Κινητήρες γεννητριών αερίου: αρχή λειτουργίας, προδιαγραφές, καύσιμο

2024 Συγγραφέας: Erin Ralphs | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-02-19 14:10

Οι κινητήρες γεννήτριας αερίου έχουν ένα αδιαμφισβήτητο πλεονέκτημα - ανανεώσιμα καύσιμα που δεν υφίστανται προεπεξεργασία. Η ιστορία της χρήσης μηχανών με τέτοιο εξοπλισμό είναι αρκετά μεγάλη. Τώρα δεν είναι τόσο δημοφιλή όσο παλιά, αλλά σιγά σιγά επιστρέφουν στην υπηρεσία.

Κύρια χαρακτηριστικά

Ο κινητήρας της γεννήτριας αερίου έχει πολλά αναμφισβήτητα θετικά χαρακτηριστικά. Πρώτον, το καύσιμο για τη συσκευή είναι πολύ φθηνό. Δεύτερον, κατά τη λειτουργία της συσκευής, εμφανίζεται τέφρα, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως λίπασμα, για παράδειγμα. Τρίτον, το αυτοκίνητο δεν θα απαιτεί την εγκατάσταση ισχυρών χημικών μπαταριών.

Οι κινητήρες αερίου έχουν αποδείξει το δικαίωμά τους να υπάρχουν εδώ και πολύ καιρό. Σήμερα, η απόδοσή τους, φυσικά, είναι πολύ κατώτερη από τα νέα μοντέλα που λειτουργούν με βενζίνη. Ωστόσο, για τους περισσότερους απλούς οδηγούς, μπορεί να είναι κατάλληλα. Η μονάδα γεννήτριας αερίου θα επιτρέπει την επίτευξη ταχύτητων έως και 100 km/h, η κατά προσέγγιση μέγιστη χιλιομετρική απόσταση θα είναι περίπου 100 km. Για να αυξήσετε αυτή την παράμετρο, θα πρέπει να μεταφέρετεστο πίσω κάθισμα πρόσθετες σακούλες με καυσόξυλα και περιοδικά προσθέτετε «καύσιμα» στο ρεζερβουάρ.

Πώς λειτουργεί η συσκευή

Η αρχή λειτουργίας της γεννήτριας αερίου είναι το αέριο σύνθεσης. Αυτή είναι μια διαδικασία κατά την οποία θα σχηματιστεί εύφλεκτο αέριο όταν καίγεται οργανικό υλικό. Για να ξεκινήσει μια τέτοια διαδικασία, είναι απαραίτητο να επιτευχθεί η επιθυμητή θερμοκρασία. Η σύνθεση αερίου ξεκινά όταν ο δείκτης φτάσει τους 1400 βαθμούς Κελσίου. Η τύρφη, οι μπρικέτες άνθρακα και ορισμένα άλλα υλικά μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως καύσιμο για έναν κινητήρα γεννήτριας αερίου. Ωστόσο, όπως έχει δείξει η πρακτική, το ξύλο είναι το πιο κοινό και βολικό υλικό για καύσιμο. Αν και αξίζει να σημειωθεί εδώ ότι τα καυσόξυλα έχουν ένα μειονέκτημα - μείωση της φόρτισης του μείγματος εργασίας. Ως αποτέλεσμα, η ισχύς της εγκατάστασης μειώνεται κάπως.

Μπορεί να προστεθεί ότι αυτός ο τύπος μηχανής καύσης ξύλου χρησιμοποιείται συνήθως με ήδη εγκατεστημένο κινητήρα εσωτερικής καύσης.

Τεχνικοί δείκτες

Εάν υπάρχει επιλογή, για παράδειγμα, μεταξύ της αγοράς ενός αυτοκινήτου με συμβατικό κινητήρα ή με γεννήτρια αερίου, τότε πρέπει να αναλύσετε τα τεχνικά δεδομένα της δεύτερης επιλογής.

Η μάζα του κινητήρα στο ξύλο είναι αρκετά μεγάλη, εξαιτίας του οποίου χάνεται μέρος της ικανότητας ελιγμών. Αυτό το μειονέκτημα γίνεται επικίνδυνο εάν αναπτύξετε υψηλή ταχύτητα. Για αυτόν τον λόγο, το να φέρετε το αυτοκίνητο ακόμα και στα 100 km/h δεν είναι πολύ λογική απόφαση - πρέπει να οδηγείτεβραδύτερη. Υπάρχουν μερικά πιο σημαντικά τεχνικά δεδομένα αυτού του εξοπλισμού.

