Газогенераторни двигатели: принцип на работа, спецификации, гориво

2024 Автор: Erin Ralphs | [email protected]. Последно модифициран: 2024-02-19 12:31

Газогенераторните двигатели имат един безспорен плюс - възобновяемо гориво, което не се подлага на предварителна обработка. Историята на използването на машини с такова оборудване е доста дълга. Сега те не са толкова популярни, колкото преди, но малко по малко се връщат в експлоатация.

Основни характеристики

Двигателят на газогенератора има няколко безспорни положителни характеристики. Първо, горивото за устройството е много евтино. Второ, по време на работа на устройството се появява пепел, която може да се използва например като тор. Трето, колата няма да изисква инсталиране на мощни химически батерии.

Газовите двигатели са доказали правото си на съществуване от много дълго време. Днес тяхната производителност, разбира се, е много по-ниска от новите модели, работещи на бензин. Въпреки това, за повечето обикновени автомобилисти те може да са подходящи. Газогенераторният блок ще позволява достигане на скорост до 100 км/ч, като приблизителният максимален пробег ще бъде около 100 км. За да увеличите този параметър, ще трябва да носитена задната седалка допълнителни чували с дърва за огрев и периодично ръчно добавяйте "гориво" към резервоара.

Как работи устройството

Принципът на работа на газогенератора е синтез-газ. Това е процес, по време на който при изгаряне на органичен материал ще се образува горим газ. За да започне такъв процес, е необходимо да се достигне желаната температура. Синтезът на газ започва, когато индикаторът достигне 1400 градуса по Целзий. Торф, въглищни брикети и някои други материали могат да се използват като гориво за двигател на газогенератор. Въпреки това, както показа практиката, дървото е най-разпространеният и удобен материал за гориво. Въпреки че тук си струва да се отбележи, че дървата за огрев имат един недостатък - намаляване на заряда на работната смес. В резултат на това мощността на инсталацията е малко намалена.

Може да се добави, че този тип двигател на дърва обикновено се използва с вече инсталиран двигател с вътрешно горене.

Технически индикатори

Ако има избор, например, между закупуване на автомобил с конвенционален двигател или с газов генератор, тогава трябва да уточните техническите данни на втория вариант.

Масата на двигателя върху дървото е достатъчно голяма, поради което част от маневреността се губи. Този недостатък става опасен, ако развиете висока скорост. Поради тази причина докарването на колата дори до 100 км/ч не е много разумно решение - трябва да шофиратепо-бавно. Има някои по-важни технически данни за такова оборудване.

Газовият двигател на дърва има по-висок коефициент на компресия от бензиновите двигатели на камиони. Що се отнася до мощността, газовият генератор, разбира се, губи от бензинов двигател.

Последната разлика, която не е в полза на бензиновия модел е товароносимостта, при която той също губи от автомобил с бензинов двигател.

Важно е също да се отбележи, че дървесният газ има ниска енергийна стойност в сравнение с природния газ. Автомобилът на дърва неизбежно ще загуби своите динамични свойства, което също трябва да се вземе предвид от водача на такова превозно средство.

Някои хора предпочитат да инсталират обемен газов генератор на ремарке, а не на самата кола. В този случай няма да е възможно бързо да се ускори и няма да работи много за маневриране. Трейлърът ще бъде един вид ограничител.

Предимства на газовите генератори

Ако говорим за предимствата на автомобилите с газогенераторни двигатели, тогава възможността за използване на възобновяеми горива без предварителна обработка веднага излиза на преден план. Например, за превръщане на биомасата в използваемо гориво, да речем етанол или биодизел, се изразходва енергия, включително енергия от CO2. Освен това в някои случаи се изразходва повече енергия за трансформацията, отколкото съдържа оригиналното вещество. Що се отнася до газовия двигател на дърва, той не изисква енергия, за да произвежда горивото си. Освен ако не трябва да режете и накълцате самите дърва за по-лесно зареждане.

Ако сравним кола с газов генератор и електрическа кола, можем да отбележим следното предимство: няма нужда от мощен химически източник на енергия - батерия. Недостатъкът на такива химически батерии е, че те имат свойството да се саморазреждат и следователно, преди да управлявате такъв автомобил, не трябва да забравяте да го заредите. Ако говорим за устройства, които генерират газ, то самите те са "естествени" батерии.

Когато е правилно сглобен и експлоатиран в превозно средство, газовият генератор ще бъде значително по-малко замърсяващ от всеки бензинов или дизелов двигател. Разбира се, в сравнение с електрическа кола, която изобщо не създава емисии, газовият генератор губи. Въпреки това, зареждането на електрически автомобили изисква много енергия и все още се произвежда по традиционни методи, които силно замърсяват въздуха.

