20 кг поленьев на 100 км: по Беларуси катается УАЗ, работающий на дровах
А вы говорите, экономичный режим, гибриды, электромобили. Тут по Бресту катается УАЗ, работающий на дровах! Для лучшего понимания расхода этой машины стоит процитировать Сергея, автовладельца и, можно сказать, конструктора: «Однажды заехал в лес по грибы и обнаружил, что закончились дрова для растопки. Что делать? Граблями накидал в ведро шишек, забросил их в котел и поехал дальше». Одним словом, УАЗ может ехать «за бесплатно» везде, где есть древесина, где есть то, что горит. Проблемы могут возникнуть разве что в пустыне.
Из истории
Сергей всегда увлекался историей, в частности военной. Потому с ходу рассказывает о временах, когда подобные газогенераторы были на пике технологий:
«Угольный газ использовался еще пещерными людьми. Известный факт, что в свое время освещение во всем Санкт-Петербурге обеспечивали именно газогенераторные установки. Современная история этого устройства начинается с 1919 года, когда германско-французский инженер Георг Имберт, вернувшись с Первой мировой, собрал газогенератор на древесном угле. Проходит два года, и изобретатель представляет автомобиль, чей мотор работает по этому же принципу, только с усовершенствованием».
«Камера Имберт обращенного типа» работала так, что пиролиз проходил не в цилиндрах (как у Форда или Порше), а в котле, который устанавливался за кабиной водителя. Пиролиз в нашем случае — это горение древесины при недостатке кислорода с выделением газа, который и крутит поршни двигателя (но об этом чуть позже). Так вот, Имберт достиг таких высот, что здание его компании Imbert Generatoren GmbH стояло рядом с заводом Форда в Кельне, как бы напоминая о конкуренции. В 30-х годах газогенераторы инженера ставили на немецкие грузовики, автомобили Opel и Mercedes. К моменту, когда созрел международный конфликт, вылившийся в итоге во Вторую мировую войну, Имберт придумал, как оборудовать своей установкой танки! И усовершенствованные бронированные машины действительно ездили и даже стояли на вооружении — в основном в «учебках» и частях вспомогательной полиции (по-простому — у полицаев).
Технология получила распространение не только в Германии. В конце 20-х — начале 40-х годов в СССР тоже активно использовали грузовики с газогенераторами. Серийно их устанавливали на АМО, ЗиС-21 (выпущено более 15 тыс. моделей), Урал-ЗиС. В те времена Союз испытывал нехватку нефти, а автомобилизацию останавливать было нельзя. Почему бы не «топить» машины дровами? Во время Великой Отечественной войны такие транспортные средства сильно пригодились благодаря нулевым затратам. Есть свидетельства, что именно на газогенераторных автомобилях прорывали блокаду Ленинграда.
Массовая добыча нефти началась в 50-60-х годах, и в итоге новое топливо понемногу вытеснило разработки ученых образца начала века. Газогенераторы снимали с машин и попросту отправляли в металлолом. Сейчас мы видим обратную тенденцию — отказ от ДВС, использование возобновляемых источников энергии. Например, по данным СМИ, в Швеции владельцев автомобилей, ездящих на дровах, поощряют на государственном уровне субсидиями. Для скептиков стоит пояснить, что газогенератор можно оборудовать на раме прицепа — в таком варианте он наиболее эстетичен.
Проект Сергея
В частном музее, который базируется в Бресте, стоит действующий ЗиС-5. Нескольким любителям автомобильной истории однажды пришла в голову лихая идея: а почему бы не поставить на «дедушку», который выпускался с 1933 года, газогенератор. Должно получиться — ведь в 1939-м подобный эксперимент с 21-й моделью закончился успешно. И Сергей решил повторить. Но почти 90-летний грузовик — раритет, антиквариат, поэтому мужчина не решился переделывать всю топливную систему столь редкого ныне образца советского автомобилестроения. Для пробы, освоения технологии он взялся за преобразование более современной техники — всем известного и довольно простого уазика. Модель была выбрана исходя из увлечений Сергея: трофи, бездорожье, 4×4.
Наверное, большинство читателей, только узнав о способе сборки газогенератора, махнули бы на эту затею рукой. Дело в том, что Сергей не стал покупать готовый образец или собирать его по схемам и чертежам. Он «высчитал» установку по формулам из книг 30-х годов.
«В библиотеке, в сети нашел нужную литературу, — вспоминает конструктор. — Пришлось прочесть немало. Среди авторов есть и знаменитые фамилии: Токарев, Панютин. Но готового рецепта по сборке нигде не обнаружил. Есть только формулы. Создать газогенератор по ним — как заново сделать карбюратор. Нужно было высчитать скорость дутья, газификацию, объем нужного газа, материальный баланс — для двигателей разных объемов предусмотрены разные значения. Признаться, до сих пор не помню наизусть таблицу умножения, но эту штуку все же собрал. Ответами на вычисления по формулам стали размеры деталей установки и, собственно, сам чертеж. Ну а сборку производил из того, что было под рукой. На все ушел год».
Как это работает?
