Двигатель внутреннего сгорания позволяет использовать в качестве топлива угольную пыль. В головке цилиндра размещены впускной и дополнительный выпускной клапаны, а также вихревая камера. Вихревая камера сообщается с основной камерой сгорания при помощи тангенциальных каналов и центрального канала с центральным клапаном. Последний снабжен заглушкой, перекрывающей тангенциальные каналы. В вихревой камере установлена топливная форсунка. Сгоревшие частицы угольной пыли через выпускной клапан в вихревой камере удаляются в процессе продувки. При использовании изобретения снижаются гидравлические потери при продувке. 1 ил.
Изобретение относится к машиностроению, а именно, к двигателям внутреннего сгорания. Известен двигатель внутреннего сгорания, использующий в качестве топлива угольную пыль и содержащий по меньшей мере один цилиндр с размещенным в нем поршнем, головку цилиндра с вихревой камерой, сообщенный с основной камерой сгорания при помощи тангенциальных каналов и центрального канала, в котором установлен центральный клапан и имеющий топливной форсункой, впускным клапаном и выпускным клапаном, размещаемым в вихревой камере (см. авторское свидетельство СССР N 1657696, кл. F 02 B 45/02, 1991).
www.findpatent.ru
Электромобили, вовсю размахивающие зеленым флагом экологии, потребляют электричество, выработанное путем сжигания угля в теплоэлектростанциях. Не честнее ли сразу бросать уголь в бак?
Система питания автомобиля на угле Для транспортировки угольной пыли к камере сгорания может использоваться пневматический транспорт. Функции топливного насоса в баке выполняет лента-транспортер
GM FIREBIRD II Концепт-кар 1956 года, отличался не только газотурбинным двигателем мощностью 200 л.с., но и системой автоматического управления, ориентирующейся на направляющий проводник, вмонтированный в дорожное полотно. Инженеры GM рассчитывали, что все дороги будущего будут оснащены подобными направляющими
ROVER JET1 Стал первым в мире дорожным автомобилем с газотурбинным двигателем. Во время первых испытаний родстер с характерными воздухозаборниками на бортах развил скорость 140 км/ч при оборотах турбины 50 000 об/мин. К сожалению, расход топлива (бензина или дизеля) у необычного авто оказался слишком велик для массовой модели
Адепты электрического привода для автомобилей в спорах со скептиками на первый план выдвигают экологические аргументы. Другой их козырь — освобождение от нефтяной зависимости и подготовка цивилизации к существованию без нефти. Скептики же задают энтузиастам электричества резонный вопрос — откуда возьмется электроэнергия для зарядки десятков миллионов аккумуляторов? Солнце? Ветер и гидроэнергетика? Возможно, но их развитие находится еще в начальной стадии и потребует колоссальных сдвигов в технологической области. Кроме того, многие эксперты утверждают, что развитие электротранспорта задохнется из-за острейшего дефицита редкоземельных металлов неодима и лантана. Что остается? Газ, который становится все дороже, и уголь, которого пока еще много. Особенно в Америке и Китае. Подавляющая часть электроэнергии, потребляемой этими странами, вырабатывается в результате сжигания угля в теплоэлектростанциях. Значит, электромобили, по сути, будут заправляться углем. Самым грязным видом топлива из всех известных человечеству. Автомобили на угле? А ведь это мы уже проходили…
Идея о применении угля в качестве моторного топлива возникла еще в XIX веке. Ее автором был знаменитый немецкий изобретатель Рудольф Дизель. Мало кто это знает, но дизельный двигатель создавался им специально под уголь, точнее — под угольную пыль. Разработку теоретической термодинамики дизеля и постройку действующего прототипа финансировали угольные магнаты Германии, искавшие альтернативу завозной нефти. Угольная пыль должна была вводиться в камеру сгорания вместе с воздухом и самовозгораться при сжатии смеси.
В 1893 году Дизелю удалось построить действующую модель двигателя, но во время испытаний тот взорвался. Сам изобретатель чудом избежал смерти и в дальнейшем наотрез отказался от использования угольной топливовоздушной смеси. Тем не менее опыты и исследования в области поршневых двигателей на твердом топливе продолжались. Известный немецкий инженер Рудольф Павликовский создал несколько модификаций двигателя внутреннего сгорания на угольной пыли, но все они страдали из-за высокого абразивного износа трущихся поверхностей, проблем с подачей топлива в камеру сгорания и громоздкой системы смазки. В итоге сделать надежный поршневой ДВС на доступном и недорогом угле так и не удалось.
В первой половине ХХ века уголь все-таки стал источником моторного топлива. В Германии была разработана технология производства синтетического бензина из каменного угля по методу Фишера-Тропша. Во время Второй мировой войны Третий рейх таким образом компенсировал львиную долю необходимой ему нефти. После окончания войны мировые нефтяные ресурсы значительно выросли, и дешевое топливо хлынуло на рынок. Но идея двигателя на угле не умерла, а была отложена в долгий ящик. Ящик пришлось открыть в середине 1970-х годов, и сделала это американская корпорация General Motors.
