В табл. 38 дана весовая характеристика отдельных элементов газогенераторной установки, а на фиг. 132 и 133 показано их размещение на шасси автомобиля ЗИС-21А.

Газогенератор расположен справа по ходу автомобиля в специальном вырезе кабины и установлен на кронштейне, которые при помощи болтов крепятся к раме автомобиля.

Батарея грубых очистителей-охладителей расположена между рамой и грузовой платформой автомобиля поперек его продольной оси, крышками на левую сторону. Газопровод, соединяющий газогенератор с первым (задним) грубым очистителем, состоит из двух труб — вертикальной, имеющей на конце фланец для крепления к выходному патрубку газогенератора, и горизонтальной, соединенной с вертикальной трубой и патрубком грубого очистителя резиновыми шлангами с хомутами.

Фильтр тонкой очистки газа расположен за подножкой с левой стороны кабины водителя и установлен на кронштейнах, которые при помощи болтов укреплены на раме автомобиля. Газопровод состоит из вертикальной трубы и трубы, проложенной под брызговиком вдоль рамы автомобиля; трубы соединяют фильтр тонкой ОЧИСТКИ с отстойником.

Отстойник расположен под картером двигателя поперек оси автомобиля и при помощи вертикальной трубы соединен со смесителем двигателя. Для слива скопившегося конденсата отстойник снабжен специальным краном.

Центробежный вентилятор с электромотором СГ-143, устройство и характеристика которого были приведены на фиг. 87 и 88, установлен на левой подножке автомобиля на специальном кронштейне. Входной патрубок вентилятора имеет заслонку, управляемую тросом из кабины водителя, и соединен с газопроводом, который соединяет фильтр тонкой очистки газа с отстойником.

Двигатель газогенераторного автомобиля ЗИС-21А оборудован головкой блока цилиндров с повышенной степенью сжатия (ε = 7), отдельными впускным и выпускным трубопроводами и пусковым карбюратором горизонтального типа марки К-12Е.

Электрооборудование двигателя ЗИС-21А состоит из двух аккумуляторных батарей ЗСТ-112 напряжением 6 в каждая, свечей зажигания НМ 12/15А, стартера МАФ-31, генератора ГА-8, реле- регулятора РР-17, электродвигателя вентилятора разжига СГ-143 и т. д.

При работе на генераторном газе двигатель развивает мощность 45 л. с. при 2400 об/мин. В этом случае автомобиль с полной нагрузкой при передаточном числе главной передачи 7,67: 1 может развить максимальную скорость на горизонтальном участке дороги с усовершенствованным покрытием до 56 км/час.

При работе автомобиля на сухих древесных чурках с абсолютной влажностью от 16 до 22% расход чурок в среднем составляет 90—100 кг на 100 км пробега при движении по усовершенствованному шоссе и 130—140 кг на 100 км пробега при движении по проселочным дорогам.

Газогенераторный автомобиль УралЗИС-352

Газогенераторный автомобиль УралЗИС-352 (фиг. 134) грузоподъемностью 2,5 г создан, так же как и автомобиль ЗИС-21А, на базе бензинового автомобиля ЗИС-5 и имеет двигатель той же конструкции (ЗИС-21А) и то же измененное передаточное число главной передачи (7,67 : 1).

В отличие от автомобиля ЗИС-21А на автомобиле УралЭИС-352 установлена совершенно новая конструкция газогенераторной установки, которая рассчитана на применение древесных чурок с повышенной абсолютной влажностью — до 40%.

Газогенераторная установка, принципиальная схема которой показана на фиг. 135, состоит из следующих элементов: газогенератора обращенного процесса газификации 1, который снабжен вентилятором наддува 3 с приводом от двигателя, циклонного очистителя 2 для грубой очистки газа, трубчатого охладителя 4 газа, фильтра 5 тонкой очистки газа, вентилятора 6 разжига, предпускового подогревателя 7 двигателя и смесителя 8.

Газогенератор (фиг. 136) состоит из корпуса 1, имеющего высоту 1670 мм и наружный диаметр 554 мм, и внутреннего бункера 2, к которому приварена пятифурменная камера 3 газификации. Загрузочный люк 11 имеет штампованную крышку и запорное устройство, состоящее из двухлистовой рессоры и рукоятки с откидной петлей, В газогенераторе установлена колосниковая решетка 8, расположенная вне потока горячих газов. Пространство между днищем корпуса газогенератора и колосниковой решеткой служит зольником.

