Газогенераторный двигатель принцип работы

Газогенераторный двигатель на дровах: принцип работы, рекомендации по самостоятельной сборке

Постепенное сокращение запасов природных ресурсов и сложности с их добычей заставляют искать альтернативные источники энергии, одновременно недорогие и эффективные. Так, попытки заменить бензин или природный газ натолкнули на идею использовать уголь и натуральную древесину. Высушенные дрова дают значительное количество энергии и вполне подходят для использования в двс — двигателях внутреннего сгорания — при условии некоторой доработки их конструкции.

Первые эксперименты по созданию и испытанию двигателя на дровах в середине прошлого столетия завершились успешно. Поэтому ряд производственных мощностей в разных странах мира был переведен в режим серийного выпуска газогенераторных автомобилей на дровах, которые нашли широкое применение в военные годы. Позже от их использования отказались, но идея применения угля и дров в качестве источника энергии сохранила свою актуальность.

Сегодня создать в домашних условиях двигатель внутреннего сгорания на дровах не составит особого труда. А взамен можно получить работающий газогенератор для автомобиля или для отопительного оборудования, не требующий запасов дорогостоящего топлива.

Принцип работы газогенераторного двигателя на дровах

В основу работы газогенераторной установки положен процесс пиролиза — получение горючей газовой смеси из древесины. В ее составе значительную часть занимает угарный газ, или окись углерода, также присутствуют свободный водород, метан и некоторые углеводородные соединения. Незначительный процент в смеси составляют балластные газы — азот, водяной пар и углекислый газ. Пиролиз происходит в газогенераторе. Конструкция устройства представляет собой закрытую емкость с колосниками, в которую через верхний бункер поступает твердое топливо. В качестве дымохода используется патрубок для выхода полученной газовой смеси. Последовательность пиролиза выглядит следующим образом:

• В нижней части газогенератора под колосниками сгорают дрова. В процессе их горения в камеру нагнетается воздух в объеме около 35% от необходимого количества для переработки всех дров.
• Большое количество тепловой энергии от сгорания дров запускает реакцию кислорода воздуха и углерода, в результате чего образуется углекислота.
• В зоне газификации газогенератора углекислый газ дополнительно получает углерод из древесины, превращаясь в угарный газ. Одновременно в результате разложения водяного пара образуется свободный водород.
• Проходя через сухую древесину, раскаленные газы способствуют ее подсушиванию и превращению в полукокс, что способствует выделению еще большего объема углерода. Процесс носит название сухой перегонки и сегодня находит свое применение в ряде отраслей топливной промышленности.
• Образовавшаяся газовая смесь выходит из газогенератора через патрубок и поступает на очистку от посторонних примесей и взвесей для дальнейшей подачи в двигатель внутреннего сгорания.

Очистка получившейся газовой смеси — обязательный процесс переработки дров. Отказ от нее вызывает быстрое загрязнение и порчу двигателя, чувствительного к качеству и химическому составу газового топлива. Специально для его очистки была сконструирована фильтрующая система, состоящая из трех частей:

• Циклон, или фильтр грубой очистки. Представляет собой вертикальный цилиндр конусообразной формы. Газовая смесь циркулирует вдоль стенок на высокой скорости, в результате чего под воздействием центробежной силы крупные частицы выделяются из общей массы и падают на дно устройства. Затем они выводятся из фильтра, чтобы не загрязнять новую порцию смеси.
• Радиатор — охладитель газовой смеси. Здесь очищенная смесь охлаждается до температуры, при которой она легко воспламеняется. Подача газа в радиатор осуществляется методом нагнетания.
• Фильтр тонкой очистки. Здесь происходит удаление из газовой смеси мелкой взвеси сажи и золы, которую не удалось извлечь в циклоне.

Очищенная и охлажденная газовая смесь подается в двигатель внутреннего сгорания автомобиля или отопительного котла. Ее горение дает необходимое количество энергии для движения транспортного средства или для обогрева здания.

Газогенераторная установка своими руками: профессиональные рекомендации по сборке

Задавшись целью сделать двс на генераторном газе для автомобиля или отопительной системы, стоит обратить внимание на следующие моменты:

• Перевести на газ можно только автомобиль с карбюратором. Для современных транспортных средств требуется менять прошивку контроллера, иначе новое топливо не запустит его движение.
• Чем выше мощность двигателя, тем производительнее должен быть газогенератор.
• Установка газовой системы в багажник потребует дополнительного места. Рекомендуется вырезать часть днища или установить конструкцию на прицеп.
• Для изготовления камеры газификации потребуется термостойкий стальной сплав, например, низкоуглеродистая сталь толщиной не менее 4 мм.

Обратите внимание: попытка увеличить диаметр камеры для повышения объемов выработки топлива нецелесообразна. Производительность устройства увеличится незначительно, тогда как качество переработки древесного сырья станет значительно хуже.

Для сборки работающего газогенераторного двигателя на дровах потребуются:

• старый газовый баллон;
• ресивер от грузовика или толстостенная труба;
• графитно-асбестовый шнур для уплотнения крышки;
• несколько стальных труб или радиаторов для системы фильтрации;
• небольшой вентилятор для розжига;
• листовой металл толщиной 1,5 мм.

Последовательность действий выглядит следующим образом:

• Циклон сваривается из отрезка трубы 10 см. Входной патрубок должен быть расположен сбоку устройства, выпускной — сверху емкости.
• Для охладителя подбирается труба в виде змеевика или радиатор.
• На роль фильтра тонкой очистки подойдет бочка или отрезок трубы, наполненный базальтовым волокном.

Запустить процесс розжига поможет вентилятор, полностью состоящий из металлических элементов. Это требование обусловлено безопасной работой устройства: только металл способен выдержать контакт с раскаленной газовой смесью. Топливная магистраль, ведущая от генератора к карбюратору, изготавливается из стальной трубы и монтируется под днищем машины.