В те времена в недрах многих крупных автомобильных компаний разрабатывался целый ряд проектов, так или иначе связанных с адаптацией газотурбинных двигателей к легковым автомобилям. Руководство General Motors было уверено, что запасы нефти в мире иссякнут уже в начале XXI века, и усиленно работало над различными альтернативными силовыми установками. Кроме того, в дело все чаще вмешивалась политика: зависимость от короткого нефтяного поводка раздражала американцев. Чем Америка могла заменить ближневосточную нефть? Только собственным углем, разведанные запасы которого составляют колоссальные 500 млрд тонн. Да и удельная энергоемкость твердого черного золота из расчета количества джоулей на доллар затрат всегда была выше, чем у ископаемых углеводородов. Синтез бензина по методу Фишера-Тропша сразу был отвергнут из-за своей нерентабельности. Вот тут-то и пригодился опыт инженеров General Motors в области газотурбинных двигателей.
Всеядная турбина, в отличие от традиционного ДВС, вполне успешно могла превращать тепловую энергию твердого угля в кинетическую. Сам двигатель несложен конструктивно, легок и компактен. Но все это были лишь теоретические предпосылки. Осуществить невероятный проект угольного автомобиля было поручено команде Альберта Белла, крупнейшего специалиста по автомобильным ГТД, ранее работавшего в Chrysler вместе с Джорджем Хюбнером, создателем культового Chrysler Turbine Car. И Белл сумел это сделать. В 1978 году он представил руководству GM полноразмерный седан Cadillac Eldorado, оснащенный вместо родной четырехлитровой бензиновой «восьмерки» компактным газотурбинным мотором, работавшим на угле.
Двигатель Eldorado действительно сжигал уголь, но, конечно же, не в виде булыжников или брикетов. Топливом для него служила угольная пудра. Инженеры из команды Белла спроектировали для ее получения специальную мельницу. Помол был настолько мелким, что, по словам одного из участников проекта, Пола Ульриха, рассыпанная пудра могла часами висеть в воздухе в виде тумана. Главной задачей команды Белла было создание системы питания силовой установки. Остальные компоненты малосерийного ГТД компании Detroit Diesel Allison практически не нуждались в модернизации. Руководство корпорации настаивало на использовании максимально возможного количества стандартных узлов и деталей в конструкции угольного мотора, и это серьезно замедлило процесс разработки.
Угольная пудра под воздействием вибрации быстро слипалась в крупные комки и твердела. Поэтому топливный бак, вернее, угольный контейнер, был оборудован компактным перемешивающим устройством. С этой задачей инженеры справились довольно быстро. А вот приготовление оптимальной топливовоздушной смеси и механизм ее дозированной подачи в камеру сгорания ГТД дались разработчикам куда тяжелее. Из пяти лет работы над проектом три с половиной года команда Белла занималась исключительно этим. В итоге им все-таки удалось придумать и создать хитроумное приспособление, напоминающее с виду транспортерную ленту.
В нижнюю часть топливного контейнера, располагавшегося непосредственно под капотом, был интегрирован специальный узел — газификатор, в котором угольная пудра смешивалась с поступающим под большим давлением атмосферным воздухом из компрессора. Это был функциональный аналог обычного карбюратора. Проникновению воздуха в контейнер препятствовал электромагнитный клапан. Уголь подавался в газификатор по транспортеру отдельными маленькими порциями, но с очень большой частотой, чтобы сделать смесь максимально однородной. Нажатие на педаль акселератора вызывало ускорение движения ленты и увеличение подачи воздуха. Готовая смесь поступала через сопло инжектора в камеру сгорания ГТД, где и происходило зажигание.
Eldorado был оснащен пусковым дизелем, который автоматически выключался в момент поступления топливовоздушной смеси в камеру сгорания ГТД. Двигатель Белла даже на холостом ходу выдавал ломовой крутящий момент (после понижающего редуктора), но набор оборотов в нем происходил с большой задержкой. Задумчивость, связанная с высокими оборотами турбины и, следовательно, значительной ее инерцией, — это характерная черта всех ГТД, а в угольном варианте она проявлялась особенно сильно. Твердые микрочастицы пудры медленнее смешивались с воздухом, да и сам процесс подачи угля в газификатор был не таким быстрым, как впрыск жидкого топлива.
Еще одна общая проблема адаптации ГТД к автотранспорту — высокие рабочие обороты силовой турбины. На холостом ходу она вращается со скоростью 35 000 об/мин. Средний диапазон работы под нагрузкой — 45 000−65 000 об/мин. В экстремальных режимах турбина выдерживает до 90 000 оборотов. Традиционные ДВС работают в 15 раз медленнее. Поэтому в конструкции газотурбинного двигателя Eldorado установили промежуточный понижающий редуктор. Поток крутящего момента от него передавался на стандартную трехступенчатую автоматическую трансмиссию, далее — на карданный вал и неразрезной задний мост. На средних и высоких оборотах мотор работал достаточно экономично, но на низких был ужасно прожорлив.
По словам еще одного участника проекта Eldorado, Джона Шульта, звук работающего двигателя был не похож ни на что другое. Запускался он с характерным тракторным постукиванием пускового дизеля, которое переходило в негромкий свист турбины. В общий хор вмешивались высокочастотный звук работы миксера в топливном контейнере и шипение воздушного компрессора. На ходу автомобиль был довольно быстр, но требовал привыкания к слишком медленным откликам на подачу газа. Большой проблемой была заправка топлива в контейнер. Чрезвычайно летучая угольная пудра повисала в воздухе, покрывала руки, лицо и одежду, а отмыть ее было очень непросто. Шульт вспоминает, что весь персонал лаборатории в дни проведения стендовых испытаний напоминал бригаду шахтеров после смены.
