Как сделать газогенератор для автомобиля своими руками

Эта статья – для мастеровитых энтузиастов, не жалеющих времени и сил для достижения результата. Зачем такая преамбула? Потому что здесь пойдет речь о том, как сделать газогенератор своими руками. Это довольно сложный агрегат, вырабатывающий из дров и угля горючее, способное заменить традиционные виды топлива – бензин в автомобиле и природный газ в доме. Мы познакомим вас с устройством газгена и трудностями, связанными с его изготовлением, установкой и эксплуатацией.

Схема газогенератора и принцип работы

Углерод – это основа всей биомассы нашей планеты, в том числе древесины и различных углей, в который превратились спрессованные растения за миллионы лет. В отопительных котлах и двигателях внутреннего сгорания (ДВС) мы сжигаем углеводороды, добываемые из недр земли: метан, пропан и бензин. Они дорожают с каждым годом, заставляя домашних умельцев искать новые пути с помощью старых изобретений. Одно из них – автомобили с газогенераторами на дровах, появившиеся в начале прошлого столетия.

В первой половине 20-го века дровяными агрегатами оснащались легковые и грузовые авто

Суть идеи в том, чтобы путем пиролиза получать из дерева газообразную горючую смесь, состоящую из нескольких соединений на основе углерода:

• угарный газ (СО);
• водород в свободном виде (Н₂);
• всем известный метан (СН₄);
• другие углеводородные соединения (общая формула — CnHm).

Примечание. Основным горючим компонентом смеси является окись углерода СО, доля остальных веществ из приведенного перечня невелика. Присутствуют в ней и другие газы, называемые балластными, – азот, углекислый газ (СО₂) и водяной пар. Данные о процентном соотношении веществ в конечном продукте и его теплотворной способности представлены в таблице:

Для выделения газообразного топлива служит пиролизный газогенератор на дровах (иначе – газген), чье устройство показано на схеме. Это закрытая емкость с колосниками, заполняемая твердым топливом через верхний бункер, вместо дымохода – патрубок выхода газовой смеси. Принцип работы газгена следующий:

1. Розжиг и горение массива дров происходит снизу, над колосниками. В камеру через фурмы вдувается воздух в ограниченном количестве (35% от нужного для полного сжигания объема).
2. В зоне горения выделяется большое количество тепла и в результате реакции кислорода с углеродом образуется углекислота СО₂. Содержание угарного газа и других воспламеняющихся веществ здесь невелико.
3. В зоне восстановления (газификации) под воздействием высокой температуры углекислый газ насыщается углеродом из древесины и превращается в горючее соединение – СО. Здесь же происходит разложение водяного пара и образование свободного водорода.
4. Раскаленные газы, проходя через верхние слои топлива, подсушивают дерево и заставляют его превращаться в полукокс (сухая перегонка), благодаря чему выделяется больше углерода.
5. Газовая смесь покидает корпус газгена и отправляется на последующую очистку для подачи в двигатель внутреннего сгорания или котел.

Функциональная схема газогенератора прямого процесса

Для справки. Восстановление углекислоты (преобразование в СО) протекает с поглощением тепла, выделяемого в процессе горения. Кстати, между зонами нет четких границ и на чертеже они показаны условно.

Для ясности мы описали генерацию горючего путем прямого процесса газификации, когда массив топлива движется навстречу воздушному потоку. Существуют и другие способы – обращенный процесс (воздух продувается сверху вниз) и горизонтальный метод, показанный выше на схеме газогенератора. Если вы хотите подробно разобраться в теоретических моментах, предлагаем посмотреть следующее видео:

Конструкция установки

Чтобы успешно эксплуатировать авто на дровах или сжигать полученное топливо в котле, одного газогенератора недостаточно. Дело в том, что помимо балластных газов, самодельное горючее содержит летучие примеси и смолы, проще говоря, — дым и сажу. Ни автомобильный мотор, ни горелочное устройство котла не рассчитано на такое топливо и быстро выйдет из строя. Поэтому была придумана система фильтрования, входящая в состав газогенераторной установки и включающая 3 дополнительных агрегата:

• фильтр грубой очистки – циклон;
• радиатор – охладитель;
• фильтр тонкой очистки.