Оптимизировать работу газогенератора удастся благодаря следующим рекомендациям:

• Размер дровяных чурок не должен быть более 6 см;
• Древесина должна быть полностью высушенной, чтобы часть энергии не тратилась на подсушивание дров;
• Розжиг топлива осуществляется при включенном вентиляторе не позднее чем за 20 минут до начала движения.

Обратите внимание: автомобиль на газогенераторном двигателе теряет до 50% мощности. Поэтому ждать от машины высокой скорости и быстрого старта после непродолжительной остановки не приходится.

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.

Автомобили на дровах, миф или реальность?

Автомобиль на дровах, миф или реальность? И можно ли сделать такое авто своими руками? Давайте разберемся.

Глядя на таблички АЗС с ценами на бензин, то и дело возникает желание перевести авто на более дешевый вид топлива.

Один из популярных вариантов — переделка автомобиля на газ. Но и здесь не все гладко. На фоне событий в газовой и нефтяной сфере газ может подорожать, что сделает работу бессмысленной.

Проблемы с энергоресурсами налицо и еще никто не знает, чем это закончится для конечного потребителя.

Если уж и решаться на переделку, то стоит выбирать независимые и по-настоящему эффективные способы. И здесь на первое место по экономии выходят газогенераторные автомобили или по-простому — «машины на дровах».

История создания и развития, примеры авто на дровах

Несмотря на медленное продвижение темы газогенераторных машин, история таких разработок весьма богатая. Так, еще в 1823 году российский изобретатель Овцын И.И. разработал аппарат для перегонки древесины. В его основу легла самая обычная «термолампа».

Главной особенностью установки стало применение в ней главных продуктов пиролиза — светильного газа, уксусной кислоты и дегтя, а также древесного угля.

Почти через сорок лет (в 1860 году) свой вклад в науку сделал Этьен Ленуар — бельгийский официант с инженерными «наклонностями». Именно он первым приобрел патент на ДВС, функционирующий на светильном газе.

Но он занимался не только этими разработками.

Еще через два года установка новоиспеченного гения появилась на 8-местном открытом омнибусе.

Но в 1878 году, когда публике был представлен более мощный 4-тактный двигатель на газе Николаса Отто, разработка Этьена Ленуара быстро забылась. При этом у нового устройства был более высокий КПД: 16% у Отто против 5% у Ленуара.

Еще через два десятка лет, в 1883 году (от 1860 года), появилась новая концепция сочетания обычного ДВС и газогенератора.

Английскому ученому Э. Даусону удалось объединить два устройства в одной коробке.

Получившийся аппарат можно было смело устанавливать на любую технику и спокойно эксплуатировать. Со временем разработка Э. Даусона получила название «газа Даусона».

В 1891 году отличился Яковлев Евгений (лейтенант Российского флота). Ему удалось выстроить целый завод по производству керосиновых и газовых моторов. Местом для строительства стал Санкт-Петербург.

Со временем завод прекратил существований из-за невозможности устоять в конкуренции с бензиновыми и дизельными моторами.

1900-й можно смело назвать годом выпуска первого газогенераторного автомобиля, использующего древесный уголь и дерево в виде топлива.

Аппарат был разработан во Франции Фредериком Уинслоу Тейлором, а патент удалось получить немного позже (в 1901 году).

В последующем появлялись все новые и более интересные разработки в данной сфере. Так, в 1919 году Георг Имберт (инженер французского происхождения) разработал газогенератор обращенного типа.

Уже в 1921 году появились первые автомобили с моторами, работающими на данном принципе. Именно тогда возникли предположения о вероятной конкуренции газогенераторного авто с дизельными или бензиновыми моторами.

Со временем отличилась и Германия, где в период войны получили распространение не только дровяные газогенераторы, но и устройства, способные работать на специальных брикетах, состоящих из буроугольной пыли и крошки.

Первые грузовые авто с газогенераторами были весьма медлительными — им едва ли удавалось достичь скорости в 20 километров в час.

Несмотря на это, к 1938 году популярность газогенераторных авто была настолько большой, что общее число таких машин насчитывалось около девяти тысяч.

Еще через три года (к 1941 году) их число возросло еще в пятьдесят раз. К примеру, в той же Германии количество машин «на дровах» выросло до 300 тысяч экземпляров.

Старался не отставать и Советский Союз. Здесь первые испытания газогенераторных авто прошло в 1928 году. В машине был задействован мотор Наумова и шасси Фиат-15.

Еще через шесть лет был организован первый большой пробег машин с газогенераторными моторами от Москвы до Ленинграда и обратно.

В «забеге» принимали участие автомобили ЗИС-5 и ГАЗ-АА. Успех мероприятия послужил принятию в 1936 году специального постановления СНК СССР о разработке газогенераторных тракторов и машин.

Первая партия новых газогенераторных машин появилась на дорогах СССР в 1936 году.

Производство осуществлялось на двух заводах — Горьковском (ГАЗ-42) и на ЗИС (заводе имени Сталина).

Спустя пять лет был налажен выпуск газогенераторных моторов для тракторов и машин ЗИС.

К недостаткам силовых узлов можно было отнести множественные заводские дефекты, высокую скорость износа металла, минимальную мощность и так далее.

С другой стороны, газогенераторные установки очень помогли в войну и активно применялись в тылу.

Газогенератор на дровах для автомобиля – устройство и принцип работы

В состав автомобильной газогенераторной установки входят следующие элементы:

• грубые очистители;
• сам газогенератор;
• тонкие очистители;
• смеситель и вентилятор розжига.

Простая схема выглядит так.

Во время движения воздух засасывается в газогенератор с помощью тяги работающего мотора.

Эта же тяга способствует «выкачиванию» горючего газа из газогенератора, а также его подачу к грубым очистителям, а после к фильтру тонкой очистки.

После перемешивания с воздухом в смесителе готовая газовоздушная смесь засасывается в цилиндры мотора.

После выхода из газогенератора раскаленный и загрязненный газ требует дополнительной обработки (охлаждения и очистки).

Для этого он пропускается через специальный трубопровод, объединяющий газогенератор с фильтром тонкой очистки.

