Двигатели на принципе работы газогенератора

1. 1. Принцип работы газогенератора
2. 2. Выгода от использования газа в качестве топлива
3. 3. Учесть все важные нюансы
4. 4. Подведем итог

Если несколько лет назад пик популярности газогенераторов пришелся на Новую Зеландию, Австралию и США, то сегодня и в России все чаще им отдают предпочтение как более выгодному варианту, по сравнению с бензиновыми и дизельными. Причем эти установки находят применение не только в частном секторе, но и на предприятиях, где перебои с подачей электроэнергии просто недопустимы – это влечет к потерям прибыли, простоям в работе или порче товара. Приведем простой пример. Склад молочной продукции находится в микрорайоне, где отключения электроэнергии происходят несколько раз в неделю и порой затягиваются на весь день. Это грозит владельцу колоссальными убытками, ведь продукты могут испортиться (особенно в жару), из-за отсутствия электропитания могут сорваться важные отгрузки и другие операции, связанные с работой офисной техники. Если к зданию подведена газовая магистраль, то есть смысл использовать в качестве резервного источника электроэнергии газовые генераторы. Что же он собой представляет и в чем его отличие от жидкотопливных аналогов?

Как работает устройство

Принцип работы газогенератора — синтез газа. Это процесс, в ходе которого, горючий газ будет образовываться при сгорании органического материала. Для того чтобы запустить такой процесс, необходимо достичь нужной температуры. Синтез газа начинается при достижении показателя в 1400 градусов по Цельсию. В качестве топлива для газогенераторного двигателя могут использоваться торф, брикеты с углем и некоторые другие материалы. Однако, как показала практика, наиболее распространенным и удобным материалом в качестве топлива выступает древесина. Хотя здесь стоит отметить, что дрова обладают одним недостатком — уменьшение заряда рабочей смеси. Вследствие этого несколько понижается и мощность установки.

Можно добавить, что двигатель на дровах такого типа обычно используется с уже установленным ДВС.

Газогенераторные установки: экономика эксплуатации

Для средних и малых энергетических предприятий, деревообрабатывающих производств применение газогенераторных установок очень выгодно. Если нет необходимости отделения газовой смеси, газогенераторные установки работают как весьма эффективные теплогенераторы, обеспечивая нужды в тепловой энергии для технологических нужд и в отоплении. Очень эффективно применение газогенераторных установовок на деревобрабытывающих предприятиях для сушки древесины.

При работе газогенератора в составе твердотопливного котла можно сжигать отходы практически любой длины. Одновременно решаются экологические проблемы и проблемы утилизации отходов, снижается себестоимость выпускаемой продукции. Анализ затрат на отопление сушильных камер и промышленных зданий и сооружений, применяющих газогенераторные установки показывает, что затраты на топливо от 3 до 25 раз меньше, чем при традиционном его сжигании в котлах или отоплении электронагревательными установками. При использовании в качестве топлива отходов деревообработки собственного производства экономический эффект возрастает. Опыт эксплуатации отопительного оборудования с использованием газогенераторов в составе сушильных камер показал, что срок их окупаемости находится в пределах от 2-х месяцев до 1 года.

Применение газогенераторных установок для выработки электроэнергии показывает, что экономически они более эффективны, чем остальные объекты малой энергетики. Причиной тому невысокая стоимость оборудования и возможность использования отходов производства, мусора, сорной древесины. В Якутии был произведен подсчет выгоды применения газогенераторных установок взамен дизельных генераторов. Экономия по топливу составила 14 раз, срок окупаемости установок от 1 года до 3 лет. При этом был решен ряд экологических проблем с необходимостью утилизации больного леса и лесных завалов.

Технические данные

Автомобиль с газогенераторным двигателем обладает достаточно специфическими характеристиками. Машина несколько теряет свою маневренность из-за веса двигателя, что может быть опасно, если достигнута высокая скорость. Так что ездить на машине 100 километров в час – сомнительное решение.

Чтобы лучше представлять особенности самого двигателя, стоит знать его технические данные:

• степень сжатия даже более высокая, чем у грузовых двигателей на бензине;
• мощность ниже, чем у бензинового мотора;
• грузоподъемность автомобиля сокращается.