Очередность размещения этих элементов показана на технологической схеме:

Циклон для газогенератора представляет собой вертикальный цилиндр с двумя патрубками и конусом на конце, как показано на чертеже. Загрязненная газовая смесь, попадая внутрь него, движется по кругу на высокой скорости, за счет чего крупные и средние частицы золы отбрасываются на стенки центробежной силой и выводятся через отверстие в конусе.

Схема работы циклона, который очищает силовой газ от примесей

Чем выше температура газа, тем меньше его плотность. Это значит, что горючее на выходе из газгена нельзя использовать в ДВС без предварительного охлаждения, иначе оно просто не воспламенится в цилиндрах. Поэтому в промышленных газогенераторных установках сразу после циклона ставится воздушный либо водяной теплообменник, а следом – компрессор, нагнетающий охлажденную газовую смесь в распределительную емкость.

В конце технологической цепочки стоит фильтр тонкой очистки, удаляющий из полученного топлива мелкие частицы сажи и золы. Пример такого агрегата – так называемый скруббер, в котором газы очищаются за счет продувания через воду. Теперь, когда мы разобрались с технологией производства горючего, можно сделать собственную недорогую установку, способную обеспечить работу двигателя внутреннего сгорания на дровах.

Самодельный газген, изготовленный заграничными коллегами

Изготовление газгена для автомобиля

Перед тем как сделать работоспособный газогенератор для автомобиля, предлагаем ознакомиться с некоторыми рекомендациями:

1. Организовать подачу силового газа в современном авто с инжектором – задача непростая. Придется менять настройки контроллера (прошивку), иначе мотор на древесном топливе работать не будет. Нужна машина со старой системой топливоподачи – карбюратором.
2. Чем больше мощность и рабочий объем двигателя, тем выше производительность должна быть у газогенератора. Соответственно, он вырастет в размерах.
3. Чтобы уместить установку в багажник легкового авто, потребуется вырезать часть днища. Если вы не хотите затрагивать кузов, то сразу планируйте ставить дровяной генератор с фильтрами и охладителем на прицеп.
4. Для изготовления камеры газификации, где температура превышает 1000 °С, применяйте низкоуглеродистую толстую сталь (4—5 мм).
5. Чтобы уменьшить содержание смол в газовой смеси, делайте камеру с горловиной, как это показано на чертеже.

Важный момент. Не стоит увеличивать диаметр камеры газификации (на чертеже он равен 340 мм) с целью добиться большей производительности. Прирост получится мизерный, а качество переработки древесины ухудшится. А вот высоту 183 см выдерживать не обязательно, разве что вы поставите агрегат на прицеп или на раму грузовика. Топливный бункер и зольник можно укоротить.

Для сборки внутренней части автомобильного газогенератора (бункера) сгодится старый пропановый баллон, ресивер от грузовика КаМАЗ или толстостенная труба. Учитывая, что диаметр стального сосуда равен 300 мм, остальные размеры нужно пропорционально уменьшить. Исключение – камера газификации, ее минимальный диаметр составляет 140 мм. На кожух и крышку генератора пойдет металл толщиной 1.5 мм. Последняя уплотняется графитно-асбестовым шнуром.

Варианты охладителей горючей смеси из автомобильного радиатора и батареи отопления

Сопутствующие агрегаты – фильтры и охладители – делаются так:

1. Циклон сварите из отработавшего огнетушителя или отрезка трубы диаметром 10 см, как это изображено на чертеже. Входной патрубок приделайте сбоку, выпускной – сверху.
2. Охладитель силового газа лучше сделать из стальных труб в виде змеевика. Есть и другие варианты: использование старых конвекторов, батарей отопления и радиаторов.
3. Фильтр тонкой очистки изготовьте из любой цилиндрической емкости (например, бочки), наполненной базальтовым волокном.

