Skip to main content

Автомобиль на дровах принцип действия

Все о ремонте, тюнинге, устройстве, эксплуатации автомобиля, советы, автоновости, автофакты

Для многих автолюбителей бензин представляется единственным возможным видом топлива для транспортных средств. Но массовое расточительное использование нефти и производимого из нее топлива не только загрязняет воздух вокруг автомобиля, но и способствует разрушению озонового слоя и усугублению парникового эффекта. Нефть, пролитая на грунт, лишает почву полезных плодородных свойств на многие годы. Но больше всего от загрязнения нефтесодержащими продуктами страдают водные запасы земли.

По этой причине не одно десятилетие ученые посвящают поиску альтернативных способов обеспечить работу двигателя авто. Немало успехов было достигнуто в сфере строительства электромобилей. Но, к сожалению, переоборудование и обслуживание такого авто обходиться владельцу в кругленькую сумму. Именно поэтому автомобилисты-любители и экспериментаторы решили вновь вернуться к старому забытому виду топлива для авто – дровам.

Автомобиль на дровах

Когда появился автомобиль на дровах?

Никаким новшеством автомобиль, работающий на дровах, не является. Изобретение классической модели газогенераторного двигателя автомобиля датируется 1900 годом и произошло во Франции. Апогей популярности технологии припадает на первую половину 20 века. Современная конструкция газогенераторного автомобиля, которая не подверглась существенным изменениям по сей день, была разработана немецким ученым Жоржем Эмбер в 20-х годах 20 века. Двигатель на дровах для автомобиля позволял передвигаться на внушительное расстояние и развивать максимально возможную на то время скорость.

Известно, что во времена Второй Мировой войны практически 100% гражданских автомобилей, в том числе автобусов, тракторов, мотоциклов, были оборудованы газогенераторным двигателем. Жидкое топливо изготовлялось исключительно для военной техники и транспорта, поскольку дозаправка газогенераторного двигателя требует больше времени и усилий. В прошлом веке целесообразность использования газогенераторных установок была продиктована экономической необходимостью и доступностью сырья. В настоящее время к экономической выгоде прибавляется забота об экологической безопасности планеты.

На сегодняшний день автомобили, работающие на дровах также популярны во многих странах. Практически весь транспорт в сельской местности Северной Кореи заправляется дровами. Также активной пропагандой газогенераторных двигателей занимается правительство Швеции, Филиппин, Китая и ЮАР. Такое распространение технологии в перечисленных странах обусловлено экономической доступностью твердого топлива для местных жителей и серьезным отношением к сохранению экосистем.

Северокорейский автомобиль с газогенераторной установкой

Принцип действия газогенераторного двигателя

Использовать древесину для образования горючего газа, способного отопить помещение или разогреть кухонную плиту, человечество начало еще в 19 веке. Спустя пол столетия принцип образования газа в специальной емкости стал применяться в автомобильных двигателях внутреннего сгорания. К кузову авто прикрепляли отдельный металлический бак, в который помещали дрова. Процесс интенсивного горения принудительно сдерживали за счет малого содержания кислорода внутри устройства. Таким образом достигалось экономичное использование древесины, стружки или угля. Образованный газ направлялся в камеру двигателя внутреннего сгорания, где преобразовывался в механическую энергию.

Принцип работы газогенераторной установки

Особенностью газогенераторной системы является:

  • Экономичное потребление ресурсов;
  • Отсутствие вредных токсичных выхлопов – продуктами распада являются кислород и двуокись углерода;
  • Невысокая стоимость топлива;
  • Простота конструкции;
  • Несложная система переоборудования.

Технические возможности газогенераторных двигателей

Новая волна внимания к газогенераторным двигателям началась после того, как появились единичные случаи переоборудования нашими соотечественниками собственных авто на дровах производства СССР. Среди наиболее распространенных переделанных марок – ВАЗ, ГАЗ, Лада и другие. Это объясняется тем, что простое и понятное устройство отечественных марок позволяет автомобилистам-любителям, механикам и экспериментаторам достаточно легко переоборудовать авто на дровах своими руками.

