Андрей Карасев

Сейчас аббревиатура «ГазГен» абсолютному большинству
людей не гласит ровненьким счетом ничего. И только немногие любители
истории техники знают, что существовали авто, у каких
в качестве горючего использовались древесные чурки. А ведь
было время, когда на вопрос «что такое газген?»
просто тыкали пальцем: во-он поехал! И слово это совсем не
числилось аббревиатурой. Некие люди почему-либо убеждены,
что газгены, обходившиеся чурками заместо бензина, были исключительным
атрибутом русской бедности. В реальности этот вид горючего
был всераспространен по всей Европе.

Внедрение газа в качестве горючего для ДВС началось за длительное время
до возникновения бензина. Например, читаем у Жюль Верна: «…он
прикрутил газовый рожок…». Горел в этом осветительном
приборе, конечно, не природный, а светильный газ, продукт
сухой перегонки твердого горючего, получавшийся в газовых генераторах.
На нем же работали 1-ые движки внутреннего сгорания,
в ту пору еще стационарные. Правда, мобильные газогенераторы
удалось сделать исключительно в период меж глобальными войнами, да
и вырабатываемый ими газ по составу приметно отличался от светильного.
Но в качестве горючего годился.

Этот газ любой из нас не один раз лицезрел. Если в костер
подбросить много дров, то из него начинает идти обильный белесый
дым. Это он и есть. Когда костер разгорается, дым исчезает
в пламени — газ сгорает. По составу он представляет собой
достаточно сложную смесь, базу которой составляют окись углерода,
водород, метан и водяной пар. Понятно, что в том виде, в каком
светильный газ появляется в костре, он не подходящ в качестве
моторного горючего, сначала из-за сильной загрязненности
жесткими частичками. Газогенераторная установка готовит намного
более незапятнанный и высококачественный продукт.

В нашей стране сначала 20-х проводились конкурсные
тесты газогенераторных автомобилей, а первым посреди наших
сограждан установил генератор на автомобиль ленинградский
доктор В. С. Наумов в 1927 г. Научный автотракторный институт
(НАТИ) начал заниматься авто газогенераторами в
1928 г., проводя опыты с зарубежными моделями Пип и Имберт-Дитрих.
5 марта 1930 г. решением Президиума ВСНХ тракторный отдел
ВИСХОМа и газогенераторная лаборатория института древесной породы
и орглеса переводятся в НАМИ. 25 марта в институте из подотдела
создается газогенераторный отдел. Разворачиваются работы по
применению твердого горючего для автотракторных движков,
ведется проектирование, постройка и тесты газогенераторных
установок для речных катеров и других нужд народного хозяйства.

1-ый построенный газогенератор НАТИ-1 работал на обыденных
дровах. В 1932 г. сделана установка НАТИ-3, сделанная
в тракторном отделе и созданная для моторного катера
с движком ХТЗ либо СТЗ. Тогда же появилась и 1-ая авто
установка. Она была сотворена при поддержке общества Автодор.
Установка называлась «Автодор-П» и была сконструирована
инженером И. Мезиным при участии активистов-автодоровцев инженера
НАТИ А. Пельцера и Друяна. «Автодор-П» представляла
собой газогенератор цельнометаллической конструкции с фурменной
подачей воздуха по периферии топливника. Смеситель установки
полностью взят с НАТИ-3.

По типу «Автодор-П» С. Мезин спроектировал в НАТИ
две установки: НАТИ-11 для ГАЗ-АА и НАТИ-10 для ЗИС-5. После
испытаний сначала 1936 г. НАТИ-11 была передана для серийного
производства заводу «Свет шахтера», выпускавшему
ранее шахтерские лампы.

Обретенный в этой работе опыт позволил сделать более
совершенные конструкции. Какой-то из них стала установка НАТИ-Г14,
сделанная под управлением С.Г. Коссова. Ее серийное создание
под управлением инженера НАТИ Н.Г. Юдашкина было налажено
на Горьковском автозаводе для автомобиля ГАЗ-42. Он же ранее
разработал и организовал создание газовой версии мотора
ГАЗ-А. В проект газогенераторной установки был внесен ряд
конфигураций с учетом технологий ГАЗа, оборудование которого,
рассчитанное на общее создание, резко отличается от
оборудования завода «Комета», где эти установки
выпускались ранее. С 1939 по 1946 г. было сделано 33840
ГАЗ-42.

