В газогенераторе ЦНИИАТ-АГ-2 в шлак переходит только 51,4% золы топлива, в то время как в газогенераторе НАМИ-Г-76 71,1%. Это объясняется более интенсивным охлаждением камеры газификации газогенератора ЦНИИАТ-АГ-2, которая окружена рубашкой для испарения воды.

Следовательно, конструктивные особенности газогенераторных установок в значительной степени влияют на периодичность их чистки.

В зависимости от конструкции газогенераторной установки и качества потребляемого топлива (его прочности, зольности и т. п.), а также условий эксплуатации периодичность чистки отдельных агрегатов изменяется в довольно широких пределах.

В табл. 46 приведены ориентировочные сроки чистки отдельных элементов газогенераторных установок современных газогенераторных автомобилей.

В табл. 47 указаны сроки технического обслуживания газогенераторных установок для работы на древесных чурках автомобилей ЗИС-21А и УралЗИС-352 в зависимости от дорожных условий (по данным испытаний в Загорском леспромхозе), а в табл. 48 приведены данные по количеству отложений в зольнике и грубом очистителе этих установок за период между чистками.

При проверке восстановительной зоны в газогенераторе автомобиля ЗИС-21А в случае необходимости следует заполнять свежим углем пространство вокруг камеры газификации до уровня горловины.

В газогенераторе автомобиля УралЗИС-352 при проверке восстановительной зоны необходимо удалять скопившийся излишний древесный уголь с таким расчетом, чтобы слой оставшегося угля в пространстве между колосниковой решеткой и нижней частью камеры газификации перекрывал последнюю на 20—30 мм. Удаление излишнего угля производится путем качания колосниковой решетки.

При чистке зольника газогенератора автомобиля ЗИС-21А надо следить за тем, чтобы при выгребании угля и очаговых остатков уголь зависал в горловине. В том случае, если необуглившееся топливо опустится ниже фурменного пояса, то при последующей работе газогенератора газ будет содержать повышенное количество смолы. После чистки зольника восстановительная зона внутри камеры газогенератора и вокруг нее должна быть заполнена древесным углем.

Чистка зольника газогенератора автомобиля УралЗИС-352 сводится к выгребанию очаговых остатков и занимает 4—5 мин.

При полной перезарядке газогенераторов автомобилей ЗИС-21А и УралЗИС-352 необходимо их разобрать, тщательно осмотреть и удалить отложения; при наличии повреждений бункера или камеры надо произвести соответствующий ремонт.

Очистка циклона автомобиля УралЗИС-352 производится путем снятия пылесборника и удаления из него пыли. Кроме того, необходимо удалить пыль с внутренних поверхностей циклона, для чего легкими ударами молотка постукивают по кожуху циклона.

После установки пылесборника нужно плотно подтянуть его гайкой. Операция очистки циклона занимает 4—5 мин.

При чистке грубых очистителей-охладителей автомобиля ЗИС-21 А надо, открыв люки, вынуть секции перфорированных пластин, очистить их щеткой, а затем промыть водой из шланга. Корпус каждого очистителя надо очистить скребком и тоже промыть водой из шланга. После очистки секции перфорированных пластин надо установить на место и закрыть очистители крышками, плотно затянув нажимные болты скоб крепления крышек.

При чистке охладителя автомобиля УралЗИС-352 следует снять три переходные крышки и отъединить трубы подвода и отвода газа, чтобы удалить пыль из конусных переходников; очистку труб охладителя необходимо производить специальным скребком, после чего трубы промыть водой из шланга. Операция очистки охладителя занимает 20—30 мин.

При очистке фильтра газогенераторных установок автомобиля ЗИС-21 А и УралЗИС-352 необходимо открыть люки, удалить из фильтра металлические кольца и промыть их водой из шланга в противне, имеющем отверстия в дне. Через 2000—3000 км пробега автомобиля промывают кольца 1-й секции (нижней), через 6000— 8000 км — кольца 1-й и 2-й секций.

