Рассказы об оружии. Газогенераторный автомобиль ЗИС-21 - Это интересно

Технологический процесс[ | ]

В качестве топлива могут использоваться дрова, угольные брикеты, торф и т. п. Принцип работы газогенератора основан на неполном сгорании углерода. Углерод при сгорании может присоединить один атом кислорода или два, с образованием соответственно монооксида (угарный газ) и диоксида (углекислый газ). При неполном сгорании углерода выделяется практически треть энергии от величины полного сгорания. Таким образом, полученный газ обладает гораздо меньшей теплотой сгорания, чем исходное твёрдое топливо. Кроме того, в газогенераторе при газификации древесины, а также при газификации угля с добавлением воды (как правило в виде пара) идёт эндотермическая реакция между образующимся монооксидом углерода и водой с образованием водорода и углекислого газа. Эта реакция снижает температуру полученного газа и повышает КПД процесса до величины 75-80 %. В случае же если нет необходимости перед использованием охлаждать газ, то КПД газификации составит 100 %[источник не указан 1101 день

]. То есть фактически будет осуществлено двухстадийное полное сжигание твёрдого топлива.

Калорийность полученного газа достаточно низкая вследствие разбавления его азотом. Но поскольку для его сгорания требуется значительно меньше воздуха, чем для сгорания углеводородов, то калорийность рабочей смеси (газ + воздух) лишь незначительно ниже чем у традиционных топливовоздушных смесей. Основной причиной снижения мощности транспортных двигателей используемых для работы на газе без переделки является уменьшение величины заряда рабочей смеси, поскольку добиться удовлетворительного охлаждения газа на подвижной технике затруднительно. Но эта проблема не имеет существенного значения для стационарных двигателей, где масса и габариты охладителя мало ограничены. На двигателях, специально изменённых или специально разработанных для работы на генераторном газе, посредством повышения степени сжатия и незначительного наддува газогенератора, достигаются равные с бензиновыми двигателями литровые мощности.

Газогенератор обычно применяется при наличии уже имеющихся ДВС (как бензиновых, так и дизельных) и отсутствии основного жидкого (бензин, солярка) топлива для них.

От Москвы до Минска — на дровах

В послевоенные годы в Советском Союзе острой проблемой стала нехватка жидкого топлива. И тогда было принято решение развивать альтернативное направление — газогенераторное. Газ решено было получать из древесины.

После войны

Еще 30 ноября 1941 года Государственный Комитет Обороны распорядился на базе авиабомбового завода № 316 создать новый завод — моторный. Так появилось Миасское предприятие, которое начало производство автомобильных силовых агрегатов, а также трансмиссий для танков.

Скорость, с которой трудились рабочие, впечатляет — уже 16 марта 1942 года было создано поршневое кольцо для мотора ЗиС-5. Спустя месяц появилась коробка передач. Еще через две недели родился и сам зисовский двигатель. Всего же за 1942 год завод выпустил более 9 тысяч силовых агрегатов и свыше 15 тысяч коробок.

Но не только этим был занят завод. С февраля 42-го там начал свою кропотливую работу конструкторско-экспериментальный отдел, который возглавил инженер А.С. Айзенберг.

Поначалу КЭО отвечал исключительно за документацию, но ситуация резко изменилась после окончания войны. Страна почувствовала бензиновый голод. Появился серьезный дефицит жидкого топлива, который нужно было как-то ликвидировать. Поэтом на многих советских автомобильных предприятиях взялись за развитие газогенераторного направления.

Основная нагрузка легла на Уральский автозавод, который по команде Наркомата стал ведущим заводом по выпуску газогенераторных автомобилей на базе ЗиС-5. Это решение было принято в ноябре 1946 года.

Читайте по теме

Зачем в машине кофеварка, душ Шарко и часы за $ 150 тысяч? Самые странные опции в истории автомобилестроения

Первый ЗиС

Первопроходцем стал ЗиС-21А с деревянной кабиной и выгнутыми крыльями. Этот грузовик работал как раз на дровах, поскольку необходимый для движения газ получали из поленьев. Чтобы не возникло перебоев с топливом, машины отправлялись в районы, где была хорошо развита лесозаготовительная система.

Древесина стала «живительной силой» для всех газогенераторных машин. Причем, в качестве топлива применялись только отходы лесной промышленности. К ним было лишь одно требование — отсутствие гнили. На получение газа шли любые виды древесины. Но лучше всего, как показала практика, грузовики «переваривали» березу, бук, дуб и ясень.

Поленья, которые отправлялись в котел газогенератора, в основном были прямоугольными, а ширина стороны не превышала 6 сантиметров.

Не пропадали и сельскохозяйственные отходы. Например, кора, лузга, шишки, опилки и даже солома — все шло в дело. Только перед использованием их спрессовывали в специальные брикеты, и только потом кидали в котел.

Еще во время испытаний на заводе были построены специальные сушилки — шахтно-вертикальные печи. Благодаря им автомобили получали около 20 кубометров нужного топлива в сутки.