В некоторых конструкциях газ проходил через специальный охладитель, смонтированный перед водяным радиатором.

Чаще всего для охлаждения и очистки применялась комбинированная система.

Ее принцип действия заключался в изменении скорости и направлении движения потока газа. Одновременно с этим производилось охлаждение и очистка последнего.

Следующий этап — тонкая очистка, для которой использовались специальные «кольцевые» очистители, выполненные в форме цилиндров.

Принцип работы большинства фильтров тонкой очистки строился на водяном принципе, когда очистка газа осуществлялась посредством воды.

В процессе розжига газогенератора применялся специальный центробежный вентилятор, оборудованный электрическим приводом.

Из-за того, что вентилятору необходимо прокачивать воздух через всю очистную систему, монтаж устройства производился в максимальном приближении к смесителю.

Формирование горючей смеси производится в смесителе автомобиля.

Наиболее простой тип устройства представляет собой специальный тройник, в котором пересекаются потоки воздуха и газа.

Объем поступающего в мотор состава контролируется с помощью заслонки дросселя.

Качество газо-воздушной смеси регулируется посредством воздушной заслонки.

Основным топливом для газогенераторной установки являются угольные брикеты, торф или дрова.

Принцип действия системы построен на частичном сгорании углерода. Последний во время сгорания может подсоединять один или пару атомов кислорода с последующим образованием двух элементов — углекислого газа (диоксида) и угарного газа (монооксида).

Если же углерод сгорает не полностью, то можно получить почти 30% от общей энергии при полном сгорании материала.

Как следствие, образованный газ имеет более низкую теплоотдачу чем первоначальное твердое топливо.

Стоит отметить, что в газогенераторе в период преобразовании дерева или угля в газ происходит экзотермическая реакция, возникающая место между водой и монооксидом углерода.

Благодаря такой реакции, температура полученного газа падает, КПД возрастает до 80 процентов.

Если газ не требует охлаждения перед применением, то КПД может достигать 100%. Как следствие, происходит 2-х стадийное сжигание топлива.

Полученный газ имеет минимальную калорийность, благодаря его смешиванию с азотом.

Из-за того, что для сжигания топлива необходимы меньшие объемы воздуха, то подобное снижение калорийности несущественно.

Что касается снижения мощности мотора при работе на газу, то причиной является снижение заряда топливного состава, вызванного сложностью охлаждения.

Автомобиль на дровах своими руками

При желании автомобиль на дровах можно сделать и своими руками.

В упрощенном варианте алгоритм выглядит следующим образом:

1. Оборудуется бункер загрузки.

В качестве основы можно использовать обычный газовый баллон емкость около 40-50 литров. Благодаря такой вместительности, в баллон можно будет поместить большие объемы угля.

Можно использовать и другие материалы.

Проследите, чтобы толщина стенок была не менее трех миллиметров.

Как только подходящий баллон подобран, вырезайте в нем днище и прорезайте горловину для загрузки топлива. Отверстие для крышки должно быть широким, чтобы упростить процесс загрузки горючего.

2. Изготавливается колосниковая решетка, которая берет на себя наибольшую нагрузку.

3. Создается специальная крышка для бункера.

Через нее будет производиться загрузка топлива (угля). При желании крышку можно сделать из алюминия, но теоретически допускается использование любого другого вида металла.

В процессе монтажа уделите внимание выбору шнура — он должен быть асбестовым с обязательной пропиткой графитом.

Это необходимо для защиты шнура от пригорания и случайного повреждения в случае закрытия или открытия.

Достать качественный шнур можно на рынке или в котельной. Оптимальный диаметр подходящего шнура — 13 и 8 миллиметров.

4. Делается фурма.

Задача данного устройства — взять на себя основную температурную нагрузку. В процессе монтажа все делается таким образом, чтобы было проще произвести замену.

5. Изготавливается фильтр циклон.

Применение древесного или бурого угля, торфа, соломы или прочих веществ для поездок на автомобиле имеет характерную особенность — наличие пыли.

Если не сделать качественный фильтрующий элемент, то пыль может попасть в карбюратор, поршни, свечи и прочие узлы (в том числе и в салон).

Можно найти сразу готовое решение.

6. Изготовление радиатора (охладителя).

Здесь может применяться любой материал. Как вариант, допускается применение стандартного радиатора отопления, выполненного из алюминия.

Можно сконструировать устройство из водопроводных труб. При этом учтите, что сечение радиатора, как правило, немного больше сечения подключенных к нему труб.

Но все же некоторые идут простым путем.

7. Изготовление фильтра тонкой очистки.

Во времена первых газогенераторов фильтры тонкой очистки имели огромные размеры и занимали существенную часть авто. При этом эффективность была минимальной.

Сегодня в распоряжении есть современные материалы, благодаря которым можно сделать качественный и компактный фильтр с минимальными затратами.

При этом срок службы будет исчисляться 10-20 тысячами километров.

8. Крепление газогенератора в багажнике.

Здесь, как правило, для установки нового устройства от крышки багажного отсека придется избавиться.

Некоторые кулибины подвешивают устройство сзади за багажником. Так конечно практичней, но выглядит не очень эстетично.

9. Подключение газогенератора к мотору.

Коммутирующие трубки, через которые подается газ, подводятся к двигателю.

При этом основные элементы конструкцию должны оставаться нетронутыми.

Далее организуется система регулировки калорийности с панели управления авто.

Последний этап — регистрация в ГАИ

Наиболее важный — регистрация машины с газогенераторным двигателем в ГАИ.

Здесь стоит заранее обратиться в инспекцию и уточнить необходимый для регистрации пакет документов.

К сожалению, в странах СНГ узаконить переделанные на дрова авто — весьма сложная задача. Причина — отсутствия ГОСТов.

За рубежом подобные нормы есть, поэтому процесс постановки на учет занимает минимум времени.

У кого получилось зарегистрировать в ГАИ без проблем, делитесь опытом в комментариях.