До загрузки колец в корпус, фильтр необходимо также промыть водой и прочистить отверстие для слива конденсата.

После сборки фильтра рекомендуется залить в него через верхний люк воду до уровня сливного отверстия. Операция чистки фильтра занимает 30—40 мин.

Через 8000—10 000 км пробега необходимо полностью разобрать газогенераторную установку, снять все газопроводы и смеситель и очистить их от отложений смолы и пыли. Г азопроводы при наличии больших отложений лучше всего прожечь, а смеситель следует разобрать и промыть в скипидаре или ацетоне. Очищенные детали надо осмотреть и при необходимости отремонтировать.

Вентилятор разжига также следует разобрать, удалить из него смолу и пыль, а коллектор якоря электромотора зачистить.

После сборки газогенераторную установку обязательно надо проверить на герметичность одним из способов, указанных выше.

Воздуходувка газогенераторной установки автомобиля Урал- ЗИС-352 требует тщательного ухода.

Смазку подшипников следует производить ежедневно, заливая масло через верхнее отверстие до тех пор, пока оно не потечет через нижнее отверстие, закрываемое пробкой. Сменять смазку надо через 10 000 км пробега автомобиля.

Необходимо следить за совпадением ручьев шкивов (допустимое отклонение не более 0,5 мм), правильным натяжением ремня и чистотой рабочих поверхностей шкивов и ремня. Периодически надо очищать от грязи предохранительную сетку воздуходувки.

При эксплуатации часто происходит засмоление трубы от воздуходувки к газогенератору, поэтому через каждые 5000 км пробега ее надо снимать и прожигать.

ОСОБЕННОСТИ ЗИМНЕЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Работа газогенераторных автомобилей и уход за ними в зимнее время при низкой температуре окружающего воздуха имеет некоторые особенности.

Эти особенности связаны с затруднениями, возникающими при пуске двигателей газогенераторных автомобилей и возможностью замерзания конденсата в агрегатах системы очистки и охлаждения газа.

Наряду с этим опыт эксплуатации газогенераторных автомобилей при низких температурах показывает, что увеличение потерь тепла газогенераторной установкой почти не сказывается на динамических качествах автомобиля, расходе топлива и времени разжига газогенератора. Это объясняется тем, что при отрицательных температурах газ поступает в двигатель более сухим, а газо-воздушная смесь имеет большую плотность. За счет этого увеличивается теплотворность рабочего заряда и мощность двигателя повышается.

Основные затруднения, возникающие зимой при пуске двигателя, связаны со значительным охлаждением двигателя и охлаждением аккумуляторных батарей. При этом затрудняется проворачивание коленчатого вала двигателя ввиду большего сопротивления в трущихся частях и снижения фактической емкости аккумуляторов.

Разогревание двигателей перед пуском при помощи горячей воды или пара в значительной мере облегчает пуск и сокращает общее время, затрачиваемое на разжиг газогенератора, прогрев и пуск двигателя, до 20—35 мин.

Для увеличения срока службы и повышения эффективности работы аккумуляторов их надо в зимнее время утеплять. Между температурой газа t_г, поступающего к смесителю, и температурой окружающего воздуха t_в существует прямолинейная зависимость.

Согласно опытам инж. М. Меламед для газогенераторной установки ЗИС-21 эта зависимость может быть выражена следующим уравнением:

Появившиеся небольшие трещины могут быть ликвидированы путем заварки. Для этого предварительно необходимо удалить алитированный слой, обрубив зубилом края трещины до получения канавки глубиной 6—8 мм, с углом стенок 60—70°. Сварочный шов должен быть плотным, без пор и раковин.

При наличии в юбке камеры больших трещин или значительных прогаров цельнолитая камера газификации может быть отремонтирована по одному из следующих трех способов.

Первый способ, предложенный инженерами А. С. Балабановым и А. А. Соколовым (НАТИ), заключается в том, что поврежденная юбка камеры газификации отрезается на уровне горловины (фиг. 152) и под срезанную камеру устанавливается подпорный конус 1, который тремя ножками 2 крепится к днищу корпуса газогенератора. Для этой цели в днище просверливаются три отверстия, в которые вставляются и привариваются фиксирующие шпильки 3.

