МОТОЦИКЛ НА ДРОВАХ (ГАЗОГЕНЕРАТОР)
В связи с подорожанием топлива, отсутствием низкооктанового бензина и зверским аппетитом колясыча - собрал газогенератор. Топливо для него – сухие древесные чурки, расход – мешок чурок на 100 км. Мощность заметно упала, хоть и степень сжатия повысил до 10, максимальная скорость около 80 км/час (на очень сухих чурках).
➡ Немного теории…
Газогенератор – это установка для получения горючего газа из твердого топлива. В качестве твердого топлива, как правило, применяются местные ресурсы: уголь, торф, древесина, солома, а так же отходы деревообрабатывающих производств. Превращение твердого топлива в газообразное называется «газификацией» и заключается в сжигании топлива с поступлением количества кислорода воздуха или водяного пара, недостаточном для полного сгорания.
Транспортные газогенераторы были распространены в Европе в конце 30-х и 40-х годах 20-го века, когда много нефтяного топлива уходило на нужды армии, а народному хозяйству приходилось ездить на «дровах».
Лучше всего для транспорта подходят газогенераторы обращённого процесса. В генераторах этого типа воздух подавался в среднюю по их высоте часть, в которой и происходил процесс горения. Отбор образовавшихся газов осуществлялся ниже подвода воздуха. Активная зона занимала часть газогенератора от места подвода воздуха до колосниковой решетки, ниже которой был расположен зольник с газоотборным патрубком.
Зоны сухой перегонки и подсушки располагались выше активной зоны, поэтому влага топлива и смолы не могли выйти из газогенератора, минуя активную зону. Проходя через зону с высокой температурой, продукты сухой перегонки подвергались разложению, в результате чего количество смол в выходящем из генератора газе было незначительным. Как правило, в газогенераторах обращенного процесса газификации горячий генераторный газ использовался для подогрева топлива в бункере. Благодаря этому улучшалась осадка топлива, так как устранялось прилипание покрытых смолой чурок к стенкам бункера и тем самым повышалась устойчивость работы генератора.
Горение углерода топлива можно описать следующим образом:
С + О2 = СО2 - это полное сгорание топлива, которое сопровождается выделением углекислого газа СО2;
С + (1/2)О2 = СО - это неполное сгорание, в результате которого образуется горючий газ – оксид углерода СО.
Оба этих процесса происходят в так называемой «зоне горения» газогенератора.
Оксид углерода СО образуется также при прохождении углекислого газа СО2 сквозь слой раскаленного топлива:
С + СО2 = 2СО
В процессе участвует часть влаги топлива (или влага, подведенная извне) с образованием углекислого газа СО2, водорода Н2, и горючего оксида углерода СО.
С + Н2О = СО + Н2
СО + Н2О = СО2 + Н2
Зону, в которой протекают три описанных выше реакции называют «зоной восстановления» газогенератора. Обе зоны – горения и восстановления – несут общее название «активная зона газификации».
Примерный состав газа, полученного в газогенераторе обращенного процесса газификации при работе на древесных чурках абсолютной влажностью 20%, следующий (в % от объема):
● Водород Н2 16,1%
● Углекислый газ СО2 9,2%
● Оксид углерода СО 20,9%
● Метан СН4 2,3%
● Непредельные углеводороды СnHm (без смол) 0,2%
● Кислород О2 1,6%
● Азот N2 49,7%
Итак, генераторный газ состоит из горючих компонентов (СО, Н2, СН4, СnHm) и балласта (СО2, О2, N2, Н2О).
Полученный газогенераторный газ очищают, охлаждают и смешивают с воздухом. Для этого в состав установки вводятся: циклон, охладитель, фильтр, смеситель, вентилятор розжига.
Бензиновые двигатели, переведенные на генераторный газ без каких-либо переделок, теряли 40-50% мощности. Причинами падения мощности являлись, во-первых, низкая теплотворность и медленная скорость горения газовоздушной смеси по сравнению с бензовоздушной, а во-вторых, ухудшение наполнения цилиндров как за счет повышенной температуры газа, так и за счет сопротивления в трубопроводах, охладителе и фильтре газогенераторной установки.
Для уменьшения влияния указанных причин в конструкцию двигателей были внесены изменения. В связи с тем что газовоздушная смесь обладает высокой детонационной стойкостью, была увеличена степень сжатия. Сечение впускного трубопровода было увеличено. Для устранения подогрева газовоздушной смеси и уменьшения потерь давления впускной трубопровод устанавливали отдельно от выпускного. Эти меры позволяли сократить потери мощности до 20-30%.
Для постройки своего газогенератора «купил» старые книги, в которых есть много формул и вариантов конструкции:
http://mirknig.com/2013/05/22/gazogeneratornye_avtomobili.html
http://mirknig.com/2009/02/15/gazogeneratornye-traktory.html
➡ Эксплуатация
При первом запуске газогенератора заполняем активную зону древесным углём (потом он будет образовываться сам), загружаем в бункер сухие чурки, включаем вентилятор розжига кранами соединяем его с фильтром очистки газа, зажигаем факел смоченный в керосине и вводим его в воздухоподводящую трубу, после «схватывания» углей вынимаем факел и подсоединяем дополнительный вентилятор для быстрого розжига, через минут пять поджигая проверяем качество газа на выходе из вентилятора розжига (если стабильно горит без источника огня – можно заводить).
Запускаем двигатель на бензине, закрываем бензокраник, распределительными кранами перекрываем подачу газа к вентилятору и открываем его подачу к смесителю, прикрывая воздушную заслонку, создаём тягу газа (при этом смесь обогащается и двигатель теряет обороты), после выгорания бензина подрегулируем качество смеси (на слух).
Во избежание зависания чурок, периодически необходимо их шуровать (помогает и езда по ямкам), не допускать выгорание чурок более 66% загрузочного бункера (иначе новая партия чурок не успеет подсохнуть). Конденсат сливать почаще (с мешка чурок сливается около 0,5 л конденсата), зольник чистить через каждые 200 км. Всегда держать обороты двигателя не ниже средних (при малых оборотах ухудшается качество газа).
➡ Выводы
На 12.07.2013 пробег составил 650 км. Уже могу делать выводы.
● Достоинство: экономия денег на топливо.
● Недостатки: воняешь как копчёная колбаса, жёлтые как у курильщика руки, долгие запуски (первый раз за день - около 10 минут, потом меньше), сильное снижение мощности двигателя (много пользуюсь низшими передачами и постоянно "кручу" двигатель), перегрев двигателя в городском цикле (из-за больших оборотов), много времени уходит на заготовку топлива и обслуживание установки, очень требователен к влажности чурок.
Теперь я понимаю, почему о газогенераторах забыли как о страшном сне.
Источники:
http://oppozit.ru/article85319.html
http://www.autoblog.com/photos/wood-gas-powered-ural-motorcycle/#photo-847970