Корпус газогенератора в нижней своей части имеет два расположенных друг под другом резьбовых люка с крышками 7. Нижний люк (зольниковый) служит для удаления очаговых остатков, а верхний (смотровой) —для проверки камеры газификации и удаления скопившегося вокруг нее древесного угля.

В верхней части корпуса расположен газоотборный патрубок 12.

Корпус камеры 3 газификации выполнен из 8-миллиметровой листовой стали в виде цилиндра с внутренним диаметром 340 мм и высотой 325 мм, который в своей верхней части отбортован на конус, и приварен к бункеру, имеющему внутренний диаметр 495 мм. Общая высота камеры газификации составляет 415 мм. К боковой поверхности корпуса камеры приварена коробка 4 распределения воздуха с обратным клапаном 5, которая четырьмя трубами соединена с фурмами камеры газификации, приваренными в верхней цилиндрической части ее корпуса. Пятая фурма непосредственно соединяется с пространством воздухораспределительной коробки. Расстояние фурменного пояса от нижней кромки камеры составляет 260 мм. Литая из жароупорной стали конусная вставка 6* высотой 155 мм образует горловину камеры диаметром 140 мм; конусная вставка опирается на четыре пальца, полукруглые головки которых приварены к наружной стороне корпуса камеры. Уплотнение между корпусом камеры и конусной вставкой-горловиной достигается при помощи асбестового шнура и засыпанного поверх него слоя золы.

Колосниковая решетка состоит из штампованной неподвижной кольцевой части и литой из ковкого чугуна подвижной средней части, качание которой может осуществляться при помощи рукоятки 9, расположенной снаружи корпуса газогенератора.

Наличие колосниковой решетки позволяет работать без периодической полной очистки газогенератора и пополнения камеры газификации свежим древесным углем. Кроме того, колосниковая решетка дает возможность производить чистку зольника при горячем газогенераторе.

В крышке газогенератора имеется патрубок 10 с заслонкой, через который пары влаги, а вместе с ними и часть продуктов сухой перегонки могут удаляться в атмосферу в том случае, если работа газогенератора производится на древесных чурках с абсолютной влажностью более 40%.

Удаление паро-газовой смеси в атмосферу осуществляется при помощи давления, создаваемого в газогенераторе вентилятором наддува 3 (фиг. 135), нагнетательный патрубок которого соединен газопроводом с коробкой распределения воздуха.

Вентилятор наддува представляет собой центробежный нагнетатель, который состоит из литого чугунного корпуса и крыльчатки закрытого типа, сидящий на одном валу со шкивом (фиг. 137). Вал опирается на два шарикоподшипника, расположенных в корпусе нагнетателя. Нагнетатель приводится в движение от двигателя автомобиля при помощи клиновидной ременной передачи. Приводной шкив вентилятора изготовлен за одно целое со шкивом вентилятора двигателя; для натяжения ремня предусмотрен специальный натяжной ролик, который установлен на кронштейне нагнетателя.

При 2400 об/мин коленчатого двигателя число оборотов крыльчатки вентилятора составляет 6500 в минуту; при этом создается напор, равный 300 мм вод. ст.

При работе газогенератора без выброса паро-газовой смеси в атмосферу создаваемый нагнетателем напор используется для частичной компенсации потерь мощности двигателя, получающихся в результате ухудшения качества генераторного газа при работе газогенератора на древесных чурках с повышенной абсолютной влажностью до 40% (по сравнению с работой на сухих чурках).

Грубый очиститель циклон, расположенный наклонно (фиг. 138), представляет собой цилиндрический корпус 1, изготовленный из

1,5-миллиметровой листовой стали, внутри которого приварена рабочая камера 2. Камера состоит из спирального входа, расположенного вокруг выходного патрубка 3 под углом 75° к его оси, из цилиндрической части и конуса 5 для направления уловленной пыли в пыле- сборник 6. Пылесборник выполнен в виде съемной штампованной чашки, которая крепится к циклону при помощи центрального болта и барашка. Входной патрубок 4, расположенный тангенциально по отношению к корпусу циклона и под углом 75° к его оси, приварен к спирали рабочей камеры. Двойные стенки, образованные рабочей камерой и корпусом циклона, уменьшают потери тепла и препятствуют этим выделению конденсата в циклоне в холодную погоду.