Когда параметры топливной системы угольного Eldorado были отработаны, команда Альберта Белла оснастила аналогичной силовой установкой еще один автомобиль — Oldsmobile Delta 88. В 1981 году обе модели были показаны журналистам. На презентации вице-президент General Motors Ховард Керл заявил, что в XXI веке большинство автомобилей в Америке будет оснащаться газотурбинными двигателями на дешевой угольной пудре. Пророк из Керла оказался неважный.
Практически сразу после помпезной презентации финансирование проекта было заморожено. Технология ГТД на угле была неплохо отработана, но руководство корпорации признало ее слишком экзотической, чтобы запустить в производство. По словам Ульриха и Шульта, газотурбинный проект в начале 1990-х был передан компании Detroit Diesel Allison. Новое руководство General Motors увлеклось идеей топливных ячеек и электромобиля на батареях, а от угольного проекта отмахнулось. Сейчас, 30 лет спустя, Пол Ульрих утверждает, что газотурбинный мотор на твердом угле создать несложно, да только сейчас он уже никому не нужен.
К сожалению, от этого невероятного проекта не осталось ничего. Следы газотурбинного Oldsmobile Delta 88 затерялись на испытательном полигоне GM в Милфорде. Что же касается того первого угольного Cadillac Eldorado, то он был передан Allison вместе с документацией, и его дальнейшая судьба неизвестна.
Статья опубликована в журнале «Популярная механика» (№3, Март 2009).www.popmech.ru
Пенсионер из Великобритании решил сделать паровой автомобиль. В качестве основы он выбрал старенький Land Rover Series II, на который он установил водяной котел и топку для угля.
Источник:
Функционирует система по аналогии с обычным паровым двигателем: работать мотор заставляет образовавшийся в результате нагрева воды пар. Интересно, что топку разместили прямо в салоне, слева от водителя.
Источник:
На переделку 50-летнего внедорожника ушло более 400 часов и 24 000 фунтов стерлингов (1,9 миллиона рублей!).Наверняка, эксплуатация такого автомобиля обходится довольно дешево, но есть и ряд сопутствующих проблем.
Перед поездкой автомобиль приходится долго "раскочегаривать", в буквальном смысле этого слова. А максимальная скорость не превышает 25 км/ч.
Источник:
fishki.net
Помимо добычи из недр земли, газ для сжигания в котле отопления или ДВС можно получить из торфа, угля, древесных отходов и иных видов твердого топлива. Для этого достаточно приобрести специальный агрегат либо сделать такой газогенератор своими руками. Первый вариант обладает высокой эффективностью, но стоит немалых денег.
Гораздо проще изготовить газогенерирующую конструкцию самому из поручных материалов.
Содержание статьи:
Газогенератором называется устройство, преобразующее жидкое либо твердое горючее в газообразное состояние для дальнейшего сжигания его с целью получения тепла.
Работающие на мазуте или отработке агрегаты имеют более сложную конструкцию, нежели использующие различные виды угля или дрова. Поэтому чаще всего встречаются именно твердотопливные генераторы газа. Благо топлива для них доступно и дешево.
Галерея изображений
Фото из
Поставка газа в котел для отопления дома
Выработка газа для транспортных средств
Производство газа для с/х техники
Газовые светильники и обогреватели
В качестве твердого топлива в газовом генераторе может использоваться:
Получение газа возможно из всех этих видов горючего. Причем тепла от его сжигания получается больше, нежели от использования изначального твердого топлива. Если КПД обычного дровяного котла варьируется в пределах 60–70%, то у газогенераторного комплекса он достигает 95%.
Но здесь надо учесть один нюанс. Котел сжигает топливо для нагрева воды, а генератор газа только производит горючее. Без нагревателя, печки или ДВС толку от самодельного газогенератора будет ноль. Получаемый газ сразу должен использоваться, накапливать его в какой-либо емкости экономически невыгодно. Для этого придется монтировать дополнительное оборудование, зависящее от электропитания.
В советское время газогенераторы использовали даже для эксплуатации грузовиков, производимого газа вполне хватает для работы двигателя внутреннего сгорания
В основе работы генератора газа лежит пиролиз твердого топлива, происходящий при высоких температурах и низком содержании кислорода в топке. Внутри газогенерирующего устройства одновременно протекает несколько химических реакций.
Схема промышленного газового генератора представляет собою достаточно сложную установку с множеством отдельных устройств, в каждом из которых протекает своя операция (+)
Технологически процесс генерации горючего газа делится на три последовательно совершающихся этапа:
Фактически в блоке как такового газогенератора происходит именно первый процесс – пиролиз. Все остальное это подготовка газовой смеси для дальнейшего сжигания.
Пиролизная камера самодельного газогенератора делится на бункер с твердым топливом (1), топливник (2) и зольник (3)
На выходе из газогенерирующей установки получается горючая смесь из оксида углерода, водорода, метана и иных углеводородов. Также, в зависимости от используемого при пиролизе топлива, к ним прибавляются в различных количествах вода в виде пара, кислород, углекислый газ и азот.
Газогенераторы по устройству и технологии внутренних процессов бывают:
Различаются они точками подачи воздуха и выхода сгенерированного газа. Прямой процесс протекает при нагнетании воздушной массы снизу и выходом горючей смеси вверху конструкции.
