Как сделать газогенератор для автомобиля своими руками

Эта статья для опытных энтузиастов, которые не жалеют времени и сил для достижения желаемого эффекта. Почему преамбула? Потому что здесь мы поговорим о том, как сделать газогенератор своими руками. Это довольно сложное устройство, которое производит топливо из древесины и угля, которое может заменить традиционные виды топлива — бензин в автомобиле и природный газ дома. Мы ознакомим вас со строительством газогенератора и сложностями, связанными с его производством, сборкой и эксплуатацией.

Схема газогенератора и принцип работы

Углерод является основой всей биомассы на нашей планете, включая древесину и различные виды углерода, которые в течение миллионов лет подвергались сжатию растениями. В отопительных котлах и двигателях внутреннего сгорания (ДВС) мы сжигаем добытые из земли углеводороды — метан, пропан и бензин. Они дорожают с каждым годом, что заставляет экономистов искать новые способы использования старых изобретений. Один из них — дровяной газификатор, появившийся в начале прошлого века.

В первой половине ХХ века дровяная техника устанавливалась в легковые и грузовые автомобили.

Идея состоит в том, что в результате пиролиза древесины образуется горючая газовая смесь, состоящая из нескольких углеродных соединений:

• окись углерода (СО);
• свободный водород (H.
  
  ₂
  
  );
• общеизвестный метан (CH
  
  ₄
  
  );
• Другие углеводородные соединения (общая формула CnHm).

Внимание. Основным горючим компонентом смеси является оксид углерода СО, доля других веществ из списка невелика. Другие газы, называемые балластными газами — азот, углекислый газ (CO

₂

) и пара. Процентное содержание вещества в конечном продукте и его теплотворная способность приведены в таблице ниже:

Для производства газообразного топлива используется дровяной пиролизный газогенератор (также известный как газогенератор), конструкция которого показана на рисунке. Это закрытый резервуар с решетками, заполненный твердым топливом через верхний резервуар и патрубок отвода газовой смеси вместо дымохода. Принцип работы газового камина следующий:

1. Розжиг и сжигание дров происходит снизу, над решетками. Через фурмы в камеру вдувается ограниченное количество воздуха (35% объема, необходимого для полного сгорания).
2. В зоне горения выделяется большое количество тепла, а из углекислого газа выделяется CO.
   
   ₂
   
   . Окись углерода и другие легковоспламеняющиеся вещества присутствуют в этой зоне в небольших количествах.
3. В зоне регенерации (газификации) высокая температура насыщает углекислый газ древесным углеродом и превращает его в горючее соединение — СО. Здесь водяной пар разлагается и образуется свободный водород.
4. Раскаленные газы проходят через верхние слои топлива, сушат древесину и превращают ее в полукокс (сухая перегонка), создавая больше углерода.
5. Газовая смесь покидает корпус газогенератора и направляется на дальнейшую очистку для питания двигателя внутреннего сгорания или котла.

Функциональная схема газогенератора в прямом технологическом процессе

Для справки. Уменьшение углекислого газа (преобразование в CO) происходит за счет поглощения тепла, выделяемого в процессе сгорания. Кстати, четких границ между зонами нет, и на рисунке они показаны условно.

Принцип горизонтальной газификации — смесь горючих газов отводится через боковое выходное отверстие генератора.

Для ясности мы описали производство топлива в процессе прямой газификации, когда масса топлива движется навстречу воздушному потоку. Существуют и другие методы — обратный процесс (продувка воздухом сверху вниз) и горизонтальный способ, показанный на схеме газогенератора выше. Если вы хотите подробно разобраться в теории, предлагаем вам посмотреть видео ниже:

Конструкция установки

Для того, чтобы успешно эксплуатировать дровяной вагончик или сжечь полученное топливо в котле, одного газогенератора недостаточно. Дело в том, что самодельное топливо помимо балластных газов содержит летучие загрязнители и гудрон, другими словами — дым и сажу. Ни двигатель автомобиля, ни горелочный агрегат котла не адаптированы к этому топливу и быстро выйдут из строя. По этой причине в составе системы газогенератора была изобретена система фильтров, состоящая из 3 дополнительных блоков:

• фильтр грубой очистки — циклон;
• кулер — кулер;
• фильтр тонкой очистки.

Порядок, в котором появляются эти элементы, показан на схеме процесса:

Циклон для газогенератора представляет собой вертикальный цилиндр с двумя соплами и конусом на конце, как показано на рисунке. Поступающая в него загрязненная газовая смесь движется по кругу с высокой скоростью, при этом крупные и средние частицы золы под действием центробежной силы отбрасываются о стенки и выбрасываются через отверстие в конусе.

Циклон, удаляющий загрязнения из подаваемого газа

Чем выше температура газа, тем меньше его плотность. Это означает, что топливо на выходе для газа нельзя использовать в двигателе внутреннего сгорания без предварительного охлаждения, иначе оно просто не загорится в цилиндрах. По этой причине в промышленных газогенераторных установках сразу после циклона устанавливается воздушный или водяной теплообменник, за которым следует компрессор, который нагнетает охлажденную газовую смесь в разделительный резервуар.

В конце технологической цепочки находится фильтр тонкой очистки, удаляющий из полученного топлива мелкие частицы сажи и золы. Примером такого устройства является так называемый скруббер, в котором газы очищаются продувкой водой. Теперь, когда мы разобрались с технологией производства топлива, можно сделать свой недорогой агрегат, способный обеспечить работу двигателя внутреннего сгорания на дровах.