Для удобства монтажа и демонтажа подпорного конуса обычный зольниковый люк заменяется резьбовым люком 4 большего диаметра.

При работе газогенератора газ проходит в щель между срезом камеры и подпорным конусом, а зола и угольная мелочь через отверстие конуса проваливаются вниз в результате тряски при движении автомобиля.

Возможность интенсивного отсева очаговых остатков в свободное зольниковое пространство позволяет газифицировать в отремонтированном таким образом газогенераторе не только древесные чурки, но и кусковой торф или торфяные брикеты.

К недостаткам данного способа ремонта следует отнести уменьшение объема восстановительной зоны газогенератора. Это обусловливает повышенную склонность к насыщению газа смолой и менее устойчивую работу на переменном режиме, однако в пределах, обеспечивающих достаточную работоспособность газогенератора.

При втором способе ремонта, рекомендованном НАТИ, нижнюю часть камеры обрезают до уровня фурменного пояса, к которому приваривают цилиндрическую обечайку 1 (фиг. 153) соответствующей высоты, изготовленную из листовой стали толщиной 8 мм.

Чтобы газ не насыщался смолой, внутрь обечайки монтируют стальной диск 2 с направляющим кольцом 3. Концентрическое отверстие в середине диска, края которого усилены вставкой 4, служит горловиной камеры.

Необходимая герметичность соединения между диском и опорным кольцом обеспечивается установкой прокладки 5 из шнурового асбеста. В нижней части камеры с наружной ее стороны привертывается кольцо 6, служащее для повышения срока службы обечайки камеры.

Подобный способ ремонта камеры газификации обеспечивает ей достаточную долговечность.

Третий способ ремонта, разработанный Центральным научно- исследовательским институтом автомобильного транспорта, заключается в следующем: камеру газификации газогенератора, так же как и в предыдущем случае, обрезают по фурменному поясу, к которому приваривают цилиндрическую обечайку — кожух, изготовленный из листовой стали толщиной 3 мм (фиг. 154).

Внутрь этого кожуха монтируют огнеупорную асбоцементную вставку (горловину). Состав вставки (по весу) следующий: асбеста (распущенного) 20%, глиноземистого цемента 80%.

При ремонте единичных камер асбоцементные горловины можно изготовлять в деревянной форме. При изготовлении горловины в серийном масштабе целесообразно применять чугунную пресс-форму.

Отформованную горловину покрывают мокрыми тряпками и выдерживают двое суток, после чего в течение четырех-пяти суток высушивают на воздухе. Отремонтированная по этому способу камера служит не менее 8000—10 000 км, после чего разрушившаяся горловина может быть опять заменена новой.

Преимуществом данного способа ремонта являются малый расход металла и улучшение пусковых качеств и процесса газификации вследствие низкой теплопроводности асбоцементной горловины, способствующей сохранению тепла и повышению температуры в камере.

Как уже было отмечено выше, указанные способы ремонта пригодны только для камер с неповрежденными фурменными поясами. Если же в фурменном поясе образовались трещины, то ремонтировать такую камеру нецелесообразно. В этом случае камера может быть заменена новой, упрощенного типа, конструкции НАТИ или Центрального научно-исследовательского института автомобильного транспорта.

Упрощенная камера НАТИ типа УТВ (фиг. 155) состоит из конической обечайки 1, сваренной из листовой стали толщиной 8 мм, диска 4 с горловиной 5 и направляющим кольцом 3 и воздухоподводящей трубы 2, приваренной к гнезду футорки 6.

При монтаже камеры УТВ в газогенератор автомобиля ЗИС-21 высоту бункера укорачивают до 1270 мм. считая от верхней плоскости фланца. При этом находящуюся в корпусе коробку воздушного клапана вырезают и приваривают соответственно выше. Образовавшееся в корпусе газогенератора отверстие заделывают путем наложения и приварки заплаты.