Более детальную информацию о сборке газогенератора своими силами вы получите, посмотрев видео:

Для розжига и запуска газгена вам потребуется вентилятор в виде улитки, устанавливаемый в моторном отсеке (для испытаний сойдет и бытовой пылесос). К нему требование простое: детали, соприкасающиеся с газовой смесью, должны быть металлическими. Топливная магистраль, ведущая к карбюратору, прокладывается под днищем авто и выполняется из стальной трубы.

Для справки. Если вместо дров использовать древесный уголь, то примесей на выходе газогенератора будет значительно меньше, что хорошо для двигателя. Такое топливо выжигается из дерева по простой технологии – в закрытой бочке или яме.

Подключение и запуск ДВС

Поскольку теплотворная способность генерируемого из дров топлива гораздо ниже, чем у бензина, то для нормальной работы мотора соотношение воздух/горючее нужно изменить. Для этого придется смастерить смеситель и поставить его на впускном тракте. Простейший вид смесителя – воздушная заслонка, управляемая тягой из салона.

Завести холодный мотор на дровах – та еще задачка. Поэтому не стоит полностью отказываться от бензина, а подавать его только во время запуска, а потом переходить на горючее, вырабатываемое газгеном. Чтобы реализовать переключение на разные виды топлива, изготовьте смеситель по схеме, предложенной в книге И. С. Мезина «Транспортные газогенераторы»:

Примечание. В этой же книге вы найдете массу полезной информации касательно получения газообразного топлива из различных видов древесины и угля.

Теперь про особенности пуска и работы ДВС на древесине и угле:

• размер дров, загружаемых в бункер, не должен превышать 6 см;
• сырую древесину применять нельзя, поскольку вся выделяемая теплота уйдет на испарение воды и процесс пиролиза будет крайне вялым;
• розжиг производится через специальное отверстие с обратным клапаном при включенном вентиляторе не позже чем за 20 минут до поездки;
• мощность мотора снижается примерно на 50% по сравнению с ездой на бензине;
• из предыдущего пункта вытекает, что ресурс работы двигателя на самодельном горючем тоже уменьшается.

Примечательно, что после кратковременных стоянок машина спокойно заводится от газгена, без перехода на бензин. После длительного простоя потребуется 5—10 минут на повторный розжиг установки. Как происходит запуск двигателя авто от самодельного газогенератора на дровах, смотрите в следующем видеоматериале:

Заключение

Дровяные газогенераторы, сделанные своими руками, можно не только ставить на автомобили, но и применять для домашних нужд. Про отопительные котлы мы уже говорили. Также многие домовладельцы пользуются бытовыми электрогенераторами, работающими от дизельных или бензиновых двигателей. Если их перевести на дрова, то получаемая от электростанции энергия станет гораздо дешевле.

Самодельное газобалонное оборудование (ГБО) для заправки автомобиля природным газом

Авторизация на сайте

Затраты на приобретение разработанной нами документации окупаются практически очень быстро. У ваших детей, внуков не будет болеть голова, где взять деньги на заправку автомобиля.

Перевод двигателя на природный газ имеет такие преимущества:

— уменьшается срабатывание деталей двигателя, увеличивается моторесурс в 1,5-2 раза;

— увеличивается срок службы моторной смазки в 2-2,5 раза;

— совсем отсутствует детонация, уменьшаются ударные нагрузки на детали цилиндро-поршневой группы;

— высокое октановое число природного газа (104-115) позволяет его использовать для любых двигателей (ЗАЗ, ЛуАЗ, ВАЗ, ГАЗ, Москвич, УАЗ и др.). А также в двигателях иномарок. Это относится и к грузовым автомобилям.

— В комплект документации входит следующее:

— описание заправочного устройства, газобаллонной установки, схема подключения, размещения, правила пользования, регулирование, чертежи переходников, штуцеров, где приобрести узлы, варианты использования и много другого.

— За границей малогабаритные заправочные установки подобного типа выпускают серийно фирмы«Маschinefabrik (Австрия), «Nеuman ESSER» (Германия),

— «Litvin” (Франция) и много других.

1. Вступление.