Обращенный вариант подразумевает подачу кислорода напрямую в зону окисления. При этом она в газогенерирующем устройстве является самой горячей. Самостоятельно сделать в не впрыск достаточно сложно, поэтому такой принцип работы применяется только в промышленных установках.
При прямом газогенераторном процессе на выходе образуется большой объем смол и влаги, обращенный слишком сложен в реализации своими руками, а у горизонтального – пониженная производительность, но предельно простая конструкция (+)
При горизонтальном процессе выходной патрубок с газом расположен сразу над колосником в зоне совмещения реакций окисления и восстановления. Эта конструкция самая простая в самостоятельном исполнении.
Обойдется бытовой газогенератор заводского изготовления в 1,5–2 раза дороже обычного твердотопливного котла. Стоит ли тратиться на эту «чудо-технику»?
Среди плюсов использования газовых генераторов числится:
При использовании влажных дров генератор работать будет, но выработка газа при этом сократится на 20–25%. Падение производительности происходит из-за испарения естественной влаги из древесины. Это приводит к падению в топке температуры, что замедляет процесс пиролиза. Лучше всего поленья перед загрузкой в пиролизную камеру тщательно просушивать.
Промышленные устройства полностью автоматизированы, подача топлива в них производится шнеком из рядом расположенного контейнера. Сделанный своими руками газогенератор не радует подобной самостоятельностью, но и он достаточно прост в эксплуатации. Надо лишь раз время от времени загружать его топливом под завязку.
Рабочие температуры в газогенераторе достигают значений в 1200–1500°C, его корпус должен выполняться из выдерживающих подобные нагрузки материалов
Недостатков у газогенератора меньше, но они есть:
После “разогрева” генератор стабильно выдает определенный объем газовой смеси, которую необходимо сжигать либо выбрасывать в воздух. Чтобы сделать этот агрегат своими руками потребуются прочные газовые баллоны или толстая сталь, а это немалые деньги. Но все это окупается экономичностью генератора и дешевизной исходного топлива.
Часть моделей газогенераторов оснащается вентилятором надува воздуха, а другие нет. Первый вариант позволяет повысить мощность установки, но привязывает ее электросети. Если нужен небольшой генератор для готовки еды на природе, то можно обойтись компактным без воздушного нагнетателя агрегатом. Большинство самостоятельно сделанных газогенерирующих установок работает за счет естественной тяги.
Переносной газогенератор мощностью в 2,4 кВт, работающий на дровах, позволяет без проблем готовить обед за городом вдали от цивилизации (+)
Для обогрева частного дома нужна будет уже более мощное и энергозависимое устройство. Однако в этом случае стоит позаботиться о резервном электрогенераторе, чтобы в одночасье при аварии на сети не остаться как без электроснабжения, так и без отопления.
Чтобы разобраться, как можно сделать твердотопливный газогенератор своими руками, необходимо четко себе представлять его конструкцию. У каждого из элементов свое предназначение, даже отсутствие одного из них недопустимо.
Внутри корпуса самодельного газового генератора должен присутствовать:
В самодельном генераторе на дровах образуется достаточно высокая температура, поэтому к каждому его элементу предъявляются жесткие требования. Для корпуса используется прочная листовая сталь, а все детали внутрь подбираются максимально жаропрочные.
Чтобы обеспечить герметичность люка загрузки топлива в закрытом состоянии, крышке понадобится уплотнитель. Самый дешевый материал для этого – асбест. Однако он не отличается безвредность для здоровья людей, лучше подыскать в магазине специальные жаропрочные прокладки на основе силиконов или силикатов.
Сгенерированные в камере сгорания газы сначала смешиваются с воздухом и охлаждаются, а потом проходят очистку в фильтре из керамзита или опилок (+)
Корпус может быть как цилиндрической формы, так и прямоугольной. Нередко для упрощения работ берется пара баллонов для природного газа или железных бочек. Один из колосников внизу топки приваривается “намертво”, а второй встраивается таким образом, чтобы его можно было пошевелить. Это необходимо для очистки их от шлака и золы.
Воздухораспределительный узел находится снаружи корпуса. Он обеспечивает поступление в топку необходимых объемов кислорода, но при этом благодаря обратному клапану не выпускает из нее горючие газы.
Рассмотрим пример изготовления полезной самоделки из металлического ведра с крышкой. Сначала подготовим агрегат, который будет перерабатывать полученный из установки газ в электроэнергию.
Галерея изображений
Фото из
Переделка топливной системы электрогенератора
Модернизация воздушного фильтра агрегата
Замена пластиковых труб металлическими аналогами
Усовершенствование выхлопной трубы устройства
После подготовки потребителя к предстоящей эксплуатации можно заняться сооружением непосредственно газогенератора.
Галерея изображений
Фото из
Металлическая пластина для укрепления входа
Сверление отверстий в металлической пластине
Сверление отверстий в заготовке газогенератора
Установка входной трубки в стенку ведра
Крепление входящей трубки сварочным аппаратом
Обработка силиконовым герметиком
Специфика установки патрубка в крышке ведра
Укрепление выходной трубы вверху газогенератора
Патрубок, отводящий газ из установки, необходимо снабдить фильтром, т.к. в процессе сгорания уголь выделяет много мелкой взвеси и пыли.
Галерея изображений
Фото из
Материалы для изготовления фильтра
Формирование отверстий в банке
Внутри банки укладывается поролон
Установка фильтра для вырабатываемого газа
Завершив процесс сооружения самодельного газогенератора, надо проверить его на работоспособность.