Если у кого-то мотоцикл с коляской, то можно попробовать реализовать такой вариант.

Итоги

Учтите, что процесс переделки своего автомобиля является весьма трудоемким и связан с определенными затратами.

Если же все сделать правильно, можно получить экономный и надежный автомобиль, который сэкономит деньги в кошельке и отлично справится со своими обязанностями.

Единственное, что стоит сделать — заранее продумать все нюансы работы, уточнить особенности регистрации в ГАИ, обзавестись необходимыми знаниями и оборудованием.

«Газгены». Автомобили на дровах

Сегодня автомобили на дровах, то есть оборудованные газогенераторным двигателем, кажутся анахронизмом. Но, возможно, в будущем они вновь будут востребованы из-за постепенного исчерпания запасов углеводородов. Иными словами, по той же причине, по которой «газгены» в середине ХХ века стали настоящим спасением для воюющих стран. Почти весь бензин в годы войны доставался танкам, самолетам и военным грузовикам, а в тылу пригодились автомобили, которые можно было «заправлять» чем угодно – от угольных брикетов до шишек и от сосновых чурок до соломы.

Даешь газогенераторы!

Что такое газогенератор? Если говорить грубо, то это специальная печь для сжигания, «труба» которой через сложную систему охладителей и фильтров подсоединена к обычному двигателю внутреннего сгорания. В печи может гореть что угодно, практически любая органика, лишь бы при это выделялся оксид углерода, который потом в охладителях насыщается водородом.

Такую смесь называют генераторным газом, и его вполне можно использовать вместо бензина или солярки. Причем для этого не нужно даже серьезно переделывать двигатель, достаточно заменить в нем лишь некоторые принципиальные детали, например, установить смеситель вместо карбюратора, увеличить степень сжатия. А можно обойтись и без доработки, хотя в таком случае мощность мотора заметно будет уступать тому, что работает с использованием бензина или солярки. Весь вопрос в том, есть ли этот бензин и солярка в наличии и как близко.

В Советском Союзе работы над установкой газогенераторов на автомобили начались практически одновременно с Европой – в 1923 году. В этом году патент на собственную газогенераторную установку получил ленинградский профессор В.С. Наумов – человек, который позднее стал одним из наиболее активных сторонников развития этого вида топлива. В 1927 году газогенератор его конструкции установили на итальянский грузовик-полуторатонник «Фиат» и убедились, что схема совершенно работоспособна. А еще через год по инициативе Наумова был организован первый в стране пробег газогенераторых автомобилей. В нем участвовали тот самый «Фиат» и французский «Сомюа» грузоподъемностью 3,5 т с газогенератором «Рекс». Оба автомобиля проехали по маршруту Ленинград – Москва и доказали, что газогенераторные двигатели вполне пригодны для массовой установки на автомобили.

В 1934 году советское Общество содействия развитию автомобилизма и улучшению дорог «Автодор» в честь своего семилетия организовало новый автопробег, в котором участвовало уже семь газогенераторных автомобилей. Главной целью акции заявлялась проверка работоспособности отечественных газогенераторов. Условия для этого оказались самыми жесткими: из Москвы в Ленинград все машины ехали под проливным дождем, а обратно – в снегу и тумане, по обледенелым дорогам. Доехали все, что еще раз подтвердило эффективность и работоспособность газогенераторов. А через год советское правительство принимает постановление «О переводе занятого на лесовывозке автомобильно-тракторного парка на древесное топливо». Решение было очевидным: лесоразработки шли в труднодоступных районах, и стоимость доставки туда обычного бензина была экономически неоправданной.

Первые серийные

Чем яснее становился гром неизбежной новой мировой войны, тем большее внимание в СССР получала газогенераторная тема. 28 февраля 1938 года появляется специальное постановление Совнаркома о производстве газогенераторных тракторов и автомобилей в 1938-1940 годах. А в июле стартовал очередной, но уже куда более масштабный газогенераторный автопробег по маршруту Москва – Пенза – Куйбышев – Казань – Уфа – Магнитогорск – Челябинск – Омск – Петропавловск – Свердловск – Пермь – Киров – Горький – Ярославль – Вологда – Ленинград – Псков – Витебск – Минск – Гомель – Чернигов – Киев – Курск – Орел – Тула – Москва. В нем участвовали 17 автомобилей, в том числе 12 с газовыми генераторами (шесть «ЗИСов», пять ГАЗ-АА и один ЗИС-8) и пять с обычными двигателями на бензине. Причем «газгены» шли и на дровах, и на угле, а кое-где даже на соломенных брикетах! За 58 дней они преодолели почти 11 тысяч километров и дошли до финиша без аварий и серьезных поломок. Это послужило отличной рекламой газогенераторным автомобилям, в способностях которых теперь уже нельзя было сомневаться.

Грузовики ЗИС-5 и ГАЗ-АА с газогенераторными установками, участвовавшие в пробеге, были уже не опытными образцами, а вполне серийной продукцией. Газогенераторные «ЗИСы» (модель ЗИС-13) начали выпускать в Москве еще в 1936 году. Базой для него послужил удлиненный вариант классического ЗИС-5 – так называемый ЗИС-14, спрос на который был гораздо ниже, чем на «пятерку». На него ставили газогенератор модели Александра Пельтцера (брата знаменитой актрисы Татьяны Пельтцер), и получалась машина, которая могла ездить на дровах. За два года удалось собрать всего 900 автомобилей, а потом на конвейере появилась гораздо более знаменитая модель – ЗИС-21. Она представляла собой тот же ЗИС-5, но с газогенератором НАТИ-Г14, которое производил столичный завод «Комета».