Наиболее изнашиваемыми деталями камеры УТВ являются воздухоподводящая труба и диск с горловиной, срок службы которых составляет 7000-8000 км пробега.

Упрощенная камера газификации конструкции Центрального научно-исследовательского института автомобильного транспорта представляет собой конструкцию, в которой сочетаются метод ремонта камер при помощи асбоцементной горловины с заменой фурменного пояса воздухоподводящей трубой типа УТВ (фиг. 156). В этом случае при удалении поврежденной литой камеры сохраняется ее верхний конус, к которому приваривают цилиндрический кожух 1 толщиной 6 мм, снабженный фланцем 2 и упорным кольцом 6.

В верхней части кожуха на уровне оси коробки воздушного клапана делают отверстие для приварки гнезда футорки воздухоподводящей трубы 5. Асбоцементную горловину 4 вставляют в кожух до упора в кольцо 6 и затем закрепляют при помощи опорного кольца 3, которое притягивают болтами к фланцу 2.

Ремонт бункера и корпуса

Как уже указывалось, бункер газогенератора в своей верхней части разрушается под действием кислот, содержащихся в продуктах сухой перегонки.

На поврежденную верхнюю часть бункера с наружной стороны следует приварить кольцевую заплату высотой 50—200 мм, изготовленную из 1,5- или 2-миллиметрового листового железа.

С помощью наложения заплат ремонтируют также прогоревший корпус газогенератора. При наличии на нем вмятин их исправляют правкой молотком, нанося удары изнутри корпуса. Особое внимание должно быть уделено правке покоробленных обечайки и крышки зольникового люка.

Для обеспечения плотного прилегания крышки к обечайке люка последнюю после правки опиливают напильником.

Отремонтированные бункер и корпус газогенератора перед сборкой должны быть обязательно проверены на герметичность.

Ремонт очистителей

Грубые очистители, так же как и бункер газогенератора, постепенно разрушаются вследствие коррозии.

Наиболее сильному действию коррозии подвержены те секции грубого очистителя, в которых происходит выпадение конденсата.

В газогенераторной установке автомобиля ЗИС-21А в первую очередь разрушаются перфорированные пластины третьей секции грубого очистителя.

В этом случае разрушенные пластины заменяют другими, взятыми из предыдущих по пути газа секций. Первая секция очистителя может работать без пластин, улавливая пыль за счет падения скорости газового потока.

При разрушении перфорированных пластин всех секций их необходимо заменить новыми.

Изготовление перфорированных пластин является весьма трудоемким процессом, поэтому их можно изготовлять без отверстий. Пластины нужно срезать на ¹/₃ диаметра (или ширины) поочередно то с правой, то с левой стороны. При их применении путь, по которому движется газ в очистителе, становится зигзагообразным.

Разрушенные пластины могут быть заменены также древесной шерстью (упаковочной стружкой), которая закладывается в корпусы секций грубого очистителя. Набивка стружкой не должна быть плотной.

Обнаруженные при ремонте корпусов очистителей коррозионные отверстия должны быть заделаны путем приварки наружных заплат.

Корпус фильтра тонкой очистки газа сравнительно медленно разъедается кислотами конденсата и поэтому служит достаточно долго. Отверстия чаще всего образуются в днище корпуса; заделывают их при помощи заплат.

Сильному разрушению подвергаются металлические кольца в фильтре.

При отсутствии запасных колец можно закладывать в фильтр древесную шерсть, которую при этом необходимо менять через каждые 2000—3000 км пробега, что является недостатком ее применения.

Решетки, поддерживающие слой колец, в случае разрушения могут быть изготовлены вновь из листового железа толщиной 1—2 мм. В них сверлят отверстия диаметром 10 мм на расстоянии 13—15 мм одно от другого. Для придания решетке необходимой жесткости ее приваривают к железному кольцу, изготовленному из прутка диаметром 12—15 мм.