Как было сказано, природный газ может быть прекрасным топливом для Вашего автомобиля. Создана сеть заправочных станций — АГНКС. Необходимо уточнить: есть газовая аппаратура для сжатого газа и аппаратура для сжиженного газа. Аппаратура для сжатого газа использует обычный природный газ — метан, который можно взять из квартирной или промышленной газовой сети. Проблема в том, как этот газ заправить в автомобиль в домашних условиях и потом использовать. Как это сделать — узнаете ниже.

2. Переоборудование автомобиля для работы на природном газе:

На рис. 1 изображена схема газового оборудования для природного газа. Природный газ хранится в баллонах (5), которые соединены трубками высокого давления (3) через переходники (4), которые вкручиваются в баллон вместо вентилей Через запорный вентиль (6) газ подается на расходный вентиль (9) и поступает в редуктор высокого давления (ВД)( 11), где давление газа 200 (130) кг/см2 (атмосфер) снижается до 10 кг/см2. Во время этого процесса газ сильно охлаждается и редуктор при большом отборе газа может замерзнуть, газ перестанет проходить. Чтобы этого не случилось, применяется подогреватель редуктора (12). Дальше газ по трубке низкого давления (14), через электромагнитный клапан (15) попадает в редуктор низкого давления (18), где давление газа еще раз снижается и попадает через тройник (20) в карбюратор (22) пропорционально нагрузке двигателя (в зависимости от положения педали акселератора). Переводя напряжение переключателя П1 на ЭМ клапан газа (15) или на клапан бензина (23), мы можем на ходу переключать вид топлива. Бензин поступает в карбюратор (22) через топливную помпу (24), вентиль (23). Для запуска двигателя на газе применяется пусковой клапан (19). На рис. 1 показана упрощенная схема управления ЭМ клапанами. Клапаны 15. 19, 23, редуктор-подогреватель 12, трубки низкого давления можно использовать из комплекта аппаратуры для сжиженного газа. Все это можно смонтировать в двигательном отсеке на своих штатных местах. Это можно сделать в мастерской по установке аппаратуры на сжиженный газ.

Здесь можно и приобрести эти узлы. установить, отрегулировать, проверить. Баллон покупать не надо, это Вам
обойдется значительно дешевле. Для наших потребностей он не подходит, потому что рассчитан на малое давление (16 атм) и пробег будет очень малый. Поэтому его необходимо заменить на баллон высокого давления (рис. 7) 200 (150) атм и добавить редуктор высокого давления (11) (рис. 1) для снижения давления из 200 (150) атм до 10 атм. Для этого можно использовать авиационные кислородные редукторы, которые не замерзают, или приобрести редуктор от грузового автомобиля с подогревателем. На крайний случай можно использовать обычный кислородный редуктор для газосварочных работ. Но его необходимо приспособить до
наших условий эксплуатации. Для этого необходимо поменять крышку с большим диаметром резьбы, у верхней части под штуцер и предохранительный клапан со штуцером от редуктора грузового автомобиля. Дело в том, что кислородный редуктор не приспособлен для отвода газа при срабатывании предохранительного клапана или при разрыве мембраны. На штуцера предохранительного клапана и штуцер крышки (13) надевается резиновая трубка (10) (рис. 1) и выводится за пределы кузова. Кроме этого для кислородного редуктора необходимо приобрести жидкостный подогреватель (12) (рис. 1) с кронштейном. Таким образом Вы
сэкономите деньги. Следует иметь в виду, что выше указанное относится к кислородному редуктору типа ДКП-1-65. Есть еще редуктор нового типа ЕКО-25-2, к которому не подходит крышка от редуктора грузового автомобиля.

Редуктор ВД устанавливается в двигательном отсеке. Жидкостный подогреватель необходимо включить в разрыв шланга, который идет на печку. Медную трубку из комплекта аппаратуры для сжиженного газа, которая идет в багажник, необходимо заменить на стальную бесшовную трубку высокого давления от аппаратуры сжатого газа Грузового автомобиля. Контроль за работой редуктора ВД производится с помощью манометра (16) (0-25 кг/см2), который вкручивается на место датчика давления редуктора. Для определения количества заправленного газа и контроля давления в баллонах, на конечном баллоне устанавливается манометр высокого давления (1) (рис. 1) (0-250 кг/см»).