Галерея изображений
Фото из
Подключение к электрогенератору
Загрузка топлива в топку агрегата
Проверка на утечки газоанализатором
Установка заглушки на входной патрубок
Самостоятельно сделать газогенерирующую установку можно несколькими способами. Выбор здесь зависит от наличия материалов и дальнейшего использования получаемого газа.
Для бочкового самодельного газогенератора потребуется пара емкостей в 200 л. Одну из них вставляют в другую на две трети. Образовавшееся внизу пространство будет использоваться в качестве камеры сгорания, а верхняя часть идеально подойдет под бункер для дров или пеллет.
Внутри корпуса из бочки будет происходить тление с генерацией газа, а снаружи в цилиндре из старого огнетушителя в фильтре очистки он будет очищаться от негорючих примесей
Сбоку на уровне секции пиролиза вваривается труба сечением в 50 мм для нагнетания воздуха, а ближе к крышке – газоотводящий патрубок. В дне внутренней бочки вырезается отверстие для поступления топлива в камеру сгорания, а к днищу внешней приделывается дверца поддувала.
Остается только сделать фильтры очистки газовой смеси перед передачей ее в водогрейный котел. Для этого понадобятся использованные огнетушители или отрезки трубы аналогичного размера.
Сверху их наглухо закрывают, а снизу приваривают конусную насадку, на конце которой имеется штуцер для удаления золы. Затем сбоку врезается патрубок для подачи газовой смеси на очистку, а в крышку – отвод для уже прошедшего очистку газа.
Первичное очищение газа от частиц сажи и золы происходит за счет центробежных сил в наружном фильтре для грубой очистки
Далее чтобы охладить горючий газ, делается радиатор охлаждения из нескольких труб диаметром в 10 см, которые меж собой соединяются небольшими патрубками. Для окончательного его очищения создается еще один фильтр с керамзитом, небольшими шайбами из металла или опилками внутри. Применять последний материал разрешается только при условии, что поступающий газ уже охладился, иначе дело может дойти до пожара.
Для машины или мотоцикла самодельный газогенератор делается по аналогичной схеме. Только здесь придется уменьшить размеры установки до минимума. Возить с собой тяжелый агрегат накладно, да и выглядит это не очень эстетично.
Чтобы облегчить себе работу, для автомобильной версии генератора лучше всего взять баллоны для бытового газа. Главное перед сваркой – удалить из них даже намек на пропан, иначе может произойти небольшой взрыв. Для этого необходимо открутить баллонный клапан и заполнить емкость под завязку водой.
Для охлаждения горючей смеси на выходе из установки можно приспособить обычный радиатор отопления
Изначально автомобильный газогенератор производит слишком горячие газы. Их в обязательном порядке необходимо охлаждать. Иначе при контакте с раскаленными частями двигателя они могут самопроизвольно воспламениться. Плюс, разогретое газообразное горючее имеет малую плотность, из-за чего его поджечь в цилиндрах будет попросту проблематично.
Газогенератор самодельного исполнения для автомобиля можно смонтировать в багажнике либо на прицепе. Второй способ предпочтительней благодаря:
При этом не стоит опасаться дорожных ухабов. При подпрыгивании на кочках твердое топливо в камере сгорания будет встряхиваться, что только поспособствуют его лучшему перемешиванию и горению.
Важно помнить, что вырабатываемый установкой газ не имеет запаха и ядовит. Если при сваривании своими руками металлических деталей газогенератора будут допущены ошибки, то беды не избежать. Все монтажные работы и проверку работоспособности следует производить в хорошо проветриваемой мастерской либо на улице.
Для естественного притока воздуха в камеру сгорания можно насверлить по окружности корпуса отверстий в 5 мм (+)
Растопка твердотопливного газогенератора не отличается от розжига дровяной печки. Внутрь накладываются дрова или иной вариант топлива, а затем они поджигаются лучиной. После возгорания заслонка прикрывается, чтобы ограничить в камеру горения поступление кислорода.
Чтобы генерирующая газ самоделка работала исправно, следует грамотно отрегулировать отвод получаемой газовой смеси и подачу кислорода. Прежде чем начинать мастерить газогенератор следует произвести инженерные расчеты, в которых будут учтены площадь сгорания и тип топлива, а также необходимая выходная мощность и режим работы.
Как использовать газогенератор, перерабатывающий древесный уголь, в качестве поставщика топлива для малолитражного автомобиля:
Простой газогенератор из пропановых баллонов:
Устройство дровяного генератора газа:
Двумя вышеприведенными способа можно своими руками изготовить надежный и эффективный газогенератор. Но моделей этого устройства существует гораздо больше. Одни из них сделать проще, другие сложнее. Главное при самостоятельной сборке максимум внимания уделить качеству сварных швов, иначе могут произойти утечки газа и взрыв. Если все выполнено правильно, то генерирующая газ установка исправно прослужит 10–15 лет. А потом металл корпуса начнет прогорать, и придется все делать заново.
sovet-ingenera.com
1. Сколько кг дров нужно для пробега 100км
Автомобиль жигули — «четверка» объем двигателя 1.5л, 76 лошадиных сил, коэффициент наполнения цилиндров 0.75. Потребляет на 100 км около 10 литров бензина (старые автомобили) и 20 кг дров в час если ехать со скоростью 100км в час непрерывно. Если ехать с меньшей скоростью и меньшими чем 3000 оборотов — расход меньше.Автомобиль Волга Газ 24 — «членовоз» объем двигателя 2.4 л, 105 лошадиных сил, коэффициент наполнения цилиндров 0.83. Потребляет на 100 км около 13-15 литров бензина (старые автомобили) и 36 кг дров в час если ехать со скоростью 100км в час непрерывно и оборотами 3000 двигателя.