Очевидно, что у газогенераторных моторов есть и плюсы, и минусы. Древесный газ имеет слишком маленькую энергетическую ценность по сравнению с природным. Водителям обязательно следует учитывать снижение динамических свойств машины, ведь разница между таким железным «конём» и каким-нибудь обыкновенным бензиновым монстром ощущается сразу.

Возможно, лучше отказаться от идеи создания автомобиля с газогенератором на самой машине. Вариант размещения в прицепе имеет свои плюсы.

Плюс способа в том, что точно не возникнет соблазна прокатиться с ветерком, да ещё и поупражняться в маневрировании на большой скорости. Так что прицеп может быть своеобразным ограничителем и напоминать об особенностях транспортного средства водителю.

Mitsubishi Outlander PHEV – гибридная новинка из семейства Outlander

Этой осенью автомобилисты увидят в автосалонах первые Mitsubishi Outlander PHEV – новинку от японского бренда. Модель была заявлена производителем как электромобиль с увеличенным запасом хода, но по принятой в мировой практике классификации его стоит отнести к гибридным автомобилям.

Появление Mitsubishi Outlander PHEV сразу привлекло внимание и любителей авто, и профессионалов автомобильной сферы: новый кроссовер уже принял участие в известном европейском ралли «Renewable Energies» и получил награды, в том числе «RJC Technology of the Year 2014».

Экстерьер и интерьер автомобиля

Похожая на новинку модель обновленного кроссовера Mitsubishi Outlander уже знакома российским автомобилистам и активно продается на нашем рынке. Дизайн автомобилей очень схож. Видимое отличие гибридного кроссовера от обычного – в наличии у первого именного шильдика, расположенного на крышке багажника. Также у нового Mitsubishi Outlander PHEV появились абсолютно прозрачные рассеиватели (на задних фонарях). Приятной новостью для автомобилистов станет тот факт, что в случае с этой моделью светодиодные задние фонари предлагаются уже в базовой комплектации автомобиля.

Менее заметно еще одно изменение в дизайне кроссовера: высота дорожного просвета у нового Mitsubishi Outlander PHEV составляет 190 мм (что на 15 мм ниже, чем у его собрата), на ее уменьшение повлияло появление батареи, которую проектировщики разместили под полом.

Дизайн салона создатели сохранили от модели-предшественника, немного изменилась приборная панель (на ней появились новые элементы управления – напомним, что речь идет о гибридном автомобиле). Была модифицирована система шумоизоляции: в новом Mitsubishi Outlander PHEV посторонние шумы и звуки работы двигателя почти не слышны.

Также необходим комментарий относительно вместительности багажника: вследствие перехода на гибридный способ работы объем багажного отделения автомобиля несколько уменьшился. В данной модели он составляет 463 л. Та же причина и у сокращения объема топливного бака – он уменьшился на 10 л.

Силовая установка – основная особенность MitsubishiOutlander PHEV

Не будет преувеличением сказать, что для российских автомобилистов появление Mitsubishi Outlander PHEV станет событием, ведь это первый гибридный автомобиль на российском рынке, двигатель которого совмещает последовательный и параллельный принципы работы. В качестве энергии, преобразуемой в работу двигателя, может быть только электрическая либо вариант совмещения электрической и тепловой. Причем при движении на высоких скоростях вся энергия от двигателя внутреннего сгорания будет передаваться непосредственно на колеса, т.е. служить наращиванию скорости, а двигатель сохранит режим работы, оптимальный для экономии топлива.

Относительно работы электродвигателя стоит сказать, что время полной зарядки установленного литий-ионного аккумулятора емкостью 12 кВт*ч – 5 часов (если зарядка осуществляется от бытовой сети). На станциях быстрой зарядки при заполнении 80% емкости это время не превышает 30 минут.

Что касается показателей крутящего момента, то для бензинового двигателя (ониидет с 4 цилиндрами и рассчитан на объем 2 л) максимум составит 186 Нм. Мощность ДВС в данной модификации – 121 л.с. В дополнение к тепловому на каждой оси будет установлен синхронный электродвигатель с крутящим моментом в 137 Нм спереди и 195 Нм – сзади. Заявленная мощность постоянных магнитов на каждом электромоторе – 82 л.с.