У газогенераторных грузовиков было несколько особенностей, которые делали их менее удобными по сравнению с базовыми бензиновыми моделями. За счет размещения газогенераторной установки за кабиной уменьшался кузов, что вело к снижению грузоподъемности. Кроме того, основная колонна газогенератора ставилась справа, со стороны пассажирской двери, и эта дверь в лучшем случае становилась в полтора раза уже, а то и вообще убиралась, и пассажиру приходилось пробираться на свое место со стороны водительского. Да и средняя скорость у «газгенов» была на четверть, а то и на треть ниже, чем у базовой модели. И все равно эти машины пользовались большим спросом, особенно в отдаленных районах, куда было трудно доставлять бензин, но где всегда с лихвой хватало древесины. Потому ЗИС-21 выпустили большой серией: до осени 1941 года, пока завод не эвакуировали в Ульяновск и Миасс, в Москве собрали 15 445 экземпляров.

На долю именно этих машин выпала львиная доля тяжести работы в дальнем тылу, когда их бензиновых собратьев стали «призывать» в действующую армию. Как и прежде, они трудились на лесозаготовках, а вдобавок взяли на себя значительный объем тыловых перевозок. Да и не только тыловых: например, в испытывавшем дефицит бензина блокадном Ленинграде ими пользовались и гражданские власти, и военные, и даже по Дороге жизни ездило немало газогенераторных автомобилей.

Были это далеко не только московские ЗИС-21. С 1939 года на Горьковском автозаводе наладили выпуск своей газогенераторной модели – ГАЗ-42. Классической «полуторке» эта машина уступала и в грузоподъемности (1,2 тонны), и в скорости (максимум 50 км/ч), но такие же потери нес по сравнению с базовой моделью и ЗИС-21. Зато «заправлять» эти автомобили можно было практически чем угодно, хотя прежде всего в ход шла все та же сосновая чурка. Кроме нее, как выяснилось, очень хорошо годились дубовые, березовые, буковые и ясеневые дрова – главное, чтобы они были сухими и без гнили. Годились также шишки, опилки, кора, солома, торф, которые перед использованием нужно было лишь спрессовать в удобные для использования брикеты.

Правда, дозаправка газогенераторным машинам требовалась очень часто, практически каждые 60-80 километров, и взятый с собой запас твердого топлива отнимал существенную часть места в кузове. Но все равно это позволяло экономить бензин, который так был нужен на фронте. К тому же за Уралом на накатанных трассах придумали свой способ освободиться от запаса чурок. Их просто начали складывать в специальные поленницы по сторонам от накатанных трасс. Каждая такая «заправка» приходилась как раз на те самые полсотни километров; кстати, их и сейчас еще можно иногда встретить в глухих местах Сибири и Дальнего Востока.

Послевоенные «газгены»

Производство ГАЗ-42 завершили в 1946 году, выпустив в общей сложности 33 840 автомобилей. И в том же году на миасском Уральском автомобильном заводе имени Сталина – УралАЗе – возобновили сборку газогенераторных ЗИС-21. За основу был взят знаменитый «Захар Иваныч» – военная модификация ЗИС-5В, поэтому уральскую модель стали именовать ЗИС-21А (хотя в документах самого завода она частенько значилась под прежним «московским» индексом).

Наладить выпуск этих машин пришлось, поскольку после Победы страна по-прежнему испытывала дефицит топлива. За годы войны добыча нефти заметно снизилась; например, только в Бакинском районе она упала в два раза. Многие скважины в Закавказье и на Северном Кавказе пришлось забить, поскольку заниматься их разработкой в годы войны было некогда, да и опасно, плюс закавказскую нефть попросту невозможно было вывезти из-за близко подошедшего фронта. Надо учесть и такой фактор: после войны поставки нефтепродуктов, прежде всего авиационного топлива, по ленд-лизу быстро прекратились, а развивающаяся реактивная авиация требовала на порядки большего объема топлива.

Тогда-то на помощь вновь пришли газогенераторные автомобили, теперь уже уральского производства. С 1946-го по 1952-й годы УралАЗ выпускал модель ЗИС-21А, и с заводского конвейера сошли 18 620 таких автомобилей. В том же 1952 году на смену этой модели пришла более современная – УралЗИС-352. Главной его особенностью стала новая газогенераторная установка, которая могла сжигать вдвое более влажную, чем раньше, древесину. Если прежде для «газгенов» годились чурки влажностью не более 22%, то для УралЗИС-352 годилось и топливо с сорокапроцентной влажностью! Это было особенно актуально, поскольку основными районами, где работали газогенераторные автомобили, по-прежнему были Север и Дальний Восток.

«Триста пятьдесят второй» стал последним серийным газогенераторным автомобилем в СССР. Их выпуск прекратили в 1956 году, собрав 15 303 экземпляра. Но еще как минимум десяток лет машины с характерными двумя колоннами за кабиной можно было встретить практически по всей стране, а за Уралом они встречались и до конца 1970-х годов. Причина была той же, что и прежде: доставка бензина в отдаленные районы была затруднена, а деревянных чурок для газогенератора можно было нарубить и в ближайшем лесу.

Расход — 20 кг поленьев на сотню километров. Белорус создал машину, работающую на дровах

. А вы говорите, экономичный режим, гибриды, электромобили. Тут по Бресту катается УАЗ, работающий на дровах! Для лучшего понимания расхода этой машины стоит процитировать Сергея, автовладельца и, можно сказать, конструктора: «Однажды заехал в лес по грибы и обнаружил, что закончились дрова для растопки. Что делать? Граблями накидал в ведро шишек, забросил их в котел и поехал дальше». Одним словом, УАЗ может ехать «за бесплатно» везде, где есть древесина, где есть то, что горит. Проблемы могут возникнуть разве что в пустыне.

Из истории

Сергей всегда увлекался историей, в частности военной. Потому с ходу рассказывает о временах, когда подобные газогенераторы были на пике технологий: «Угольный газ использовался еще пещерными людьми. Известный факт, что в свое время освещение во всем Санкт-Петербурге обеспечивали именно газогенераторные установки. Современная история этого устройства начинается с 1919 года, когда германско-французский инженер Георг Имберт, вернувшись с Первой мировой, собрал газогенератор на древесном угле. Проходит два года, и изобретатель представляет автомобиль, чей мотор работает по этому же принципу, только с усовершенствованием».