Охладитель газа (фиг. 139) состоит из четырех последовательно включенных труб 1 диаметром 102 мм, которые соединены между собой посредством трех фланцев 3, закрытых выпуклыми овальными крышками 2. Крышки опираются на кольцевые прокладки фланцев и крепятся при помощи барашков на болтах, приваренных своими головками к обратной стороне фланцев между концами труб.

Подобная конструкция соединения труб делает удобной периодическую очистку и промывку внутренней поверхности охладителя.

Для присоединения охладителя к газопроводам при помощи шлангов с хомутами на концах двух крайних труб приварены переходники, состоящие из конической части и небольших отрезков труб, диаметр которых равен диаметру труб газопровода.

Общая поверхность охладителя газа равна 2,2 м².

Фильтр тонкой очистки газа (фиг. 140) представляет собой вертикальный цилиндрический резервуар диаметром 376 мм и высотой 1420 мм, сваренный из тонколистовой стали. Внутри корпуса приварены две штампованные решетки, которые разделяют корпус на три секции.

В первой — нижней секции фильтра смонтирована газораспределительная коробка, боковые стенки которой имеют зубцы, погруженные в воду (в конденсат). При этом устройстве газ проходит через воду, в результате чего происходит частичная его очистка от пыли.

Во второй и третьей секциях фильтра на сетки насыпаны металлические кольца споем по 420 мм. Проходя через эти кольца, газ окончательно очищается от пыли. Для засыпки и выгрузки колец имеются четыре люка; три из них расположены на боковой поверхности, а четвертый — в центре верхнего днища фильтра. Люки снабжены штампованными крышками, которые крепятся при помощи скоб и натяжных болтов. Расположенная в верхней части фильтра газозаборная труба имеет продольную прорезь (узкую щель), чем предотвращается попадание колец в газопровод.

Для промывки фильтра и удаления осевшей в нем угольной пыли в нижнем днище предусмотрена горловина, закрываемая пробкой на резьбе. Общий объем фильтра составляет 158 л.

К газопроводу, соединяющему фильтр со смесителем, подключен центробежный вентилятор разжига типа АП-50, приводимый в движение электродвигателем типа ЭМ20-Б, который питается током от двух аккумуляторных батарей общим напряжением 12 в, потребляя при этом 185 вт. При 6800 об/мин вентилятор имеет производительность 100 м³/час.

На выходном патрубке вентилятора установлен тройник с двумя заслонками, служащий для направления потока газа в атмосферу при разжиге газогенератора или в топку подогревателя при пуске двигателя в холодную погоду.

Предпусковой подогреватель двигателя (фиг. 141) представляет собой овальной формы бачок 1 емкостью 4,5 л, внутри которого имеется топка 2 в виде П-образной трубы с горелкой 3. Горелка выполнена в виде конусной вставки-наконечника, приваренного внутри входной трубы топки немного ниже отверстий для подсоса воздуха. Снаружи трубы приварена кольцевой формы чашечка для шнура запала смеси. В верхней части бачка расположено закрываемое крышкой отверстие 5, служащее для заполнения бачка водой. Для слива воды в днище бачка предусмотрен кран 4. В верхнюю часть корпуса бачка вварен патрубок 6 для отбора пара.

Среднее время прогрева двигателя паром в зимнее время года после ночных стоянок автомобиля на открытых площадках при различной температуре окружающего воздуха приведено в табл. 39.

При работе подогревателя вентилятор разжига нагнетает газовоздушную смесь в горелку, засасывая газ из газогенераторной установки, а воздух — через воздушный патрубок смесителя, заслонкой которого регулируется состав смеси. Кроме того, воздух засасывается в горелку через отверстия в трубе топки. Блок цилиндров двигателя нагревается паром, поступающим из бачка подогревателя в водяную рубашку, а картер—теплом продуктов сгорания, выходящих из топки подогревателя.

Как видно из таблицы, среднее время прогрева двигателя паром не превышает 17 мин.