Автомобиль ЗИЛ с объемом двигателя 6,0л, 150 лошадиных сил, коэффициент наполнения цилиндров 0,95. Потребляет на 100 км 36 литров бензина и 103 кг дров в час при оборотах двигателя 3000
Автомобиль ОКА с объемом двигателя 0.75л, 35 лошадиных сил Потребляет 4.3 литра на 100км и 10 кг дров в час при оборотах двигателя 3000 коэффициент наполнения цилиндров не нашел, посчитал на 0.75
Теперь когда мы знаем расход дров, мы можем смело посчитать размер бункера для загрузки дров. 1 кг дров порубленных на куски 5х5см имеет коэффициент наполняемости 0.5 и занимает объем бункера 5 литров более мелко порубленное топливо — например щепа имеет коэффициент наполнения 0.35 и занимает объем бункера весом 1 кг на 30% меньший — 3,5 литра. Цифры справедливы для сосны, если применять лучшее топливо: бук, граб, дуб, береза — наполнение бункера еще лучше и в такой же объем войдет больше кг, что значит более долгий пробег, если добавлять еще и пластиковый мусор — пробег еще больше, а расход дров меньше. Например на 1 мешек дров (сосна — вес мешка 13 кг) загруженных дров в ГАЗ 24 можно смело забрасывать 120 пластиковых бутылок объемом 2 литра (6 кг при весе одной бутылки 50 грамм). Что позволит нам на 46% снизить расход дров заменяя пластиковым мусором дровяной. 13 — 100% 6 — х 6х100/13 = 46.15%
Какого размера бункер делать? Умножая 1 кг на 5 литров получаем нужный нам объем бункера. Сколько вы хотите ехать до следующей загрузки топлива: час, два, три? Некоторые делают объем бункера на 500км пробега, как Веса и его ученик.
Сколько времени нужно на запуск? Газогенератор на древесном угле — 10-30 секунд Газогенератор на дровах (и мусоре) — 5-15 минут. Делается это прямо в пути на ходу путем переключения кнопкой топлив. Стоять качегарить и дуть не надо.
Так на сколько же бензин сильнее древесного газа? Любое топливо ценно двумя элементами: углеродом С и водородом Н2 сжигая которое в единицу времени и объема мы получаем теплотворность которая и движет наш автомобиль.
Теплотворность бензина 10572 ккал/кг Теплотворность древесного газа 1000 ккал/кг — (цифра колеблется до 1250 ккал/кг)
Казалось бы в 10 раз! Как оно на дровах еще едет? Но нет, забыли о том что топливо должно превратится в газовоздушную и бензовоздушную смесь. Для горения в цилиндрах нужен еще и кислород. Смесь должна поступать смешанная.
Теплотворность бензовоздушной смеси 860 ккал/кг Теплотворность газовоздушной смеси (древесный газ) 560 ккал/кг — или 64% от бензоводушной.
Цифра 64% на 36% слабее бензовоздушной. Но путем доработок и подключения современных устройств эта цифра снижается вплоть до 0. При чем стоит это не дорого и делается не сложно. Даже во времена СССР эту цифру доводили до 4% потерь от мощности бензинового двигателя.
Какое октановое число у древесного газа и как эксплуатация его сказывается на моторесурсе двигателя? У газогенераторного газа октановое число 110-120 что позитивно сказывается на моторесурсе двигателя снижая детонацию, газ не смывает масляную пленку, двигатель работает тише, ровнее. Вот тут подробно описал тем кто хочет углубиться.
Конечно же если не правильно делать газген, а в 1м3 газа содержится 3г пыли и не умело её фильтровать (не правильно делать фильтра) то все это пойдет в двигатель и будет действовать как наждак на поршни, но если все делать правильно то ни пыли ни смол не попадет в двигатель и его моторесурс будет больше чем указанный в паспорте рассчитанном для бензина.
Как часто выгружать золу? С 1кг дров пропущенном через газогенератор выделяется 1г золы. Сколько кг вы будете жечь в час и посчитайте сколько грамм золы накопиться за час день, месяц эксплуатации при вашем ежедневном пробеге.
Как часто надо менять фильтра? Раньше забивали в фильтра древесную шерсть, опилки и прочее. Сегодня фильтра делаются безсменные — менять ничего не надо.
Как выгодно ездить на дровах? Сколько стоит 1 литр бензина? 1 литр бензина = 2-3 кг дров (зависит от влажности, плотности и пр.).
sohabr.net
С. Ионес
Сегодня про них уже совсем забыли. Мы как-то уже привыкли к тому, что машина должна иметь бак, в который заливается топливо, и непременно жидкое: дизельное, бензин, сжиженный газ. Ну в крайнем случае, могут стоять баллоны со сжатым газом. А ведь ездили и на чурках, и не так уж и давно это было
В свое время идея заставить автомобильный двигатель работать не на дорогом бензине, а на дешевом твердом горючем – древесине и угле, которыми топили печи и камины, казалась очень заманчивой. Конечно, щепки и уголь прямо в цилиндры никак не положить, но можно же оснастить машину установкой, которая переработает древесину и уголь в горючий газ. На нем и будет работать двигатель. Такая установка называлась газогенератором.