По словам успешных владельцев переоборудованных машин, каждый сможет обзавестись новомодной моделью авто на дровах, чертежи которого вполне доступны для конструктора-любителя.

Согласно испытаниям расход твердого топлива составляет 20 килограмм дров на 100 километров. Если использовать древесный уголь, расход сокращается вдвое – всего 1 кг на 100 километров. Если перевести показатели в бензиновый эквивалент, то 2 килограмма дров соответствуют литру жидкого топлива. Но в финансовом плане применение дров экономичней в 4 и более раз. С такими показателями расхода твердого топлива автомобиль способен разогнаться до скорости 100 км/час за полторы минуты.

Современная газогенераторная установка для автомобиля

Конструкционно двигатель газогенераторного автомобиля ничем не отличается. Если же говорить о внешнем виде авто на дровах, на фото четко видно специальную емкость для процесса сжигания дров, прикрепленную к задней части кузова. Также практикуется помещение бака внутри багажника или вместо заднего сидения. Некоторые изобретатели также варьируют место расположения топливных запасов, вплоть до использования прицепа для хранения дров. Такое решение удачно для длительных поездок в пустынных местах.

Преимущества газогенераторных автомобилей

Преимущества говорят сами за себя:

  • Невиданная доселе экономия топлива;
  • Полностью безвредные выхлопы – CO2 и O2;
  • Доступность и невысокая цена дров;
  • Идентичность технических и скоростных показателей при езде на бензине и на дровах;
  • Безопасность для человека;
  • Простота монтажа и эксплуатации.

В реальной ситуации, найти нужное количество дров бывает достаточно нелегко на трассе, если у вас закончилось топливо. Но как альтернативный способ обеспечить работу двигателя внутреннего сгорания газогенераторный способ заслуживает не меньше внимания, чем электрические двигатели. Применение автомобилей на дровах в сельской местности имеет неоспоримое преимущество и целесообразность.

Читайте также:  Признаки износа диска сцепления

Отгремела Великая Отечественная война. Помимо множества проблем, свалившихся на СССР, была и острая нехватка жидкого топлива. Ситуация требовала экстренного решения. И тогда советский автопром пошел по новому для себя пути – газогенераторному.

Послевоенный кризис

В конце ноября 1941 года из авиабомбового завода №316 было создано предприятие по разработке и производству силовых агрегатов для авто, а также трансмиссий к танкам. Так, благодаря решению Государственного Комитета Обороны появился Миасский завод.

Задачи и сроки их исполнения перед предприятием поставили жесткие. Поэтому уже в начале весны 1942 года заводчане выдали готовое поршневое кольцо для нового двигателя ЗиС-5. А их коллеги еще спустя короткое время продемонстрировали трансмиссию. Вообще, только за тот год предприятие произвело порядка 9 тысяч моторов и примерно 15 тысяч коробок передач. Кроме этого на заводе трудились специалисты конструкторско-экспериментального отдела (с февраля 1942 года) под началом инженера А.С.Айзенберга.

Любопытно, что пока шла война, КЭО занимался лишь подготовкой документации. Его звездный час пришелся на послевоенные годы. Тогда страна начала испытывать сильный бензиновый голод. Образовавшийся дефицит требовалось срочно устранить. И тогда на арену вышел Уральский автомобильный завод (тот самый, расположенный в городе Миасс). Хотя многие советские предприятия пытались решить проблему, разведывая газогенераторное направление, роль ведущей скрипки отдали именно УралАзу.

По решению Наркомата (ноябрь 1946 года) предприятие начало налаживать выпуск грузовиков на базе ЗиС-5, оснащенных газогенераторной установкой.

Надо сказать пару слов о том, что представляла собой газогенераторная установка. Она состояла из самого газогенератора обращенного процесса газификации с центробежным нагнетателем. Кроме этого в состав системы входили: циклонный очиститель для грубой очистки газа (до него – охладитель), фильтры для тонкой очистки, вентилятор розжига, смеситель и предпусковой подогреватель (с начала 50-х годов).