И все бы хорошо, если бы не одно «но». Древесина сильно била по техническим характеристикам грузовиков. Во-первых, машина стала обладать грузоподъемностью, не превышающей 2,5 тонны, ведь она везла на себе целую поленницу. Во-вторых, мощность мотора стала равняться 45 «лошадкам». Соответственно, скорость автомобиля существенно упала — до 48 км/ч.

Газогенераторный автомобиль «ЗиС-21А» (Фото: Алексей Панов/ТАСС)

Модернизации

Конструкторы и инженеры настойчиво работали над улучшением газогенераторных грузовиков. Сначала была улучшена базовая «тележка» ЗиС-5. Затем инновации затронули и сам автомобиль.

А в 1949 году Центральный научно-исследовательский институт механизации и энергетики лесной промышленности СССР (ЦНИИМЭ) начинает разработку, а затем и испытания новых древесно-угольных установок, которые получили название ЦНИИМЭ-16. Вскоре эта газогенераторная «система» была установлена на ЗиСе-21А. И автомобиль успешно прошел с ней все необходимые испытания. Для полноты картины, грузовик даже заставили сделать импровизированный марш-бросок от Москвы до Минска и обратно. ЗиС справился, а средняя скорость его передвижения составила около 40 км/ч.

Этот успех позволил конструкторам двигаться дальше. Вскоре на базе ЦНИИМЭ-16 был создан новый газогенераторный грузовик — УралЗИС-НАМИ Г-78А. А осенью 1951 года ЗиС-21А на «боевом посту» сменил УралЗиС-352.

Новаторская установка Г-78А отличалась тем, что могла спокойно «переваривать» даже сырую древесину. К тому же, она была более надежной, удобной в обслуживании и ремонте. А еще новая газогенераторная установка снизила снаряженную массу грузовика почти на 100 килограммов.

Что касается УралЗИС-352, он отличался от ЗИСа-21А тем, что в нем предварительная очистка газа проводилась при помощи циклона. А у предшественника газ от частиц очищали посредством пропускания через специальный охладитель. К тому же 352-й мог похвастать и «продвинутым» предпусковым прогревом двигателя, который работал на том же генераторном газе.

Грузовик УралЗИС-352 весил около 3,7 тонны, а его грузоподъемность ограничивалась в 2,5 тонны. Мотор выдавал около 48 «лошадок», а максимальная скорость составляла 53 км/ч. Правда, чтобы достичь ее, требовалось чрезмерно много древесного топлива. Обычно автомобиль передвигался со скоростью, не превышающей 45−47 км/ч.

Читайте по теме

«Иностранцы» в армии России Почему российские военные предпочитают «иномарки»?

Что касается расхода «горючки», на него влияло множество факторов. Тут и качество дороги, и погода, и состояние древесины. В среднем, на 100 километров пробега требовалось 150 килограммов поленьев или брикетов.

Последние из могикан

УралЗиС-352 и его специальная лесовозная модификация УралЗиС-352Л стали последними серийными советскими автомобилями, работающими на дровах. Хотя летом 1955 года руководство МАПа утвердило новое поколение газогенераторных грузовиков — УралЗиС-356. Но все так и осталось на бумаге, в серию автомобиль так и не пошел.

А с 1 января 1956 года Уральский машиностроительный завод остановил выпуск газогенераторных грузовиков, и свернул все разработки по ним. Дело в том, что это направление, в конце концов, было признано тупиковым. И все силы были переброшены на модернизацию бензиновых и дизельных автомобилей.

Рассказы об оружии. Газогенераторный автомобиль ЗИС-21 (12 фото)

Кто-то может почти справедливо заметить, что грузовик — это не совсем оружие. А точнее, совсем не оружие. В наше время сложно представить армию без тысяч транспортных средств как на передовой, так и в тылу. В годы Великой Отечественной все было точно так же.

Читайте также: 111

Сегодняшний рассказ об автомобиле, который довольно часто можно было встретить в тылу. Бензин и дизтопливо, кровь войны, шли в первую очередь на фронт. А в тылу можно и нужно было ездить на том, что есть под рукой. И тут газогенератор весьма пригодился.

