rss

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.

---

Комментарии:

  1. И,всё-таки есть над чем поразмышлять.Современные возможности и достижения в науке и технике могли бы позволить создать более совершенные газогенераторные установки.Используя дрова в России леса не пострадают больше,чем от пожаров и браконьерской рубки. А если посмотреть в глубь леса,то там(особенно в тайге) столько валежника,брошенных складов с ранее поваленным лесом,что очищая леса от этого хлама, леса не только не пострадаю,наоборот -очистятся.И этих дров хватит на многие годы прежде,чем начнется валка леса для выработки газа.Для тех мест,где много леса и выпускать такие автомобили.Это моё мнение.Мне пришлось в молодости пора ботать на таких автомобилях.С ностальгией вспоминаю.

    — Петр · фев 16, 21:03 · #

  2. Предлагаю укомплектовать газогенераторными установками двигатели Стирлинга, а точнее Стирлинг-генераторами, вырабатывающими электрический ток при нагревании их головки, которую размещают в термокорпусе. У них очень большой К.П.Д.-55,и более%. при этом они работают почти бесшумно, имеют гигантский рабочий ресурс сегодня он составляет(50000 часов непрерывного хода без ремонта). При этом автомобиль укомплектованый ими становится еще и передвижной электростанцией, оснащенной для движения мотор-колесами, увеличивающими “свободное пространство” внутри автомобиля. Благодарю.

    — Владислав · сен 3, 09:09 · #

  3. Полностью поддерживаю ! ! !
    В подобной сфере деятельности, учитывая новейшии
    технологии много перспектив в том -числе экологических. БУДУ РАД К СОТРУДНИЧЕСТВУ ! ! !

    — Владимир Калуга · фев 1, 19:03 · #

  4. Добыча нефти еще крайне подросла, но бензин перестал “стоить копейки”. Так что самое время вернуться в будущее. Я бы поэкспериментировал )))

    — В. Попов · апр 11, 16:24 · #

  5. Любые начинания могут беспардонно пресечься, учитывая возможности бензюков , которые сосут из трубы нефть а из народа деньги дек. 11

    — Сергей · дек 11, 10:51 · #

  6. Любые начинания могут беспардонно пресечься, учитывая возможности бензюков , которые сосут из трубы нефть а из народа деньги

    — Сергей · дек 11, 10:53 · #

  7. Сделал газогенератор,испытал на улице без комплектации фильтрами. В баке дров происходило зависание топлива до камеры сгорания из-за смолистых выделений. Необходимы очень сухие дрова. Бак должен быть очень гладкий изнутри ,что бы избежать зависание. Лучше использовать нержавейку. Имеет значение зона восстановления. Если она мала,то газ не будет производиться,или будет,но в малых объемах. Не простое дело сделать работающую модель. Металл дорогой и возможность сделать неправильно равна 70%. Переделка опять оттянет средства. Нет чертежей с размерами и описанием материалов и с фото. Жаль. Если кто то и предлагает,то за деньги и нет уверенности,что он будет работать и долговечно.. Вот так.. Но я не останавливаюсь,победа близка.))

    — Ульянов Александр · май 5, 13:27 · #

  8. Извините, я бы предложил иготовить бак, в виде усеченного конуса, для устранения зависания топлива.

    — Сергей · дек 25, 19:58 · #

 


---