«Камера Имберт обращенного типа» работала так, что пиролиз проходил не в цилиндрах (как у Форда или Порше), а в котле, который устанавливался за кабиной водителя. Пиролиз в нашем случае — это горение древесины при недостатке кислорода с выделением газа, который и крутит поршни двигателя (но об этом чуть позже). Так вот, Имберт достиг таких высот, что здание его компании Imbert Generatoren GmbH стояло рядом с заводом Форда в Кельне, как бы напоминая о конкуренции. В 30-х годах газогенераторы инженера ставили на немецкие грузовики, автомобили Opel и Mercedes. К моменту, когда созрел международный конфликт, вылившийся в итоге во Вторую мировую войну, Имберт придумал, как оборудовать своей установкой танки! И усовершенствованные бронированные машины действительно ездили и даже стояли на вооружении — в основном в «учебках» и частях вспомогательной полиции (по-простому — у полицаев).

Технология получила распространение не только в Германии. В конце 20-х — начале 40-х годов в СССР тоже активно использовали грузовики с газогенераторами. Серийно их устанавливали на АМО, ЗиС-21 (выпущено более 15 тыс. моделей), Урал-ЗиС. В те времена Союз испытывал нехватку нефти, а автомобилизацию останавливать было нельзя. Почему бы не «топить» машины дровами? Во время Великой Отечественной войны такие транспортные средства сильно пригодились благодаря нулевым затратам. Есть свидетельства, что именно на газогенераторных автомобилях прорывали блокаду Ленинграда.

Массовая добыча нефти началась в 50—60-х годах, и в итоге новое топливо понемногу вытеснило разработки ученых образца начала века. Газогенераторы снимали с машин и попросту отправляли в металлолом. Сейчас мы видим обратную тенденцию — отказ от ДВС, использование возобновляемых источников энергии. Например, по данным СМИ, в Швеции владельцев автомобилей, ездящих на дровах, поощряют на государственном уровне субсидиями. Для скептиков стоит пояснить, что газогенератор можно оборудовать на раме прицепа — в таком варианте он наиболее эстетичен.

Проект Сергея

В частном музее, который базируется в Бресте, стоит действующий ЗиС-5. Нескольким любителям автомобильной истории однажды пришла в голову лихая идея: а почему бы не поставить на «дедушку», который выпускался с 1933 года, газогенератор. Должно получиться — ведь в 1939-м подобный эксперимент с 21-й моделью закончился успешно. И Сергей решил повторить. Но почти 90-летний грузовик — раритет, антиквариат, поэтому мужчина не решился переделывать всю топливную систему столь редкого ныне образца советского автомобилестроения. Для пробы, освоения технологии он взялся за преобразование более современной техники — всем известного и довольно простого уазика. Модель была выбрана исходя из увлечений Сергея: трофи, бездорожье, 4×4.

Наверное, большинство читателей, только узнав о способе сборки газогенератора, махнули бы на эту затею рукой. Дело в том, что Сергей не стал покупать готовый образец или собирать его по схемам и чертежам. Он «высчитал» установку по формулам из книг 30-х годов. «В библиотеке, в сети нашел нужную литературу, — вспоминает конструктор. — Пришлось прочесть немало. Среди авторов есть и знаменитые фамилии: Токарев, Панютин. Но готового рецепта по сборке нигде не обнаружил. Есть только формулы. Создать газогенератор по ним — как заново сделать карбюратор. Нужно было высчитать скорость дутья, газификацию, объем нужного газа, материальный баланс — для двигателей разных объемов предусмотрены разные значения. Признаться, до сих пор не помню наизусть таблицу умножения, но эту штуку все же собрал. Ответами на вычисления по формулам стали размеры деталей установки и, собственно, сам чертеж. Ну а сборку производил из того, что было под рукой. На все ушел год».

Как это работает?

Топливом для газогенераторной установки (а в данном случае речь идет о монораторе) служат небольшие деревянные чурки. Причем совсем необязательно, чтобы они были сухими, сгорит и влажная древесина (до 60 процентов влажности) — в этом и отличие моноратора от обычного газогенератора. За задним рядом пассажирских сидений в машине Сергея лежат два мешка таких чурок. Говорит, что одного хватает на 100 километров пути. В пересчете на массу получается, что расход равен 20 кг дров на сотню. Естественно, постоянно подбрасывать дровишки в печь не нужно. Закинул в начале пути — и поехал.

«А это мой заправочный пистолет. Всегда вожу с собой», — шутит мужчина и демонстрирует топор. Судя по его историям, «пистолет» может и не пригодиться — по хвойному лесу можно спокойно ехать на шишках. В любом случае экологичность установки неоспорима. Так как Сергей — человек идейный, экология для него не пустое слово.

Топливо загружается в бак через крышку, расположенную наверху камеры газификации (на фото — черная бочка в центре). Во время работы оттуда непрерывно идет дым. Крышка его не пропускает — таким образом, издалека машина не выглядит как паровоз. Перед запуском двигателя нужно подождать около 5—10 минут, чтобы туда поступил газ.

«Внизу камеры газификации дрова тлеют, — Сергей описывает механику работы установки. — Запуск горения — от спички или факела. Всего в камере протекают три процесса: термическое разложение топлива, окисление, восстановление. При горении топлива с обедненным количеством кислорода (пиролизе) протекают реакции окисления угля и углеводородов: С + О2 = CO2, 2H2 + O2 = 2H2O с выделением тепла. Потом идет реакция восстановления (при прохождении через слой раскаленных углей): С + CO2= 2СО, С + H2O = CO + H2 с потреблением тепла. Топливо в системе обращенного моноратора практически полностью разлагается. Для конденсата предусмотрена отдельная трубка, его можно слить».

Газогенератор на дровах для дома – что это такое, принцип работы, плюсы и минусы, виды, правила установки

Применение автономных агрегатов по выработке электроэнергии оправдано и с экономической, и практической точки зрения. Однако людям, живущим далеко от цивилизации, довольно затратно и хлопотно приобретать и транспортировать до дома природный газ или жидкое топливо. На выход в такой ситуации приходит газогенератор на дровах. Разберем, что собой представляет данное оборудование, как оно устроено и по какому принципу работает, на какие виды подразделяется, каковы его плюсы и минусы, правила установки современных моделей.