Ο κινητήρας αερίου με καύση ξύλου έχει υψηλότερο λόγο συμπίεσης από τους βενζινοκινητήρες φορτηγών. Όσο για την ισχύ, η γεννήτρια αερίου, φυσικά, χάνει από έναν βενζινοκινητήρα.

Η τελευταία διαφορά που δεν είναι υπέρ του μοντέλου αερίου είναι η ικανότητα μεταφοράς, στην οποία χάνει επίσης από ένα αυτοκίνητο με κινητήρα βενζίνης.

Είναι επίσης σημαντικό να σημειωθεί εδώ ότι το αέριο από ξύλο έχει χαμηλή ενεργειακή αξία σε σύγκριση με το φυσικό αέριο. Ένα αυτοκίνητο που καίει ξύλο θα χάσει αναπόφευκτα τις δυναμικές του ιδιότητες, οι οποίες θα πρέπει επίσης να ληφθούν υπόψη από τον οδηγό ενός τέτοιου οχήματος.

Μερικοί προτιμούν να εγκαταστήσουν μια ογκομετρική γεννήτρια αερίου σε ένα ρυμουλκούμενο, παρά στο ίδιο το αυτοκίνητο. Σε αυτή την περίπτωση, δεν θα είναι δυνατή η γρήγορη επιτάχυνση και δεν θα λειτουργήσει πολύ ο ελιγμός. Το τρέιλερ θα είναι ένα είδος περιοριστή.

Πλεονεκτήματα των γεννητριών αερίου

Αν μιλάμε για τα πλεονεκτήματα των αυτοκινήτων με κινητήρες γεννήτριας αερίου, τότε η δυνατότητα χρήσης ανανεώσιμων καυσίμων χωρίς προεπεξεργασία έρχεται αμέσως στο προσκήνιο. Για παράδειγμα, για τη μετατροπή της βιομάζας σε χρησιμοποιήσιμο καύσιμο, ας πούμε αιθανόλη ή βιοντίζελ, καταναλώνεται ενέργεια, συμπεριλαμβανομένης της ενέργειας CO2. Επιπλέον, σε ορισμένες περιπτώσεις, δαπανάται περισσότερη ενέργεια για τον μετασχηματισμό από ό,τι περιέχει η αρχική ουσία. Όσον αφορά τον κινητήρα αερίου που καίει ξύλο, δεν απαιτεί ενέργεια για την παραγωγή του καυσίμου του. Εκτός αν χρειαστεί να κόψετε και να κόψετε το ίδιο το ξύλο για ευκολία στη φόρτωση.

Αν συγκρίνουμε ένα αυτοκίνητο με μια γεννήτρια αερίου και ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο, μπορούμε να ξεχωρίσουμε το εξής πλεονέκτημα: δεν χρειάζεται μια ισχυρή χημική πηγή ενέργειας - μια μπαταρία. Το μειονέκτημα τέτοιων χημικών μπαταριών είναι ότι έχουν την ιδιότητα της αυτοεκφόρτισης και επομένως, πριν χρησιμοποιήσετε ένα τέτοιο αυτοκίνητο, δεν πρέπει να ξεχάσετε να το φορτίσετε. Αν μιλάμε για συσκευές που παράγουν αέριο, τότε οι ίδιες είναι «φυσικές» μπαταρίες.

Όταν συναρμολογηθεί σωστά και λειτουργεί σε ένα όχημα, μια γεννήτρια αερίου θα είναι σημαντικά λιγότερο ρυπογόνος από οποιονδήποτε κινητήρα βενζίνης ή ντίζελ. Φυσικά, σε σύγκριση με ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο, που δεν δημιουργεί καθόλου εκπομπές, η γεννήτρια αερίου χάνει. Ωστόσο, η φόρτιση ηλεκτρικών αυτοκινήτων απαιτεί πολλή ενέργεια και εξακολουθεί να παράγεται με παραδοσιακές μεθόδους που μολύνουν πολύ τον αέρα.