ЭКОНОМИЧНОСТЬ ЭКСПЛУАТАЦИИ ГАЗОГЕНЕРАТОРНЫХ АВТОМОБИЛЕЙ

Целесообразность применения газогенераторных автомобилей определяется прежде всего необходимостью рационально использовать имеющиеся в стране топливные ресурсы. Наряду с этим немаловажное значение имеет экономичность газогенераторных автомобилей.

В ряде пунктов газогенераторные автомобили предназначены для работы взамен автомобилей, работающих на жидком топливе, поэтому важно сопоставить экономичность эксплуатации газогенераторных автомобилей с экономичностью бензиновых автомобилей.

В табл. 49 приведены данные по отдельным статьям постоянных и переменных расходов и по себестоимости эксплуатации бензинового автомобиля ЗИС-5 грузоподъемностью 3 т и работающих на древесных чурках газогенераторных автомобилей ЗИС-21А грузоподъемностью 2,5 т и автомобилей УралЗИС-352, грузоподъемность которого условно принята равной 3 т (с двигателем повышенной мощности ЗИС-ВК).

В основу расчетов себестоимости эксплуатации этих автомобилей положены следующие исходные данные.

1. Заработная плата водителям подсчитана из расчета основного оклада 520 руб. (для III группы дорог), к которому прибавляется 15% надбавки за II класс и 30% надбавки к основному окладу для водителя газогенераторного автомобиля в соответствии с действующим законоположением; размер начислений взят 4,8% фонда заработной платы.

2. Стоимость бензина принята 640 руб. за 1 т плюс 64 руб. за этилирование.

Стоимость древесных чурок 140 руб. за 1 т.

Стоимость древесного угля, соответствующего по качеству применяемому для восстановительной зоны, 180 руб. за 1 т.

3. Стоимость смазочных материалов, технического обслуживания и эксплуатационных ремонтов автомобилей, а также ремонта шин взята по нормативам, утвержденным Министерством автомобильного транспорта и шоссейных дорог СССР на 1954 г.

4. Амортизационные отчисления на погашение стоимости автомобилей, проведение капитального ремонта и восстановление шин приняты в соответствии с приказом № 5 от 10 января 1952 г. по бывшему Министерству автомобильного транспорта РСФСР.

5. Дневной пробег автомобиля ЗИС-5 принят 115 км, а газогенераторного автомобиля ЗИС-21А 100 км в соответствии с более низкой средней технической скоростью его движения.

Для газогенераторного автомобиля УралЗИС-352 с двигателем повышенной мощности ЗИС-ВК дневной пробег принят равным дневному пробегу бензинового автомобиля ЗИС-5.

6. Для всех трех типов автомобилей коэффициент использования тоннажа принят равным 1, а коэффициент использования пробега 0,5.

Как видно из табл. 49, себестоимость 1 км пробега газогенераторного автомобиля ЗИС-21А на 18% выше, чем бензинового автомобиля ЗИС-5, несмотря на то, что стоимость топлива газогенераторного автомобиля на 100 км пробега на 21,5% ниже стоимости бензина.

Указанное увеличение себестоимости пробега газогенераторного автомобиля ЗИС-21А является результатом повышенных расходов на заработную плату (на 26%), техническое обслуживание, эксплуатационный ремонт (на 20%) и на амортизационные отчисления (на 38% вследствие более высокой первоначальной стоимости автомобиля и больших расходов на капитальный ремонт).

Кроме того, пониженная средняя техническая скорость газогенераторного автомобиля вызывает увеличение на 15% постоянных расходов, приходящихся на 1 км пробега.

Наиболее существенное влияние на увеличение себестоимости перевозок газогенераторным автомобилем оказывает снижение грузоподъемности с 3 до 2,5 т по сравнению бензиновым автомобилем ЗИС-5. В результате этого себестоимость 1 ткм дополнительно повышается примерно на 24% и в общем составляет 141,7% по отношению к стоимости перевозок на бензине.

