокс, антрацит та ін). Двигун внутрішнього згоряння може працювати тільки на бессмольном газі, але все легко доступні палива — дрова, торф, буре вугілля утворюють смоли, до того ж кожне паливо має свої особливості. Все це ставить перед конструкторами складне завдання при уявній простоті і доступності процесу.

По зручності користування і іншим експлуатаційним параметрам деревина є одним з найбільш привабливих видів палива, причому найбільш підходять тверді породи — дуб, бук, береза і ін забезпечують одержання найбільш міцного деревного вугілля. Застосування м’яких порід менш бажано, оскільки вони дають більшу кількість твердих часток, забивающих агрегати очищення і проходи для газу. На процес утворення газу сильно впливають розміри і вологість деревних чурок.

Свіжозрубане дерево не годиться в якості газогенераторного палива з-за високої вологості. Тому деревину попередньо сушать. Природне сушіння на відкритому повітрі йде дуже повільно, і лише через півтора-два роки вологість знижується до 15-20%, прийнятних для газифікації. Газогенераторна установка НАМИ-Г78 дозволяла використовувати чурки з підвищеною до 40% вологістю, для чого на двигун автомобіля встановлювалася спеціальна повітродувка. Потужність двигуна при цьому знижувалася з 46 до 36 л. с.

Торф за властивостями найбільш близький до деревині, але має велику зольність, менш міцний і легше. Малозольный торф може використовуватися в газогенераторах, призначених для роботи на деревних цурках. Торф з більш високою освітою золи, як і буре вугілля, вимагають особливої конструкції камери згоряння. Крім цього, висока зольність обумовлює поступове зниження потужності двигуна в процесі роботи. Газ, що отримується з торфу і бурого вугілля, що містить підвищену кількість смоли, що потрібно мати на увазі при обслуговуванні установки і двигуна. Дуже небажаною домішкою до бурому вугіллю є сірка, яка потрапляє в газ. В результаті її взаємодії з конденсатом утворюється сірчана кислота, що руйнує металеві деталі установки і двигуна.

Висока зольність торфу і бурого вугілля і рясне накопичення шлаку при газифікації цих палив змушують мати для них камеру газифікації більшого розміру, без горловини або інших переходів. Ця вимога суперечить іншим вимогам. Проте фахівцям НАТІ (НАМИ) вдалося знайти задовільний дозвіл і для цього протиріччя.

Зазвичай деревне вугілля вживався тільки для розпалювання основного палива в газогенераторі при первісному пуску. Він є дуже хорошим паливом, але його використання у звичайних установках неприпустимо, так як виникають перегрів газогенератора і прогари. Для нього НАТІ розробив установки Г21 і Г23, для ГАЗ-43 і ЗІС-31 відповідно. Ці установки простіше і легше працюючих на чурка — маса НАТІ-Г21 становила 250 кг, а НАТІ-Г23-310 кг. Вони витрачали приблизно в півтора рази менше по масі палива, їх розпал відбувався за 3-4 хв. Однак очищення їх газогенераторів, а також очисника-охолоджувача доводилося робити через кожні 250 км пробігу, в той час як у деревно-чурочных газогенераторів через кожні 1000 км.

У березні 1939 р. XVII з’їзд ВКП(б) поставив перед машинобудівниками завдання: «Перевести на газогенератор всі машини на лісозаготівлях, а також значну частину тракторного парку сільського господарства та автомобільного парку». Військові операції з’їдали основну масу виробленого в країні палива. Тільки в бойових діях проти Фінляндії було задіяно близько 100 тис. автомобілів. Тим часом з випуску вантажівок і потужних гусеничних тракторів СРСР вийшов на перше місце в Європі. Економіку країни постійно лихоманило, палива для автотранспорту катастрофічно не вистачало. Війна лише довела ситуацію до логічного кінця.

У воєнні роки ЗІС-21 і ГАЗ-42 експлуатувалися не тільки в тилу, але і на фронтах. Зокрема, половина транспортних автомобілів блокадного Ленінграда, Ленінградського фронту і Червонопрапорного Балтійського флоту була оснащена газогенераторными установками. Для установки на звичайні вантажівки були розроблені установки НАТІ-Г69 для ЗІС-5 і НАТІ-Г59 для ГАЗ-АА. До кінця війни в СРСР експлуатувалося 200 тис. газогенераторних автомобілів, тракторів, пересувних електростанцій, катерів, мотовозів і інших установок. Під час Другої світової війни газогенераторні автомобілі отримали також поширення у Німеччині, Франції, Великобританії, Швеції, Фінляндії, Китаї, Японії, Австралії, Індії.

Експлуатація газогенераторних машин ускладнювалася нестачею кондиційного палива з-за відсутності достатньої кількості топливозаготовительных баз, хоча рішення про їх будівництво було прийнято ще до війни. До того ж вони нерідко постачали чурки підвищеної вологості, що вело до виходу з ладу дорогого устаткування газогенераторного.

Після війни Уральський автомобільний завод у 1946-1952 рр. випускав модернізований УралЗИС-21А, а з 1952 р. УралЗИС-352 з установкою НАМИ-Г78. З 1953 р. Мінський тракторний завод випускав трелевочный трактор КТ-352Т. Це були останні серійні газогенератори.

Короткий опис статті: газовий генератор Журнал «АВТОТРАК». Все про комерційних автомобілях. автотрак, журнал автотрак, комерційні автомобілі, сечовина, ad-blue, вантажівки, автобуси, причепи, спецтехніка, розрахувати маршрут, пробки, штрафи, трудовий договір з водієм, договір перевезення вантажів, man, neoplan, daf, volvo, renault, scania, mercedes-benz, iveco, isuzu, freightliner, kenworth, international, газ, камаз, маз, зіл, урал, краз, тонар, schmitz, humbaur, koegel

Джерело: Журнал «АВТОТРАК» :: Архів

Також ви можете прочитати