Μειονεκτήματα των γεννητριών αερίου

Παρά τα ορισμένα πλεονεκτήματα τέτοιων εγκαταστάσεων, η εγκατάστασή τους εξακολουθεί να είναι μια πολύ ατομική λύση και όχι η πιο βέλτιστη. Η ίδια η μονάδα παραγωγής αερίου καταλαμβάνει πολύ χώρο και ζυγίζει αρκετές εκατοντάδες κιλά. Ταυτόχρονα, όλη αυτή η ογκώδης κατασκευή θα πρέπει να μεταφερθεί μαζί σας. Οι μεγάλες διαστάσεις της εγκατάστασης αερίου οφείλονται στο γεγονός ότι το αέριο ξύλου χαρακτηρίζεται από χαμηλό ειδικό συντελεστή ενέργειας. Για παράδειγμα, μπορούμε να συγκρίνουμε την ειδική ενεργειακή αξία του αερίου ξύλου, η οποία είναι 5,7MJ/kg, με την ενέργεια που απελευθερώνεται από την καύση βενζίνης να είναι 44 MJ/kg ή 56 MJ/kg από την καύση φυσικού αερίου.

Αυτοκίνητο που λειτουργεί με γεννήτρια αερίου

Κατά τη λειτουργία ενός τέτοιου κινητήρα αερίου, δεν θα είναι δυνατό να επιτευχθεί η ταχύτητα και η επιτάχυνση που είναι δυνατή όταν χρησιμοποιείτε αντίστοιχη βενζίνη. Το πρόβλημα έγκειται στη σύνθεση του αερίου ξύλου. Είναι 50% άζωτο, 20% μονοξείδιο του άνθρακα. Το υπόλοιπο 18% είναι υδρογόνο, 8% διοξείδιο του άνθρακα, 4% μεθάνιο. Το άζωτο, το οποίο καταλαμβάνει τη μισή ειδική μάζα του αερίου, δεν είναι καθόλου ικανό να υποστηρίξει την καύση και οι ενώσεις με βάση τον άνθρακα μειώνουν την απόδοση της καύσης. Μια μεγάλη ποσότητα αζώτου μειώνει τη συνολική ισχύ μιας τέτοιας γεννήτριας κατά περίπου 30-50 τοις εκατό. Ο άνθρακας μειώνει τον ρυθμό καύσης του αερίου, λόγω του οποίου δεν είναι δυνατό να επιτευχθούν υψηλές ταχύτητες. Ως αποτέλεσμα, η δυναμική απόδοση του αυτοκινήτου μειώνεται.

Χρήση γεννήτριας αερίου

Υπάρχει ένα ακόμη μικρό πρόβλημα με τα αυτοκίνητα παραγωγής φυσικού αερίου, που σχετίζεται ειδικά με τη χρήση τους. Συνδέεται με το γεγονός ότι η εγκατάσταση πρέπει να φτάσει τη θερμοκρασία λειτουργίας και μόνο τότε μπορείτε να πάτε. Ο χρόνος που απαιτείται για την επίτευξη αυτής της θερμοκρασίας είναι περίπου 10 λεπτά. Επιπλέον, πριν από την επόμενη φόρτωση καυσόξυλων, είναι απαραίτητο να καθαρίζετε τις στάχτες κάθε φορά με μια σπάτουλα. Ένα άλλο πρόβλημα συντήρησης είναι ο σχηματισμός πίσσας. Τώρα δεν είναι πλέον τόσο αιχμηρό όσο πριν, αλλά πρέπει να καθαρίσετε τα φίλτρα από τη βρωμιά. Όλα αυτά οδηγούν στην ανάγκη για συχνή συντήρηση.γεννήτρια.

Αν μιλάμε γενικά για τη φροντίδα μιας τέτοιας συσκευής, τότε μπορούμε να πούμε το εξής: υπάρχει μεγάλο πρόβλημα με τη συντήρηση, το οποίο απουσιάζει εντελώς στους βενζινοκινητήρες.

Σετ γεννήτριας για ZIS-21

Όπως αναφέρθηκε ήδη, η βασική αρχή της γεννήτριας είναι η μετατροπή του στερεού καυσίμου σε αέριο που εισέρχεται στους κυλίνδρους. Η γεννήτρια αερίου ZIS-21 λειτουργούσε κυρίως με καύσιμα όπως δρυς και σημύδα. Μερικές φορές χρησιμοποιήθηκε καφές τύπος άνθρακα, καθώς ήταν ο λιγότερο υγροσκοπικός και έδινε το περισσότερο αέριο στην έξοδο.

Όσον αφορά τη σχεδίαση μιας τυπικής γεννήτριας αερίου για το ZIS-21, αυτή αποτελούνταν από τα ακόλουθα στοιχεία: την ίδια τη γεννήτρια αερίου, ένα ψυγείο-καθαριστή, ένα λεπτό καθαριστικό, έναν αναμίκτη και έναν ηλεκτρικό ανεμιστήρα.