Первые в мире стационарные газогенераторные установки были созданы в Германии еще на рубеже 30 – 40-х годов прошлого века. А в 1889 году фирмы «Крослей» и «Отто Дойц» взялись за разработку газогенераторов, вырабатывающих газ для двигателей внутреннего сгорания, а значит, пригодных для автомобиля. Газогенераторный транспорт появился в Европе в первые десятилетия ХХ века, но особое распространение получил во время первой и второй мировых войн в периоды острой нехватки бензина.
В нашей стране работы над автомобильными и тракторными газогенераторами начались в двадцатые годы. В отличие от других государств СССР имел достаточно развитую добычу нефти, и особых проблем с бензином не существовало. Но для освоения отдаленных районов Сибири и Севера, представлявших собой безбрежный океан бесплатной древесины, жидкое топливо требовалось завозить по железной дороге. Кроме того, бензин – стратегическое сырье, крайне необходимое армии и особенно тогдашней поршневой авиации. А гражданское население может поездить и на дровах. Эти и другие соображения предопределили многочисленные исследовательские и конструкторские работы в области создания газогенераторов.
В первой половине 30-х годов газогенераторным транспортом занималось много учреждений. Существовало специальное КБ «Газогенераторстрой», работали над ними в НАТИ, ВАММс (Всесоюзной академии моторизации и механизации Красной Армии), целом ряде институтов лесотехнического профиля.
Большой объем проведенных исследований позволил выбрать наиболее прочные и дешевые материалы для изготовления топки, определить параметры газогенераторной установки, обеспечивающие наилучшее протекание рабочего процесса. До серийного выпуска газогенераторы довели только к середине тридцатых. Их производство освоил харьковский завод «Свет шахтера».
![[b]Схема установки ЗИС-21:[/b] 1 – газогенератор; 2 – охладитель; 3 – очиститель; 4 - вентилятор; 5 - смеситель-карбюратор](/800/600/http/os1.ru/article/6308-gazgeny-tverdotoplivnye-avtomobili/Images/02.jpg)
Первыми серийными моделями установок стали «Пионер-Д8» для ЗИС-5, созданный в учреждениях лесной промышленности, и В-5 для ГАЗ-АА, детище «Газогенераторстроя». Правда, как это часто бывает с первыми, массового распространения они не получили. В 1935-1936 годах было построено всего 500 «Пионеров» и только 76 В-5. Более зрелыми оказались пришедшие на смену разработки НАТИ. Вместо В-5 «Свет шахтера» стал выпускать установку НАТИ-Г14.
Наличие промышленной газогенераторной установки, пригодной для использования на автомобиле, это еще не все. Саму машину тоже необходимо было приспособить к новому виду топлива. А уж этим занимались автозаводы. Чтобы массивная газогенераторная установка не отнимала полезную площадь у грузовой платформы, зисовцы взяли за основу для «газгена» (так впоследствии окрестили новый тип автомобиля скорые на прозвища шоферы) длиннобазное шасси ЗИС-11. Автомобиль получил индекс ЗИС-13.
Газогенераторная установка на ЗИС-13 располагалась позади кабины и за ней на длинной раме стояла обычная грузовая платформа от ЗИС-5. Серийный выпуск этой машины освоили в 1936 году. Но число «13» оказалось несчастливым. Изготовив около 900 машин, ЗИС в 1938 году сменил эту модель на ЗИС-21, оснащавшийся новой газогенераторной установкой. Ради упрощения и удешевления конструкций «двадцать первый» базировался уже на стандартном шасси ЗИС-5. Он прожил долгую жизнь: его выпускали на «Урал ЗИСе» до 1952 года.
ГАЗ с длиннобазными машинами не экспериментировал, зато сосредоточился на доводке самого газогенератора. Оценив плюсы и минусы предназначенных для полуторок моделей «Газогенераторстроя» и НАТИ, газовцы взяли их за основу и разработали собственную конструкцию. Оснащенная ею «полуторка» выпускалась с 1939 по 1946 годы под маркой ГАЗ-42. Кроме того, существовали грузовики ГАЗ-43 и ЗИС-31 с более простыми и легкими установками, работавшими на древесном угле.
Как же была устроена газогенераторная установка у советского грузовика 30 – 40-х годов? Самой характерной, бросающейся в глаза чертой были два здоровенных цилиндрических «котла», стоявших за кабиной, один из которых был побольше другого. Большой «котел» как раз и являлся газогенератором. Львиную долю объема газогенератора занимал бункер, куда через верхний загрузочный люк насыпали запас деревянных чурок или угля.
Под бункером, в нижней части генератора, располагался топливник – печь, которую топили теми же чурками или углем. Необходимый для горения воздух проходил в топливник через боковые щели или фурмы. За счет тяги, создаваемой работающим двигателем (при пуске – 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 тянуло через зольник, а затем – наверх по рубашке – простенку между бункером и наружной стенкой газогенератора. Таким образом горячий газ просушивал топливо в бункере. Из рубашки газ по трубе поступал в охладитель, обычно состоявший из радиаторов, чем-то напоминавших современные батареи центрального отопления. Они лежали на раме автомобиля под грузовой платформой.