На фиг. 142 и 143 показано размещение отдельных элементов газогенераторной установки на шасси автомобиля УралЗИС-352.

Газогенератор 1 расположен справа по ходу автомобиля в вырезе кабины водителя и соединен подводящей воздух трубой с вентилятором наддува (центробежным нагнетателем 8). С противоположной (левой) стороны кабины расположен фильтр 4 тонкой очистки газа. Газогенератор и фильтр укреплены на раме автомобиля посредством двух балок: передней, смонтированной под лонжеронами и прикрепленной к ним двумя кронштейнами, и задней, которая опирается на лонжероны и прикреплена к ним двумя скобами.

Для предупреждения изгиба полок лонжеронов в местах крепления балок установлены распорки.

Газогенератор соединен трубопроводом с циклоном 2, наклонно укрепленным на правом лонжероне рамы поперек оси автомобиля под передней частью грузовой платформы.

Охладитель 3 газа расположен под грузовой платформой между ее продольными брусьями вдоль рамы автомобиля и соединен трубопроводами с циклоном и фильтром тонкой очистки газа. Последний в свою очередь соединен составной трубой со смесителем 7 двигателя и с вентилятором разжига 5. Вентилятор вместе с предпусковым подогревателем 6 смонтирован с левой стороны над подножкой, около капота двигателя автомобиля.

На автомобилях УралЗИС-352 выпуска конца 1954 г. указанная выше конструкция циклона и его расположение на автомобиле изменены — установлен вертикальный циклон непосредственно у газогенератора. В этом случае циклон в меньшей степени подвержен повреждениям при движении автомобиля по лесным дорогам.

В табл. 40 приведена весовая характеристика газогенераторной установки УралЗИС-352. Из нее следует, что общий вес установки на 60 кг меньше веса газогенераторной установки ЗИС-21А.

Газогенераторный автомобиль УралЗИС-352 имеет новое усиленное электрооборудование, которое включает:

а) две аккумуляторные батареи ЗСТ-144 напряжением 6 в каждая;

б) свечи зажигания НМ 12/15А с катушкой Б-21-Б (допускается замена свечами НМ 12/10А);

в) генератор Г-42, 12 —14 в, 18А;

г) стартер МАФ-31 мощностью 1,8 л. с. с трехконтактным включателем;

д) реле-регулятор РР-42.

По данным НАМИ, двигатель автомобиля УралЗИС-352, степень сжатия которого ε = 6,5, т. е. несколько ниже, чем предусмотрено техническими условиями, развивает при 2200 об/мин мощность 44,3 л. с. при работе газогенератора на древесных чурках с абсолютной влажностью до 20% и 41 л. с. при работе на древесных чурках с абсолютной влажностью 36—37% независимо от того, выпускается паро-газовая смесь в атмосферу или не выпускается (фиг. 144).

Таким образом, работа газогенератора на древесных чурках с повышенной абсолютной влажностью (до 37%) обусловливает дополнительное падение мощности двигателя на 3,6 л. с. по сравнению с работой на древесных чурках с абсолютной влажностью 20%. Выпуск паро-газовой смеси в этом случае не дает повышения мощности, поэтому газогенератор, как правило, должен работать с закрытым отверстием для выпуска паро-газовой смеси из бункера газогенератора. Открывать это отверстие можно только в том случае, когда газогенератор в виде исключения работает на древесных чурках с абсолютной влажностью более 40%.

При работе газогенератора на сухих древесных чурках автомобиль УралЗИС-352 развивает на горизонтальном участке усовершенствованного шоссе максимальную скорость порядка 50 км/час. Средняя техническая скорость автомобиля, работающего на влажном топливе (W _абс = 34÷37%), 30—31 км/час при движении по шоссе и 18 км/час при движении по лесным дорогам.

Расход топлива составляет 105—110 кг на 100 км при движении по шоссе и 145 кг на 100 км при движении по лесным дорогам. В случае применения прицепа расход влажного топлива при движении автомобиля по лесным дорогам повышается до 160—165 кг на 100 км пути. 

При этом запас хода на одной загрузке газогенератора топливом снижается до 30—35 км против 50—70 км при движении автомобиля по шоссе.

ГАЗОГЕНЕРАТОРНЫЕ АВТОМОБИЛИ
КТН Г.Г.Токарев
1955