Εργασία εγκατάστασης σε VMS

Στο επάνω μέρος της γεννήτριας υπήρχε ένα καταφύγιο στο οποίο ήταν φορτωμένο στερεό καύσιμο. Η εστία βρισκόταν ακριβώς κάτω από το ίδιο το καταφύγιο. Εδώ κάηκαν ξύλα. Καθώς καίγονταν τα παλιά καύσιμα, πραγματοποιήθηκε «αυτόματη παροχή» νέας ξυλείας. Στην πραγματικότητα, απλά έπεσε από το καταφύγιο στη φωτιά κάτω από το βάρος της όταν ελευθερώθηκε ο χώρος. Η ίδια η μονάδα παραγωγής αερίου βρισκόταν στην αριστερή πλευρά του αυτοκινήτου.

Στην ίδια εστία, ο σχηματισμός μονοξειδίου του άνθρακα συνέβη επίσης λόγω της έλξης του αέρα μέσω του καυσίμου που καίγεται. Η αναρρόφηση του οξυγόνου προέκυψε είτε λόγω αραίωσης στους κυλίνδρους, είτε λόγω λειτουργίας ενός ηλεκτρικούανεμιστήρας. Αυτές οι μέθοδοι ήταν αναγκαστικές, αλλά υπήρχαν εγκαταστάσεις με φυσικό ρεύμα αέρα. Ωστόσο, σε αυτήν την περίπτωση, μπορεί να χρειαστεί έως και μία ώρα για να προετοιμαστείτε για την εκτόξευση.

Κάτω από την εστία υπήρχε μια στάχτη, όπως σε κάθε συνηθισμένη σόμπα. Τα προϊόντα της καύσης συσσωρεύονται εδώ. Κάθε 80-100 km ήταν απαραίτητος ο καθαρισμός του από την τέφρα. Ωστόσο, είναι δίκαιο να πούμε εδώ ότι αυτό το γεγονός προκάλεσε προβλήματα μόνο στον οδηγό του οχήματος.

Διαδρομή αερίου στην εγκατάσταση και τον καθαρισμό

Όλο το αέριο που προέκυψε κατά την καύση των καυσόξυλων εισήλθε στο πουκάμισο που περιέβαλλε το καταφύγιο. Έτσι, επιτεύχθηκε θέρμανση αυτού του διαμερίσματος. Αυτό ήταν απαραίτητο για να προξηρανθούν όλα τα ξύλα που ήταν προετοιμασμένα για καύση. Περαιτέρω, πρέπει να σημειωθεί ότι μετά την έξοδο από τη γεννήτρια, το αέριο είχε θερμοκρασία περίπου 110-140 μοίρες. Ως εκ τούτου, έπρεπε να περάσει από τα τμήματα του ψυγείου. Εκεί, όχι μόνο μείωσε τη θερμοκρασία του, αλλά καθαρίστηκε και από βαριές χημικές ακαθαρσίες στην πορεία.

Όσο για τον καθαρισμό, πήγε κάπως έτσι. Τα τμήματα του καθαριστή-εναλλάκτη θερμότητας ήταν εσωτερικοί διάτρητοι σωλήνες. Αυτός ο σχεδιασμός ήταν παρόμοιος με τα σημερινά συστήματα εξάτμισης. Το καυτό αέριο διαστέλλεται πολύ, εξαιτίας του οποίου έχασε την ταχύτητα ροής του. Περνώντας μέσα από τους λαβύρινθους των σωλήνων, επιβράδυνε ακόμη περισσότερο. Οι ακαθαρσίες απομακρύνθηκαν από αυτό και παρέμειναν στα εσωτερικά τοιχώματα των εξωτερικών σωλήνων των εναλλάκτη θερμότητας. Ακολούθησε ένα λεπτό καθαριστικό.

Συμπέρασμα

Στο τέλος, μπορούμε να συνοψίσουμε τα εξής. Τα χαρακτηριστικά των κινητήρων γεννήτριας αερίου είναι μάλλον αδύναμα σε σύγκριση με τους κινητήρες βενζίνης. Η εγκατάσταση έχει κάποια πλεονεκτήματα, αλλά είναι αρκετά άβολη στη χρήση, απαιτεί συνεχή και προσεκτική συντήρηση. Επιπλέον, δεν σας επιτρέπει να αναπτύξετε υψηλή ταχύτητα και μειώνει την ικανότητα ελιγμών. Για αυτούς τους λόγους, τα αυτοκίνητα με τέτοιες γεννήτριες αερίου δεν είναι πρακτικά πολύ δημοφιλή.