Итак, газогенераторный автомобиль ЗИС-21. Выпускался с 1938 по 1941 годы, всего было произведено 15 445 единиц. ЗИС-21 представлял собой стандартный грузовик ЗИС-5 с газогенератором типа НАТИ Г-14. Газогенераторная установка ЗИС-21 изготавливалась на московском . Её полная масса составляла 440 кг. Высота бункера 1360 мм, диаметр — 502 мм. Вес топлива в бункере — 80 кг. Топливом могли служить деревянные чурки, брикеты из стружек и опилок, отходы от распиловки, угольные и торфяные брикеты и даже шишки. Суть газогенератора проста на первый взгляд. При неполном сгорании топлива получается смесь водорода и окиси углерода (СО). Все это фильтруется, охлаждается и поступает в камеры сгорания. КПД процесса достигает 75-80% и на двигателях, специально изменённых или специально разработанных для работы на генераторном газе, посредством повышения степени сжатия и незначительного наддува газогенератора, достигаются почти равные с бензиновыми двигателями мощности. Плюс в странах, где нет проблем с лесами, — заправки на каждой поляне. Главное — сухое топливо и отсутствие гнили. Газогенератор монтировался с правой стороны кабины и крепился к правому лонжерону рамы при помощи кронштейнов. Правую дверь пришлось сделать в два раза меньше, чтобы не сокращать кузов. Но пассажиры тут не главное, главное — груз. Так как газогенератор, монтировавшийся с правой стороны автомобиля, имел массу больше 400 кг, у ЗИС-21 была усилена правая передняя рессора — ставились листы толщиной 8 мм вместо штатных 6,5 мм. Охладители-очистители грубой очистки и охлаждения газа, состоящие из трёх цилиндров, последовательно соединённых между собой, располагались поперёк машины позади кабины под грузовой платформой. С левой стороны автомобиля у кабины устанавливался фильтр тонкой очистки цилиндрической формы высотой 1810 мм и диаметром 384 мм. Для розжига газогенератора устанавливался центробежный вентилятор с приводом от электромотора. На автомобилях выпуска 1938 года вентилятор крепился к кронштейну правой подножки, а на ЗИС-21, выпущенных с 1939 года — к левой подножке автомобиля. Для ускоренного запуска двигателя и для коротких перемещений под капотом устанавливался бензобак ёмкостью в 7,5 л. Газогенераторный ЗИС-21 имел следующие характеристики: Двигатель 6-цилиндровый, рядный, объемом 5555 см3, мощностью 73 л.с. На газе, правда, мощность падала до 50 л.с., но это отражалось на скорости, а не грузоподъемности. Максимальная скорость на бензине была 60 км/ч, на газе — 48 км/ч. Грузоподъемность 2 500 кг, минус запас топлива. Одной зарядки бункера хватало на 60-100 км пробега в зависимости от типа заряжаемой древесины. Конечно, «газгены» использовались не от хорошей жизни. Тем не менее, во время войны они освободили значительную часть бензина для нужд фронта. От Колымы до Урала тысячи «газенов» перевозили сотни тысяч тонн грузов, пыхтя своими генераторами. И перевезли вовремя, если судить по результатам. Кстати, в Европе (Англия, Франция, Германия) тоже вполне нормально использовали газовые генераторы даже на легковых автомобилях. Но это уже совсем другая история.

Автомобиль на дровах

Что общего между охапкой березовых дров и 1 литром бензина? И на том, и на другом топливе можно проехать одинаковое расстояние. Но только на дровах выходит в 100 раз дешевле. Технологии прошлого века снова помогают экономить отечественным Кулибиным, которым больше не надо думать о цене бензина, ведь их автомобили больше не нуждаются в этом дорогом топливе. Теперь у них вместо бензобака прицеп с газогенератором.

Выглядит конструкция автомобиля на дровах крайне необычно, вызывая у прохожих ассоциации с Емелиной самоходной печью. Дрова, щепки, еловые шишки, уголь, солома и даже сухой навоз — вот основное топливо, на котором ездит эта чудо техника. Сгорая при недостатке кислорода, органика выделяет горючий газ. Процесс называется пиролиз.

Изобретенный в 19 веке газогенератор, получил широкое распространение в середине прошлого столетия, когда бензин был нужен фронту. В тылу советские «Полуторки» и «Трехтонки» трудились на доступных дровах.

Газ проходит полный цикл очистки через фильтр циклон (фильтр грубой очистки), радиатор (теплообменник) и фильтр тонкой очистки. Затем через смеситель он поступает в камеры сгорания двигателя.

Чтобы завести мотор автомобиля на дровах, нужно потратить 15 минут на растопку печи, зато потом мешка деревянных чурок хватит на 3 часа работы или 150 километров пробега. Двигатель начал плохо тянуть? Пора подбросить дров! Считается, что двигатель с газогенератором теряет около трети полезной мощности. Но сибирские «Кулибины» утверждают, что их автомобиль на дровах тянет не хуже бензинового. Главное, ездить нужно правильно!

Вот три основных правила, которые надо соблюдать для хорошей езды автомобиля на дровах:

1. Нужно ездить быстро, чтобы остывал газ в теплообменнике. 2. Нужно ездить по кочкам, чтобы встряхивались угли. 3. Нужно держать двигатель на оборотах, чтобы угли раздувались.

Запас топлива на весь год автомобилю на дровах обойдется в 10.000 рублей. Если перевести это на бензин, то выйдет 3 тонны бензина стоимостью 100.000 рублей. Выгода налицо! Известно, что одну такую машину изобретатели продали местному владельцу лесопилки. Теперь проблем с топливом у него точно не будет.

Кстати, заводы по сжиганию бытового мусора также получают вторичный продукт в виде тепла. Вообще, проблема вывоза мусора до сих пор актуально, особенно в небольших городах. Но благодаря специализированным компаниям, например в Костроме, проблема решается довольно просто. Достаточно ознакомиться с тарифами на вывоз мусора в Костроме и выбрать наиболее удобную компанию, а профессионалы сделают свое дело, что называется, «качественно и в срок». Вам лишь останется радоваться чистоте и порядку, удивляясь оперативности службы.