В 1936 г. была выпущена партия автомобилей ЗИС-13. Их газогенераторные
установки отличались размерами и конструкцией отдельных агрегатов,
их размещением на шасси и количеством секций грубых очистителей-охладителей.
Так, камера сгорания изготавливалась из жаропрочной хромоникелевой
стали, но никель в ту пору импортировался и был дорог. ЗИС-13
отличался 12-вольтовой проводкой заместо стандартных
6 В. Завышенное напряжение потребовалось в связи с повышением
мощности стартера из-за большей степени сжатия газового мотора
и наличия сильной воздуходувки. В конце 1938 г. стали выпускаться
газогенераторные машины ЗИС-21.

Схема газогенератора ординарна. Загруженное в газогенератор
горючее поджигается через воздушный клапан с помощью факела.
Воздух, нужный для газификации, засасывается в камеру
через фурменные отверстия благодаря разрежению, создаваемому
поглощающим действием мотора. При этом его количество должно
быть недостаточно для полного сгорания горючего. При всем этом углерод
горючего соединяется с кислородом воздуха, образуя углекислый
газ (СО2) и окись углерода (СО). Дальше они попадают в зону
восстановления, где проходит через слой раскаленного угля,
лежащего на колосниковой решетке. В итоге негорючий СО2
преобразуется в горючий СО. Входящий в состав горючего водород
отчасти соединяется с кислородом, образуя воду, которая присоединяется
к влаге горючего, а остальной выделяется в чистом виде. Под
воздействием больших температур в камере газификации часть воды
соединяется с углеродом, образуя окись углерода и водород.
Окись углерода совместно с ранее образованной и приобретенной в
итоге восстановления углекислого газа перебегает в состав
генераторного газа. Водород же, приобретенный в итоге разложения
воды, суммируется со свободным водородом, при этом часть этого
водорода перебегает в состав генераторного газа, а другая часть
вступает в хим реакцию с углеродом горючего, образуя
метан. На теоретическом уровне весь кислород воздуха должен израсходоваться
при газификации, но в реальности часть его сохраняется
и перебегает в состав генераторного газа. Вода, не разложившаяся
при газификации, перебегает в генераторный газ в виде пара.

В слое горючего, находящегося конкретно над зоной горения,
происходит процесс сухой перегонки горючего, т. е. нагрев без
доступа воздуха. Продуктами сухой перегонки являются древесный
уголь либо кокс, также летучие вещества, смолы и влага, выходящие
в газо- и парообразном состоянии. Все продукты сухой перегонки
в описанном типе генератора полностью проходят через зону горения
и восстановления, где подвергаются процессам газификации,
несколько более сложным, чем описано, но дающим те же главные
продукты. Над зоной сухой перегонки находится зона подсушки,
где происходит высыхание горючего. При выходе из генератора
газ имеет высшую температуру и засорен золой и частичками
угля. В таком виде он не может употребляться в движке
и перед поступлением в цилиндры должен быть очищен и охлажден.

Топливом для газогенераторов могут служить дрова, торф,
бурый каменный и древесный уголь, антрацит, брикеты из растительных
отходов и т. п. Все горючего делятся на два класса: битуминозные,
либо с высочайшим содержанием смол и летучих соединений (дрова,
торф, бурый уголь, брикеты из травы и др.), и небитуминозные
(древесный уголь, каменноугольный кокс, антрацит и др.). Движок
внутреннего сгорания может работать лишь на безсмольном
газе, но все вседоступные горючего — дрова, торф, бурый уголь
образуют смолы, к тому же каждое горючее имеет свои особенности.
Все это ставит перед конструкторами трудноразрешимые задачки
при кажущейся простоте и доступности процесса.

По удобству использования и другим эксплуатационным характеристикам
древесная порода является одним из самых заманчивых видов горючего,
при этом более подходят твердые породы — дуб, бук, береза
и др., обеспечивающие получение более крепкого древесного
угля. Применение мягеньких пород наименее лучше, так как
они дают большее количество жестких частиц, забивающих агрегаты
чистки и проходы для газа. На процесс образования газа очень
оказывают влияние размеры и влажность древесных чурок.