Газогенератор ставили справой стороны. Поэтому пассажирская дверь являлась по совместительству и водительской. А вот фильтры тонкой очистки размещали с противоположной стороны. Газогенератор и центробежный нагнетатель соединялись друг с другом при помощи трубы, подводящей воздух. А крепились они (плюс фильтр) на раме двумя балками. Охладитель ставили под платформой вдоль рамы. Фильтры тонкой очистки, смеситель и вентилятор соединялись специальной составной трубой. Кстати, а вентилятор и подогреватель создатели "прописали"слева, немного выше подножки.

Вся эта "адская машина" в печи перерабатывала дрова, получая энергию, которая и приводила в действие авто.

Первопроходец

Пионером стал ЗиС-21А. Его оснастили деревянной кабиной и выгнутыми крыльями. В движение первопроходца приводил газ, получаемый из сожженных поленьев. А поскольку тогда еще точно не знали, каким аппетитом отличается автомобиль, испытания проходили в лесистых районах с налаженной инфраструктурой. Именно древесина стала единственным источником энергии для всего газогенераторного направления. Надо сказать, что в качестве топлива использовались не только поленья, но и любые отходы лесной промышленности.

Единственно требование, которое к ним предъявлялось – отсутствие гнили. Опытным путем удалось установить, что наилучшие результаты автомобили показывали, питаясь дубом, ясенем, буком и березой. Чурки, приготовленные для заправки печки были прямоугольными, а ширина стороны равнялась 6 сантиметрам. Чуть хуже "переваривались" опилки, шишки, солома, кора и лузга. Перед применением их спрессовывали в подходящие по размерам брикеты.

Пока шли испытания, на предприятии соорудили особые сушилки, точнее шахтно-вертикальные печи. С их помощью удавалось получить порядка 20 кубометров годного для использования топлива.

Казалось бы, для нашей страны, богатой лесами, газогенераторные установки – выход из затруднительного положения. Но вскоре вскрылись проблемы. Во-первых, грузовики, питавшиеся "шишками" могли увезти лишь 2,5 тонны. Поскольку им приходилось на себе возить большой запас древесины. Во-вторых, поленья не могли обеспечить работу мотора на полную мощность. Так что выхлоп составлял 45 л.с., а скорость не превышала скромные 48 км/ч. В-третьих, водителю часто приходилось останавливаться, чтобы подбросить в печь новые дрова, а заодно кочергой перемешать догорающие.

Но сдаваться конструкторы и инженеры не собирались. Они всеми силами пытались модернизировать не только сами газогенераторные установки, но и автомобили. Первым делом они усилили шкворневой узел переднего моста и полуоси заднего, а также редуктора. Затем внедрили гидравлический привод тормозов на все колеса. В силовой агрегат установили сменные тонкостенные вкладыши опор коленчатого вала и шатунов. После этого прокачали машины модернизированным центробежно-вакуумным автоматом опережения зажигания.

А топливный бак переместили из-под водительского кресла на левый лонжерон рамы, то есть под грузовую платформу. И уже в 1949 году Центральный научно-исследовательский институт механизации и энергетики лесной промышленности Советского Союз начинает работу над новой установкой. Вскоре комиссии был представлена новая древесно-угольная система – ЦНИИМЭ-16. Ее решено было ставить на ЗиС-21А. После многочисленных испытаний, грузовик был отправлен по маршруту Москва – Минск и обратно. Автомобиль не подвел. Единственный минус – средняя скорость, которая составила 40 км/ч.