Топливом для газогенераторной установки (а в данном случае речь идет о монораторе) служат небольшие деревянные чурки. Причем совсем необязательно, чтобы они были сухими, сгорит и влажная древесина (до 60 процентов влажности) — в этом и отличие моноратора от обычного газогенератора. За задним рядом пассажирских сидений в машине Сергея лежат два мешка таких чурок. Говорит, что одного хватает на 100 километров пути. В пересчете на массу получается, что расход равен 20 кг дров на сотню. Естественно, постоянно подбрасывать дровишки в печь не нужно. Закинул в начале пути — и поехал.
«А это мой заправочный пистолет. Всегда вожу с собой», — шутит мужчина и демонстрирует топор.
Судя по его историям, «пистолет» может и не пригодиться — по хвойному лесу можно спокойно ехать на шишках. В любом случае экологичность установки неоспорима. Так как Сергей — человек идейный, экология для него не пустое слово.
Топливо загружается в бак через крышку, расположенную наверху камеры газификации (на фото — черная бочка в центре). Во время работы оттуда непрерывно идет дым. Крышка его не пропускает — таким образом, издалека машина не выглядит как паровоз. Перед запуском двигателя нужно подождать около 5-10 минут, чтобы туда поступил газ.
«Внизу камеры газификации дрова тлеют, — Сергей описывает механику работы установки. — Запуск горения — от спички или факела. Всего в камере протекают три процесса: термическое разложение топлива, окисление, восстановление. При горении топлива с обедненным количеством кислорода (пиролизе) протекают реакции окисления угля и углеводородов: С + О2 = CO2, 2H2 + O2 = 2H2O с выделением тепла. Потом идет реакция восстановления (при прохождении через слой раскаленных углей): С + CO2= 2СО, С + H2O = CO + H2 с потреблением тепла. Топливо в системе обращенного моноратора практически полностью разлагается. Для конденсата предусмотрена отдельная трубка, его можно слить».
Газ попадает в фильтр грубой очистки (на фото — перевернутый конус слева от камеры), который заканчивается банкой, куда оседает сажа, потом проходит через охлаждающую систему труб под днищем УАЗа. Если поджечь газ на этом этапе, пламя будет красным.
Для фото система подключена в обход фильтра тонкой очистки
Если «грязный» газ запустить в двигатель, его детали быстро покроются налетом, снизится их ресурс. Потому далее топливо поступает в фильтр тонкой очистки (на фото — зеленая бочка справа от камеры). Фильтрующим элементом выступают простые опилки. Их нужно менять через каждые 2 тыс. км пробега. После прохождения через этот фильтр газ горит синим пламенем.
Очищенный газ поступает непосредственно в цилиндры 2,4-литрового мотора, там вспышками сгорает, приводя в движение весь агрегат, а следовательно, и весь автомобиль. Выхлопная система штатная, но выбрасывает она углекислый газ (как и люди при выдохе). То есть никакого тебе токсичного угарного газа, оксидов азота, углеводорода, альдегидов и прочих веществ, против которых выступают экологи. По той же причине масло в двигателе нужно менять только после 30 тыс. км пробега.
В плане комфорта «дровяной» УАЗ не особенно радует — в принципе, как и все машины этой модели (даже те, что работают на бензине). После поездки на одежде остается легкий аромат костра (не раздражающий), «печка» работает жарче обычного. В салоне за подачу газа отвечает рычаг заслонки, спрятавшийся слева от руля.
В УАЗах предусмотрено два топливных бака для бензина: с левой и правой сторон кузова (специально на случай, если один из них будет прострелен). Чтобы развеять сомнения в работоспособности моноратора и показать, что доступ к обоим бакам перекрыт, Сергей демонстрирует рычаг в салоне — он находится в нейтральном положении. При необходимости баки можно заполнить бензином — тогда получится своеобразный гибрид.
Напоследок — о безопасности. В устройстве соседствуют открытый огонь и газ, что настораживает. По словам Сергея, риск пожара или взрыва минимален, потому как газ не находится под большим давлением. «Тот же бензиновый автомобиль легче воспламенить, чем эту машину», — заверяет мужчина.
Проблем с официальной регистрацией транспорта тоже нет — как видно на фото, УАЗ стоит на учете, на нем установлены номера. Техосмотр тоже пройден: по документам газогенератор — навесной груз. Его можно снять и, залив немного бензина, пройти линию ТО.
«Самый волнительный момент был — когда впервые запускали мотор, — вспоминает конструктор-любитель. — Признаться, с первого раза не вышло. Потом сидел и ломал голову, что же не так? В сети нашел несколько таких же российских и украинских фанатов, как и я. К тому моменту уже был создан форум, где ребята обменивались нюансами работы газогенераторов, способами решения проблем. Как видите, в итоге все у меня получилось: УАЗ работает, уверенно едет по болотам и бездорожью, разгоняется на трассе до 70 км/ч. Скажу больше: систему можно спрятать в прицепе и установить на любой автомобиль с ДВС. Это по моим расчетам обойдется примерно в 300 долларов в эквиваленте. Можно сказать, эксперимент удался. Но напомню — это был лишь опытный образец. Основной проект — ЗиС-5 родом из 30-х годов. Сейчас я с командой продолжаю работу над ним. Планируем закончить к 9 мая и выкатить обе машины на парад: проедут по улицам города, как дедушка и внук. Ну а дальше обязательно придумаем что-нибудь этакое к 1000-летию Бреста».