Недостатъци на газовите генератори

Въпреки определените предимства на подобни инсталации, монтажът им все още е много индивидуално решение и не е най-оптималното. Самата газогенераторна инсталация заема много място и тежи няколкостотин килограма. В същото време цялата тази обемиста конструкция ще трябва да бъде транспортирана с вас. Големите размери на газовата инсталация се дължат на факта, че дървесният газ се характеризира с нисък специфичен енергиен коефициент. Например, можем да сравним специфичната енергийна стойност на дървесния газ, която е 5,7MJ/kg, като енергията, освободена при изгаряне на бензин, е 44 MJ/kg, или 56 MJ/kg от изгарянето на природен газ.

Автомобил, работещ на газов генератор

При работа с такъв газов двигател няма да е възможно да се постигне скорост и ускорение, възможни при използване на бензинов аналог. Проблемът е в състава на дървесния газ. Той е 50% азот, 20% въглероден оксид; останалите 18% са водород, 8% е въглероден диоксид, 4% е метан. Азотът, който заема половината от специфичната маса на газа, изобщо не е в състояние да поддържа горенето, а съединенията на основата на въглерод намаляват ефективността на горене. Голямо количество азот намалява общата мощност на такъв генератор с около 30-50 процента. Въглеродът намалява скоростта на изгаряне на газа, поради което не е възможно да се постигнат високи скорости. В резултат на това динамичните характеристики на автомобила намаляват.

Използване на газов генератор

Има още един малък проблем на автомобилите, генериращи газ, който е свързан конкретно с тяхното използване. Това е свързано с факта, че инсталацията трябва да достигне работната температура и едва тогава можете да отидете. Времето, необходимо за достигане на тази температура е приблизително 10 минути. Освен това, преди следващото зареждане на дърва за огрев, е необходимо пепелта да се почиства всеки път със шпатула. Друг проблем с поддръжката е образуването на катран. Сега вече не е толкова остър, както преди, но все пак трябва да почистите филтрите от мръсотия. Всичко това води до необходимостта от честа поддръжка.генератор.

Ако говорим като цяло за грижата за такова устройство, тогава можем да кажем това: има много проблеми с поддръжката, която напълно липсва при бензиновите двигатели.

Генераторен комплект за ЗИС-21

Както вече споменахме, основният принцип на генератора е преобразуването на твърдо гориво в газ, влизащ в цилиндрите. Газогенераторът ZIS-21 работеше предимно с горива като дъб и бреза. Понякога се използва кафяв вид въглища, тъй като е най-малко хигроскопичен и дава най-много газ на изхода.

Що се отнася до дизайна на типичен газогенератор за ZIS-21, той се състоеше от следните елементи: самият газогенератор, охладител-пречиствател, фин почистващ уред, смесител и електрически вентилатор.

Работа по инсталирането на VMS

В горната част на генератора имаше бункер, в който се зареждаше твърдо гориво. Огнището се намираше точно под самия бункер. Тук се изгаряха дърва. Тъй като старото гориво е изгоряло, е извършено „автоматично подаване“на нови дърва. Всъщност тя просто падна от бункера в горивната камера под собствената си тежест, когато пространството се освободи. Самият блок за генериране на газ се намираше от лявата страна на колата.

В същата горивна камера образуването на въглероден оксид също се получава поради изтеглянето на въздух през горящото гориво. Изсмукването на кислород е настъпило или поради разреждане в цилиндрите, или поради работата на електрическивентилатор. Тези методи бяха принудителни, но имаше инсталации с естествена въздушна тяга. В този случай обаче подготовката за старта може да отнеме до един час.

Под камината имаше тиган за пепел, както във всяка обикновена печка. Тук се натрупват продуктите на горенето. На всеки 80-100 км беше необходимо да се почиства от пепел. Тук обаче е справедливо да се каже, че този факт създава проблеми само на водача на превозното средство.

Път за газ при монтаж и почистване

Целият газ, получен при изгарянето на дърва за огрев, влезе в ризата, която заобикаля бункера. По този начин беше постигнато отопление на това отделение. Това беше необходимо за предварително изсушаване на цялата дървесина, подготвена за изгаряне. Освен това трябва да се отбележи, че след напускане на генератора газът имаше температура приблизително 110-140 градуса. Следователно той трябваше да премине през секциите на радиатора. Там той не само понижи температурата си, но и беше прочистен от тежки химически примеси по пътя.

Що се отнася до почистването, то мина така. Секциите на топлообменника за почистване бяха вътрешни перфорирани тръби. Този дизайн беше подобен на сегашните изпускателни системи. Горещият газ се разширява значително, поради което губи скоростта си на потока. Минавайки през лабиринтите от тръби, той забави още повече. Замърсяванията се отстраняват от него и остават по вътрешните стени на външните тръби на топлообменниците. Това беше последвано от фин почистващ препарат.

Заключение

В крайна сметка можем да обобщим следното. Характеристиките на газогенераторните двигатели са доста слаби в сравнение с бензиновите двигатели. Инсталацията има някои предимства, но е доста неудобна за използване, изисква постоянна и внимателна поддръжка. Освен това не ви позволява да развивате висока скорост и намалява маневреността. Поради тези причини автомобилите с такива газови генератори на практика не са много популярни.