В нетронутом состоянии ЦНИИМЭ-16 продержалась недолго. На боевом посту ее сменила установка Г-78А. А ЗиС-21А уступил место УралЗиСу-352Л. Что касается системы Г-78А, ее главным преимуществом перед предшественником стало то, что она могла перерабатывать и сырую древесину, и гнилую. Да и весила она сотню килограммов дешевле. Еще одно отличие заключалось в предварительной очистке газа, которая проходила при использовании циклона. У предыдущей версии за этот процесс отвечал специальный охладитель. Кроме этого УралЗиС-352 получил предпусковой прогрев силового агрегата, который также работал на генераторном газе.

Читайте также:  Замена штатного ксенона на светодиоды

Грузовик весил более 3,5 тонн, а его грузоподъемность осталась на прежнем уровне – 2,5 тонны. Зато двигатель стал чуточку мощнее – 48 л.с., что позволяло автомобилю развить максимальную скорость в 53 км/ч. Но для этого требовалось много топлива. Поэтому на заводе рекомендовали не разгоняться свыше 47 км/ч.

А теперь пару слов о прожорливости. В среднем на 100 километров пробега при скорости в 45-47 км/ч газогенераторный грузовик потреблял 150-160 килограммов поленьев или брикетов. Соответственно, чем выше была его скорость, тем больше уходило древесного "топлива".

…По большому счету, УралЗиС-352Л стал последним серийным грузовиком, работавшим на дровах. Его производство продолжалось с 1952 по 1956 годы. За это время было создано порядка 10 тысяч таких удивительных автомобилей.

Правда, еще 1955 году полным ходом шла работа над новым газогенераторным грузовиком – УралЗиС-356. Но приказ сверху не позволил проекту шагнуть дальше бумаги.

Конвейер по сборке УралЗиС-352Л остановился в самом начале 1956 года. На этом эпоха газа, получаемого из древесины, была официально завершена. В стране ликвидировали дефицит привычного топлива, так что газогенераторное направление признали тупиковым.

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.

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.

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.

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.

Читайте также:  Как отшлифовать поцарапанное стекло

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.

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»).

Дровяные машины сегодня

К счастью, главное достоинство газогенераторных автомобилей — независимость от сети АЗС, сегодня стало малоактуальным. Однако в свете современных экологических веяний на первый план вышло другое достоинство автомобилей на дровах — работа на возобновляемом топливе без какой-либо его химической подготовки, без дополнительной траты энергии на производство топлива. Как показывают теоретические расчеты и практические испытания, мотор на дровах меньше вредит атмосфере своими выбросами, чем аналогичных двигатель, но уже работающий на бензине или солярке. Содержание выхлопных газов очень схоже с выбросами ДВС, работающих на природном газе.

И тем не менее тема с автомобилями на дровах утратила свою былую популярность. Забыть о газогенераторах не дают в основном инженеры-энтузиасты, которые ради экономии на топливе или в качестве эксперимента переоборудуют свои личные машины для работы на генераторном газе. На постсоветском пространстве есть удачные примеры «газгенов» на базе легковушек АЗЛК-2141 и ГАЗ-24, грузовика ГАЗ-52, микроавтобуса РАФ-2203 и пр. По словам конструкторов, их творения могут проезжать на одной заправке до 120 км со скоростью 80-90 км/ч.

К примеру, переведенный житомирскими инженерами в 2009 году на дрова ГАЗ-52 расходует около 50 кг древесных чурок на 100 км пробега. По словам конструкторов, подкидывать дровишки нужно каждые 75-80 км. Газогенераторная установка традиционно для грузовиков расположилась между кабиной и кузовом. После розжига топки должно пройти около 20 минут, прежде чем ГАЗ-52 сможет начинать движение (в первые минуты работы генератора выработанный им газ не имеет нужных горючих свойств). По расчетам разработчиков, 1 км на дровах обходится в 3-4 раза дешевле, чем на дизельном топливе или бензине.

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

Единственная на сегодняшний день страна, в которой массово используются автомобили на дровах, — это Северная Корея. В связи с тотальной мировой изоляцией там наблюдается определенный дефицит жидкого топлива. И дрова снова приходят на выручку тем, кто оказался в нелегком положении.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock detector