Скоростные характеристики

Неудивительно, что при отличных исходных данных автомобиль способен показать прекрасные результаты на дороге: дойти до отметки 100 км/ч с нуля он сможет за 11, 0 секунды, а максимальная возможная скорость, заявленная создателями, – 170 км/ч.

Используя только электродвигатели, Mitsubishi Outlander PHEV способен пройти до 55 км (удерживая при этом скорость в 120 км/ч), а запас хода при работе и электрических, и теплового моторов 875 км.

Особенности привода

При сохраненной основе шасси Mitsubishi Outlander в новой модели кроссовера появился электропривод Twin Motor 4WD, совмещенный с полноприводной системой S-AWC. Исключение из системы карданного вала, по словам создателей автомобиля, никак не повлияет на способность автомобиля преодолевать препятствия и проходить плохую дорогу.

В России Mitsubishi Outlander PHEV ожидается в двух комплектациях: основной Intense и более полной Ultimate. Поступление модели на наш рынок намечено на сентябрь. Для российских автомобилистов новинка будет дополнена перенастроенной подвеской и еще одним обогревателем. Также в соответствие нашему климату будет модифицирована система теплоизоляции.

Принцип работы газогенераторов

Вся суть работы газогенератора основана на переводе твёрдого топлива в газообразное, т.е. древесину при определённых условиях разлагают почти до молекул и атомов, а потом из этих компонентов синтезируются несколько горючих газов:

• Угарный газ – CO;
• Метан – CH₄;
• Водород – H₂.

Эта смесь и называется светильным газом. Но перед тем, как попасть в двигатель, её требуется очистить от вредных примесей разных смол, водяного пара и твёрдых частичек золы. Дополнительно газовую смесь охлаждают, и поэтому КПД снижается до 75%. В стационарных установках, газ можно не охлаждать, и в них КПД повышается практически до 100%.

Для повышения мощности двигателя автомобиля работающего от газогенераторной установки, в систему встраивают турбонадув и регулируют степень сжатия топливной смеси. После этих доработок, мощность таких автомобилей практически не уступает серийным моделям.

Работа генератора заключается в преобразовании мощности потока воздуха, который образуется от сгорания рабочей смеси в электрическую энергию. Как известно, газовые генераторы могут работать и на дровах, но в нашем случае основным видом топлива считается природный газ. В состав самого простого механизма входят следующие элементы:

• Основной компонент — турбина;
• Компрессор для сжатия воздуха;
• Камера сгорания.

Принцип действия установки следующий: после попадания воздуха в компрессор происходит его сжатие, после чего потоки кислорода транспортируются в камеру сгорания. На этом участке определённые дозы топлива попадают в потоки кислорода, происходит загорание смеси.

Доведённый до высоких температур газ попадает в турбину, его потоки используются для вращения лопаток. Чуть больше половины вырабатываемой электроэнергии используются для работы компрессора, остальная часть служит для включения генератора. В состав одного рабочего цикла входит два изобарных процесса, которые происходят в выхлопной трубе и камере сгорания.

Принцип работы турбины следующий:

• Сжатие воздуха в компрессоре до получения давления в одну атмосферу;
• Увеличение температуры рабочей смеси в камере сгорания;
• Расширение газов в турбине;
• Освобождение отработанных газов через выхлопную трубу.

Итоги

Выше приведены лишь несколько способов изготовления газогенератора своими руками. Но все они позволяют получить по-настоящему надежное и эффективное устройство, обеспечивающее следующими преимуществами:

• — более низкими затратами топлива (КПД котла — от 90%);
• — продолжительным процессом горения. Для дров он составляет около 20 часов, а для древесного угля — около 7-8 суток. Возможностью применения любого топлива, будь это древесина, солома или жмых.
• В ряде случаев в топку можно класть целые поленья (при соответствующих размерах бака);
• — надежностью и простотой эксплуатации. Чистка поддувала или дымохода если и должна производиться, то редко.