Дровяной газогенератор – что это такое, устройство, принцип действия, применение

В автономных установках по выработке электроэнергии для нужд частного дома применяется двигатель внутреннего сгорания. Функционировать он может на бензине, солярке или природном газе. Однако, когда дело касается удаленных районов, доставлять такие виды топлива будет экономически не выгодно и технически трудно.

Альтернативным решением вопроса в такой ситуации является дровяной газогенератор. Мотор такого агрегата питается смесью газов – преимущественно, водорода, моноксида углерода, метана и некоторых других углеводородов. Образуются они в специальных условиях в ходе термического разложения древесины, угля, торфа, органики и прочих подходящих видах твердого топлива.

Устройство

Классическая дровяная газогенераторная установка бытового типа состоит из следующих основных узлов:

• Корпус. Изготавливается из стали, может иметь цилиндрическую или прямоугольную форму. Устанавливается на специальных ножках.

• Загрузочный отдел. Располагается и крепится внутри корпуса. Предназначается для загрузки топлива через специальный люк, края которого оснащаются специальным огнестойким уплотнителем.
• Камера сгорания. Отличается жаростойкостью и находится внизу загрузочного отдела. В ней осуществляется непосредственное сжигание топлива. Для осуществления термического разложения смол в нижней ее части обустроена специальная горловина. Посередине камеры проделаны специальные отверстия-фурмы, соединенные с воздухоподающим устройством. Последнее оснащается клапаном обратного типа для препятствия выхода горючих газов.
• Вентилятор. При необходимости повышения КПД, а также улучшения сжигания отдельных видов топлива или очень сырых дров, воздухораспределительный модуль дополнительно комплектуется вентилятором или турбиной – для усиленной подачи воздуха в топку.
• Колосники. Устанавливаются в нижней части камеры сгорания. Главное их назначение заключается в поддержке раскаленных горящих углей и отделении прогоревшего вещества – осыпания золы в специальный расположенный ниже зольник.

• Люки. Специальные герметично закрываемые крышки – верхняя для загрузки топлива с устройством для выравнивания давления внутри, боковая для загрузки в зону восстановления и нижняя для выгребания шлака.
• Газовод. Патрубок для вывода образуемой смеси газов из камеры сгорания. Ввиду высокой изначальной температуры и необходимости охлаждения для дальнейшего использования, специально проводится по кольцеобразной траектории в полости между корпусом установки и камерой загрузки. Это позволяет не только охлаждать газ, но также предварительно просушивать топливо, прежде чем оно попадет в топку.
• Система фильтрации. После выхода из камеры газ требует обязательной очистки от сажи и других твердых взвешенных частиц. Поэтому сначала он в горячем виде подается в фильтр грубой очистки, а после уже в охлажденном виде подвергается более тонкой фильтрации.

По завершении очищенная и охлажденная газовая смесь подается в смесительный блок. Здесь газ до необходимой степени насыщается кислородом. Только после этого он подается в двигатель внутреннего сгорания.

Механизм действия

Принцип работы газогенератора на дровах сводится к тому, что в условиях повышенной температуры (порядка 1200-1500°C) и низком уровне кислорода древесина не горит, как обычно, а тлеет, выделяя при этом генераторный газ, служащий топливом для ДВС. Механизм действия установки сводится к следующим поэтапным процессам, происходящих в соответствующих зонах генератора:

• Сушка топлива. При температуре порядка 160-190°C расположенные в самой верхней части загрузочного отдела дрова высушиваются под действием проходящих по кольцевому трубопроводу газами.
• Сухая перегонка. В средней части агрегата, где уровень нагрева достигает 450-500°C осуществляется обугливание древесины. В результате помимо кокса образуются смолы, кислоты и прочие продукты низкотемпературного распада топлива.
• Горение. В самой нижней части установки при максимальной температуре 1100-1500°C обугленное топливо и продукты распада сгорают до углекислого и угарного газа.

• Восстановление. Образованный и разогретый в нижней части углекислый газ подымается до раскаленного кокса и, взаимодействует с углеродом и водой, в результате реакции образуется моноксид углерода и водород.

В зоне горения и восстановления образуется не только горючие газы, но также балластные. К первым относятся – угарный газ, водород, метан и некоторые непредельные углеводороды, ко вторым – углекислый газ, азот, кислород и пары воды. Кроме того, топочный газ в сыром виде содержит множество включений в виде шлака, золы, органических кислот. Поэтому прежде чем пускать в ДВС, его требуется тщательно очистить. Для этого и применяются фильтры грубой и тонкой очистки.

Применение

При высоком качестве топлива, отлаженной технологии и принудительном поддуве газонегераторы на дровах достигают настолько высокого КПД, что устанавливаются даже на автомобили. Однако в большинстве случаев их основной сферой применения являются объекты и дома с обилием древесины и затрудненным доступом других видов энергоресурсов (электричества, газа, бензина, мазута и т. д.).

Дровяные генераторы применяются в следующих случаях:

1. Для электрификации домов в удаленных районах без доступа к электросетям.
2. Для обеспечения бесперебойности подачи электричества на объектах повышенной важности – военных, научных, медицинских базах.
3. В промышленности – в качестве альтернативного источника выработки электроэнергии при наличии сопутствующих отходов производства – щепы, опилок, обрезков стройматериалов и проч.

Обратите внимание! Для стабильной и высокопроизводительной работы генератор требует загрузки изначально хорошо просушенного топлива. Так, использование сырых дров снижает КПД на 25 %. Кроме того, при тлении сырой древесины образуются тугоплавкие смолы, быстро засоряющие систему трубопроводов, что и без того приведет к снижению эффективности агрегата и потребует частой его чистки.