В табл. 50 показано относительное влияние всех перечисленных выше факторов на увеличение себестоимости перевозок газогенераторными автомобилями.

Из таблицы видно, что снижение производительности газогенераторного автомобиля ЗИС-21А (скорости движения и грузоподъемности) оказывает на изменение себестоимости перевозок примерно в 2 раза большее влияние, чем все другие факторы, вместе взятые. Следовательно, одним из основных способов снижения себестоимости перевозок газогенераторными автомобилями является увеличение мощности их двигателей и повышение грузоподъемности хотя бы до значений этих величин для автомобиля ЗИС-5.

В табл. 50 данные по себестоимости перевозок для автомобиля УралЗИС-352 приведены при условии, что на нем установлен двигатель ЗИС-ВК повышенной мощности, а грузоподъемность повышена до 3 т. 

При этом также учтено, что газогенераторный автомобиль УралЗИС-352 не обязательно требует вспомогательного топлива (древесного угля и пускового бензина), но имеет несколько повышенные расходы на ремонт и амортизацию за счет некоторого усложнения конструкции двигателя.

Как видно из табл. 49 и 50, себестоимость 1 ткм для автомобиля УралЗИС-352 только на 8,7% выше, чем для бензинового автомобиля ЗИС-5.

Дальнейшее снижение себестоимости перевозок за счет повышения грузоподъемности газогенераторных автомобилей наиболее целесообразно осуществлять путем применения полуприцепов с бортовым кузовом или одноосных прицепов-роспусков для перевозки длинномерных грузов.

Применение газогенераторного автомобиля-тягача позволяет, кроме того, лучше разместить газогенераторную установку на шасси, не прибегая в этом случае к уменьшению размеров кабины для сохранения полезной площади кузова.

Приведенные выше расчеты себестоимости эксплуатации газогенераторных автомобилей основаны на применении в качестве газогенераторного топлива древесных чурок. Стоимость доставки бензина в отдаленные районы страны, где применение газогенераторных автомобилей наиболее целесообразно, в этих расчетах не учитывается.

Как видно из данных, приведенных в табл. 51 для газогенераторных автомобилей, работающих на древесном угле, буром угле или на антраците, себестоимость эксплуатации должна быть при. прочих равных условиях ниже, чем при работе на древесных чурках. Так, например, при работе на антраците себестоимость 1 ткм дополнительно снизится на 6,3% по сравнению с работой на древесных чурках.

Однако надо, иметь в виду, что наличие вредных примесей в антраците и в буром угле (сера), а также склонность этих топлив к интенсивному шлакообразованию может вызвать некоторое увеличение расходов на техническое обслуживание и ремонт газогенераторного автомобиля по сравнению с работой на древесных чурках или на древесном угле, что несколько уменьшит выгоду, получаемую от применения указанных выше топлив.

Если учесть расходы на транспортировку бензина на расстояние 3000 км при существующих железнодорожных тарифах в сумме 169 руб. за 1 т и расходы на его транспортировку автотранспортом от железной дороги до места назначения на расстояние 100 км, приняв при этом себестоимость перевозки согласно данным табл. 50 равной 74,3 коп. за 1 ткм, то тогда стоимость бензина, затрачиваемого автомобилем ЗИС-5 на 1 км пробега, увеличится с 20 до 27 коп.

При этих условиях себестоимость 1 ткм для газогенераторного автомобиля, работающего, например, на антраците и имеющего производительность, одинаковую с бензиновым автомобилем, составит всего лишь 99% себестоимости 1 ткм для бензинового автомобиля.

Приведенные экономические расчеты себестоимости эксплуатации газогенераторных автомобилей по сравнению с бензиновыми автомобилями совершенно не учитывали такой важный фактор, как стратегическая ценность нефтяного топлива.

Для того чтобы более правильно оценить экономическую целесообразность применения газогенераторных автомобилей, надо учитывать и этот фактор.

ГАЗОГЕНЕРАТОРНЫЕ АВТОМОБИЛИ
КТН Г.Г.Токарев
1955