Свежесрубленное дерево не годится в качестве газогенераторного
горючего из-за высочайшей влажности. Потому древесную породу за ранее
сушат. Естественная сушка на открытом воздухе идет очень медлительно,
и только через полтора-два года влажность понижается до 15 —
20%, применимых для газификации. Газогенераторная установка
НАМИ-Г78 позволяла использовать чурки с завышенной до 40%
влажностью, зачем на движок автомобиля устанавливалась
особая воздуходувка. Мощность мотора при всем этом понижалась
с 46 до 36 л. с.

Торф по свойствам более близок к древесной породе, но имеет
огромную зольность, наименее прочен и легче. Малозольный торф
может употребляться в газогенераторах, созданных для
работы на древесных чурках. Торф с более высочайшим образованием
золы, как и бурый уголь, требуют особенной конструкции камеры
сгорания. Не считая этого, высочайшая зольность обуславливает постепенное
сниженеи мощности двигателы в процессе работы. Газ, получаемый
из торфа и бурого угля, содержит также завышенное количество
смолы, что необходимо подразумевать при обслуживании установки и
мотора. Очень ненужной примесью к бурому углю является
сера, которая попадает в газ. В итоге ее взаимодействия
с конденсатом появляется серная кислота, разрушающая железные
детали установки и мотора.

Высочайшая зольность торфа и бурого угля и обильное скопление
шлака при газификации этих топлив вынуждают иметь для их
камеру газификации большего размера, без горловины либо других
переходов. Это требование противоречит другим требованиям.
Но спецам НАТИ (НАМИ) удалось отыскать удовлетворительное
разрешение и для этого противоречия.

Обычно древесный уголь употреблялся только для розжига основного
горючего в газогенераторе при начальном пуске. Он является
очень неплохим топливом, но его внедрение в обыденных установках
неприемлимо, потому что появляются перегрев газогенератора и прогары.
Для него НАТИ разработал установки Г21 и Г23, для ГАЗ-43 и
ЗИС-31 соответственно. Эти установки проще и легче работающих
на чурках — масса НАТИ-Г21 составляла 250 кг, а НАТИ-Г23 —
310 кг. Они расходовали приблизительно в полтора раза меньше по
массе горючего, их розжиг происходил за 3 — 4 мин. Но чистку
их газогенераторов, также очистителя-охладителя приходилось
делать через каждые 250 км пробега, в то время как у древесно-чурочных
газогенераторов через каждые 1000 км.

В марте 1939 г. XVII съезд ВКП(б) поставил перед машиностроителями
задачку: «Перевести на газогенератор все машины на лесозаготовках,
также значительную часть тракторного парка сельского хозяйства
и авто парка». Военные операции съедали основную
массу производимого в стране горючего. Исключительно в боевых действиях
против Финляндии было задействовано около 100 тыс. автомобилей.
Тем временем по выпуску грузовиков и массивных гусеничных тракторов
СССР вышел на 1-ое место в Европе. Экономику страны повсевременно
лихорадило, горючего для автотранспорта чертовски не
хватало. Война только довела ситуацию до логического конца.

В военные годы ЗИС-21 и ГАЗ-42 эксплуатировались не только лишь
в тылу, да и на фронтах. А именно, половина транспортных
автомобилей блокадного Ленинграда, Ленинградского фронта и
Краснознаменного Балтийского флота была вооружена газогенераторными
установками. Для установки на обыденные грузовики были разработаны
установки НАТИ-Г69 для ЗИС-5 и НАТИ-Г59 для ГАЗ-АА. К концу
войны в СССР эксплуатировалось 200 тыс. газогенераторных автомобилей,
тракторов, передвижных электрических станций, катеров, мотовозов
и других установок. Во время 2-ой мировой войны газогенераторные
авто получили также распространение в Германии, Франции,
Англии, Швеции, Финляндии, Китае, Стране восходящего солнца, Австралии,
Индии.

Эксплуатация газогенераторных машин осложнялась нехваткой
кондиционного горючего из-за отсутствии достаточного количества
топливозаготовительных баз, хотя решение об их строительстве
было принято еще до войны. Вприбавок они часто поставляли
чурки завышенной влажности, что вело к выходу из строя дорогостоящего
газогенераторного оборудования.

После войны Уральский авто завод в 1946 — 1952
гг. выпускал модернизированный УралЗИС-21А, а с 1952 г. УралЗИС-352
с установкой НАМИ-Г78. С 1953 г. Минский тракторный завод
выпускал трелевочный трактор КТ-352Т. Это были последние серийные
газогенераторы.