Плюсы и минусы

Газогенераторная машина по производству топочного газа, функционирующая на дровах, характеризуется следующим рядом преимуществ:

• Высокий КПД. При сопутствующих условиях величина может достигать 95%.
• До 25 часов горения за одну закладку дров.

• Полное сжигание топлива, обеспечивающее минимальное образование отходов и редкую чистку зольника.
• Возможность регулировки мощности и автоматизации процесса.
• Практически полное отсутствие вредных выбросов в атмосферу, ввиду полной утилизации пиролизных газов.
• Высокий экономический показатель.
• Возможность загрузки свежесрубленной и невысушенной древесины на некоторых моделях агрегатов.
• Большие габариты загрузочной камеры позволяют использовать неколотые дрова длиной до 1 м.
• Возможность применения альтернативных видов топлива – опилок, коры, пластика и проч.
• Полная безопасность эксплуатации.

Более того, если нет необходимости в очистке газовой смеси для двигателя электрогенератора, то установку можно использовать для прямого нагрева теплоносителя, тем самым обеспечивая экономное отопление дома.

Среди недостатков газогенераторной установки на дровах выделяются следующие:

• Более высокая, почти в 2 раза, стоимость на оборудование по сравнению со стандартными моделями твердотопливных котлов.

• Современные агрегаты работают на принудительном поддуве, поэтому являются энергозависимыми. Простые экземпляры имеют меньшую производительность.
• При эксплуатации на мощности ниже 50% процесс горения становится нестабильным, в результате чего трубопровод засоряется смолой.
• Для стабильности работы требуется строгий контроль температуры газов. Если показатель упадет ниже 60°C, в газоходе образуется конденсат с последующим засорением.
• Загрузка топлива производится вручную.
• Стабильность работы проявляется при использовании хорошо просушенной древесины.

На заметку! Мощность бытовых дровяных газогенераторов не превышает 15-20 кВт. При этом для конкретных условий эксплуатации агрегат подбирается с запасом этого параметра до 25 %. Кроме того, при выборе необходимо учитывать время работы, тип самого генератора, а также разновидности применяемого топлива.

Разновидности

Существуют 3 основных вида дровяного газогенератора:

Классический вариант исполнения агрегата. Функционирует на угле, полукоксе и антраците. Главные отличия:

1. Воздух в зону горения поступает снизу через колосники.
2. Забор газа осуществляется сверху.
3. Влага из топлива не проникает в топку, поэтому ее требуется доставлять специально.

Видео описание

Видео-пример работы газового генератора на дровах:

Высокая производительность обуславливается обогащением смеси газов водородом, образуемым в реакции с подаваемой водой.

Данный вариант установки способен перерабатывать различные виды топлива, при сжигании которых образуются смолы. Это в первую очередь дрова и древесный уголь, а также различные отходы. Характерные особенности:

1. Воздух подается в среднюю часть – непосредственно в зону горения.
2. Выход газа осуществляется ниже – через зольник.

Образуемый газ поступает на просушку и подогрев топлива в загрузочной камере.

Отличие от выше приведенных вариантов в том, что зона активности в нем намного меньше, что обуславливает меньшее время для запуска и возможность быстрой смены рабочего режима. Характерные особенности работы проявляются в следующем:

1. Воздух подается принудительно в боковой нижней части.
2. Забор газа осуществляется через газозаборную решетку – напротив приспособления для воздухоподачи.

Важно! Для установки газогенератора требуется отдельное помещение со специальными техническими условиями. Его площадь не должна быть менее 15 м 2 .

Видео описание

Видео-обзор автономного электроснабжения на дровяном газогенераторе:

Правила установки

При монтаже газогенераторных агрегатов на дровах рекомендуется соблюдать следующий ряд правил:

• Установка оборудования допускается в любом месте дома – подвале, цоколе, в комнате – а также на улице, с соблюдением техники безопасности и технических условий.
• Модели, предназначенные для загрузки дров большой длины, лучше устанавливать на улице рядом с местом хранения топлива.
• Для монтажа внутри дома лучше выбирать вариант генератора, работающего на пеллетах. Так как их хранение и эксплуатация не сопряжена с образованием мусора.
• В случае использования топочных газов для обогрева и минимального их охлаждения трубы к дому от агрегата, установленного на улице, прокладываются в теплоизоляции и под землей.

Рекомендация! Газогенераторы проявляют максимальную производительность при полной загрузке. Однако количества вырабатываемой энергии бывает избыточно много. Поэтому чтобы сохранить ее, например, для обогрева, необходимо использовать специальные теплоизолированные емкости – теплоаккумуляторы.

Видео описание

Видео о том, как работает газогенератор на дровах:

Коротко о главном

Современные модели дровяных газогенераторов настолько эффективны, что их допустимо устанавливать даже на автомобиль. Однако в большинстве случаев он является успешным способ сэкономить на топливе для отдаленных районов проживания, где кроме дров нет других видов энергоресурса, а доставлять их туда невыгодно. Упрощенно, агрегат состоит из корпуса, камеры загрузки, топки и зольника. Принцип его работы основан на термическом разложении древесины или угля при низком уровне кислорода, и последующем восстановлении – до моноксида углерода и водорода.

Топочные газы прежде чем попасть в ДВС охлаждаются, очищаются и смешиваются с кислородом. Основные плюсы газогенераторов рассматриваемого типа:

1. Большой КПД.
2. До 25 часов горения за одну загрузку.
3. Полное сжигание древесины.
4. Регулировка мощности.
5. Отсутствие вредных выбросов.
6. Экономичность.
7. Возможность использования сырой древесины.
8. Эксплуатация на других видах топлива.
9. Безопасность.
10. Большие объемы камеры.

Недостатки проявляются в высокой стоимости, энергозависимости современных моделей, возможности засорения, контроле температуры газов, ручной загрузке, необходимости применять сухое топливо. При этом существуют 3 разновидности – прямые, обратные и горизонтальные. У каждой из них есть свои плюсы, минусы и особенности применения. Установка агрегата должна выполняться в соответствии с правилами.