Самодельный газовый двигатель зарубежных коллег

Изготовление газгена для автомобиля

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

1. Организовать газовое питание в современных автомобилях с инжектором — задача не из легких. Необходимо изменить настройки драйвера (прошивки), иначе двигатель не сможет работать на дровах. Вам нужна машина с бывшей системой подачи топлива — карбюратор.
2. Чем больше мощность и рабочий объем двигателя, тем больше должна быть мощность газогенератора. Соответственно увеличится в размерах.
3. Чтобы установить устройство в багажник автомобиля, вырежьте часть шасси. Если вы не хотите повредить кузов, сразу установите на прицеп дровяной генератор с фильтрами и охладителем.
4. Используйте низкоуглеродистую сталь (4-5 мм) для камеры газификации, где температура превышает 1000 ° C.
5. Чтобы снизить содержание смолы в газовой смеси, сделайте камеру с горловиной, как показано на рисунке.

Важная заметка. Не увеличивайте диаметр камеры газификации (на чертеже он составляет 340 мм), чтобы добиться большей эффективности. Прибыль будет незначительной, а качество обработки древесины ухудшится. Вам не обязательно быть высотой 183 см, если вы не ставите машину на прицеп или раму грузовика. Топливный бак и зольный ящик можно укоротить.

Для сборки салона автомобильного газогенератора (бункера) можно использовать старый пропановый баллон, баллон от грузовика КАМАЗ или толстостенную трубу. Учитывая, что диаметр стального резервуара составляет 300 мм, остальные размеры следует пропорционально уменьшить. Исключение составляет камера газификации, минимальный диаметр которой составляет 140 мм. Корпус и крышка генератора будут выполнены из металла толщиной 1,5 мм. Последний герметизируется графитовым асбестовым шнуром.

Варианты охладителя горючей смеси от радиатора автомобиля и радиаторной батареи

Все аксессуары — фильтры и охладители — производятся следующим образом:

1. Сварите циклон из изношенного огнетушителя или куска трубы диаметром 10 см, как показано на рисунке. Установите впускной патрубок сбоку, а выпускной — вверху.
2. Охладитель подаваемого газа лучше выполнять из стальных труб в виде змеевика. Есть и другие варианты: использовать старые конвекторы, радиаторы и обогреватели.
3. Сделайте фильтр тонкой очистки из любой цилиндрической емкости (например, бочки), наполненной базальтовым волокном.

Подробнее о том, как собрать газогенератор своими руками, смотрите в этом видео:

Для зажигания и запуска газогенератора нужен вентилятор в форме улитки, установленный в моторном отсеке (для проверки достаточно бытового пылесоса). У него простое требование: детали, контактирующие с газовой смесью, должны быть металлическими. Топливопровод к карбюратору проходит под шасси автомобиля и представляет собой стальную трубу.

Для справки. Если вместо дров использовать древесный уголь, загрязнение на выходе газогенератора будет намного меньше, что хорошо для двигателя. Такое топливо сжигают из дерева несложно — в закрытой бочке или яме.

Бак с древесным углем находится в багажнике Жигулей.

Подключение и запуск ДВС

Поскольку теплотворная способность древесного топлива намного ниже теплотворной способности бензина, соотношение воздух / топливо следует изменить для нормальной работы двигателя. Для этого соорудите смеситель и поместите его на впускной трубопровод. Самый простой вид смесителя — это дроссель воздуха, управляемый тягой из салона.

Запуск холодного двигателя на дереве — настоящая проблема. Поэтому не следует полностью отказываться от бензина, а только подавать его на пуск, а затем переходить на топливо, вырабатываемое газовым двигателем. Для перехода на разные виды топлива смеситель должен быть выполнен по схеме, предложенной в книге И. С. Мезина «Генераторы транспортных газов»:

Внимание. В этой же книге можно найти много полезной информации о получении газового топлива из различных пород древесины и угля.

Теперь об особенностях запуска и эксплуатации ДВС на дровах и угле:

• Размер дров, загружаемых в бункер, не должен превышать 6 см;
• Не следует использовать необработанную древесину, так как все тепло теряется на испарение воды и процесс пиролиза будет очень медленным;
• Возгорание происходит через специальное отверстие с обратным клапаном при включенном вентиляторе не менее чем за 20 минут до поездки;
• мощность двигателя снижена примерно на 50% по сравнению с ездой на бензине;
• Из предыдущего пункта видно, что ресурс отечественного топливного двигателя также сокращается.

Обращает на себя внимание тот факт, что после небольшой остановки машина спокойно заводится на бензине, не переходя на бензин. После длительного периода бездействия для перезапуска установки потребуется 5–10 минут. Посмотрите видео ниже, чтобы увидеть, как самодельный дровяной газогенератор запускает двигатель автомобиля:

Заключение

Дровяные газогенераторы, сделанные своими руками, можно не только ставить на автомобили, но и использовать для бытовых нужд. О отопительных котлах мы уже говорили. Кроме того, многие домовладельцы используют домашние электрогенераторы, работающие на дизельных или бензиновых двигателях. Если вы превратите их в дрова, вы сможете получить гораздо более дешевую энергию от электростанции.