В охладителе газ не только охлаждался, но и проходил грубую очистку от тяжелых механических примесей. Заметим, что существовали также модели газогенераторных установок, у которых вместо громоздких «батарей» применялся компактный охладитель, совмещенный с водяным радиатором автомобиля. После охладителя газ попадал в очиститель, который на описываемых 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.
Очищенный 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.
Особой процедурой был розжиг. Просто сесть, повернуть ключ зажигания и, включив стартер, запустить двигатель – с газогенераторным автомобилем так не получалось. Прежде следовало раскочегарить газогенератор. Можно было использовать естественную тягу: 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.
Быстрее удавалось запустить газогенератор с помощью 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.
В те годы аккумуляторы, а тем более мощные и надежные, были дефицитом. Проблема усугублялась тем, что «полуторки» имели крайне недолговечный стартер. Бензиновые «газики» обычно заводили с помощью рукоятки. Но создать нужную тягу в газогенераторной системе с помощью «кривого 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 совместили 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...
Слово «шоффёр» переводится с французского как «кочегар». Так называли водителей древних паровых экипажей. На газогенераторном автомобиле профессии шофера и кочегара снова срослись в единое целое. Скажем, дозаправка «газгена» могла осуществляться так: остановился на обочине, взял топор, нарубил дров, положил их в верхний загрузочный люк бункера.
Эксплуатация газогенераторной техники сопровождалась частой и неприятной процедурой чистки зольника, очистителя, охладителя. Здесь водитель или слесарь автобазы выступал в роли трубочиста. 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.
Кроме этого, следовало 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. При резкой остановке мотора в лучшем случае происходил сильный выброс ядовитого газа, а в худшем – пожар.
Между прочим, пожарная безопасность «газгенов» являлась особой проблемой. 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.
Чтобы сделать из обычного грузовика газогенераторный, заводы в основном изменяли два параметра – степень сжатия двигателя и передаточное число главной пары. При переводе двигателя на генераторный газ его мощность по сравнению с бензиновым снижалась на 35 – 40%. С этим боролись путем весьма существенного повышения степени сжатия. У мотора ГАЗ-ММ ее увеличили с 4,6 до 6,5, а у мотора ЗИС-5 – с 4,6 до 7. Иначе говоря, степень сжатия у «газгенов» была даже выше, чем у грузовых бензиновых моторов последнего поколения.
Несмотря на все хитрости, мощность оставалась слишком скромной для грузовика. У ГАЗ-42 она 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. Максимальная скорость таких машин составляла 40 – 50 км/ч, а запаса дров без «подзаправки» хватало всего на 60 – 70 км пути. Потерю мощности пытались смягчить увеличением передаточного числа главной передачи. Например, у газовской машины его подняли с 6,6 до 7,5.
Из-за низкой мощности двигателя и плохих тяговых показателей газогенератор не подошел таким машинам, как тяжелый грузовик ЯГ-4 или полугусеничный ГАЗ-60. Кроме того, массивная газогенераторная установка весила 400 – 500 кг, и грузоподъемность автомобиля сокращалась примерно на полтонны. Особенно ощутимо это было для 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.
Несмотря на все свои недостатки, газогенераторная техника сыграла заметную роль в истории нашей страны. В годы войны «газгены» 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 «газгенам» перестали прощать их «минусы». Более перспективным видом газового транспорта стали считать газобаллонные автомобили.
Сегодня некоторые инженеры испытывают ностальгию по забытым техническим идеям. Совсем недавно, лет семь назад, были построены стационарные теплоэлектроагрегат на генераторном газе и транспортная газогенераторная установка. Последнюю установили и испытывали на шасси ЗИЛ-130. Его даже сопроводили экономическим расчетом, показывающим, насколько генераторный газ дешевле бензина А-76. Можно, конечно, предположить, что современные материалы и технологии позволят излечить некоторые старые недостатки и вернуть к жизни газогенераторную технику. Но, честно говоря, в такую перспективу что-то не верится.
os1.ru
Как оказывается древесный уголь — очень полезная вещь с широким спектром применения, с его помощью можно запустить даже двигатель внутреннего сгорания без особых модификаций последнего. Исследуя тему альтернативных источников энергии я нашел много теоретических расчетов, но мало практически выполненных и функционирующих самоделок. Сам же я хотел сделать простую в исполнении и действенную поделку, поэтому остановился на старом добром газогенераторе использующим древесный уголь как топливо.
Ознакомившись с теорией и несколькими уже воплощенными концепциями, я сделал собственный газогенератор и успешно подключил его к генератору электроэнергии. Моя поделка собрана можно сказать из мусора: металлического ведра с крышкой, старых клапанов, фитингов, и полимерных шлангов. И хотя мой прототип требует доработки и последующей модификации, но он действительно работает, дешев и прост в изготовлении.
Данная газогенераторная поделка вырабатывает из угля горючий газ, на котором с успехом работают инструменты с двигателем внутреннего сгорания. Вследствие этого она имеет широкий потенциал применения на садовом участке, дачном домике, в лесу и т.д. без нужды в бензине, линиях электропередач или промышленном газе. Еще больший потенциал применения она может найти в странах третьего мира, в местах пострадавших от катаклизмов, в удаленных уголках мира и т.д.
Шаг 1: Немного теории
modelist-konstruktor.com