Заправочный вентиль, (7) (рис. 1) служит для заправки баллонов высокого давления от заправочного устройства, которое будет описано Н1 же, или на заправочной станции — АГНКС. Для этого приобретите заправочный штуцер от грузового автомобиля. Правда. Вас там не встретят с объятиями, но всегда можно договориться. Это важно, если Вы ездите в далекое путешествие. Для соединения баллонов между собой, подключения редуктора ВД, тройников можно использовать только стальные бесшовные трубки (3) высокого давления с внешним диаметром 10 мм и внутренним 6мм. Чтобы не допустить поломок от вибрации и перекосов, короткие части газопроводов сгибают в виде колец диаметром 100 мм.

Кроме этого, баллоны должны быть установлены на об щей раме в гнездах, выложенных резиновой лентой. Весь пакет должен быть сжат шпильками, чтобы не допустить перемещения баллонов. Для каждой марки автомобиля есть свой вариант компоновки. На рис. 9 показан один из возможных вариантов. Кроме этого, конструкция пакета из баллонов зависит от типа баллонов, их количества, что в конечном результате определяет пробег. Пробег зависит от количества газа в баллонах, определение которого затрудняется тем, что при разных температурах воздуха в один и тот же самый объем входит разное количество газа. Для наших
потребностей можно пользоваться упрощенным переходным коэффициентом:

а) при давлении в баллонах 150 кг/см» — 1 литр объема баллона, эквивалентный 0,3 л бензина.
б) при давлении в баллонах 200 кг/см» — 1 литр объема баллона, эквивалентный 0,4 л бензина.

Теперь при среднем расходе автомобилем — 9 л бензина на 100 км и общем объеме баллонов — 50 л (для примера) пробег будет таким:
а) при давлении в баллонах 150 кг/см»;
50*0,3=15 л бензина (15* 100):9=167 км

Теперь зная это, Вы можете выбрать тип и количество баллонов в зависимости от необходимого пробега. Не следует гнаться за большим пробегом, потому что увеличиваться вес, уменьшается объем грузового отсека, Лучше иметь основной комплект баллонов на пробег 80-100 км и дополнительный для дальних поездок.

Конкретно для легковых автомобилей наша промышленность баллонов высокого давления не выпускает. Поэтому приходится использовать их из разных областей техники. На рис 7 показаны размеры наиболее распространенных типов баллонов ВД. Для наших потребностей могут подойти кислородные баллоны нестандартного уменьшенного размера. Прекрасно подходят баллоны от акваланга для подводного плавания. Выпускаются баллоны из стеклотканевых материалов. Они очень легкие и крепкие и идеально подходят к нашим потребностям, но дефицитные.

Можно также использовать авиационные или танковые баллоны высокого давления. На крайний случай баллон необходимых размеров можно изготовить из обычного кислородного, вырезав среднюю часть. После этого баллон варится аргонно — дуговой сваркой, просвечивается клеймо специализированной организации. В кустарных условиях этим заниматься категорически запрещено.

После установки баллонов вентиля, переходники, заправочный штуцер помещаются в коробку (4) (рис. 9) из мягкой жести, в которую впаивается штуцер (3) и окно (2) для обслуживания, которое устанавливается на уплотнении. Конструкция может быть взята от баллонов для сжиженного газа. На штуцер надевается кусок резиновой трубки и наводится за пределы кузова через окно для заправки бензинового бака или другое место. При хранении автомобиля в гараже на штуцер надевается трубка, которая выводится выше крыши гаража. При таком исполнении Вы будете полностью гарантированы от любых пропусков газа. Прежде чем использовать баллоны, необходимо проверить их рабочее давление, объем, техническое состояние. Внешняя поверхность не должна иметь вмятин, трещин, глубоких царапин и следов коррозии. Возле горловины ВД указывается:

— дата испытания и дата следующего испытания;