محركات مولدات الغاز: مبدأ التشغيل ، المواصفات ، الوقود

2024 مؤلف: Erin Ralphs | [email protected]. آخر تعديل: 2024-02-19 12:02

محركات مولدات الغاز لها ميزة واحدة لا جدال فيها - وقود متجدد لا يخضع للمعالجة المسبقة. إن تاريخ استخدام الآلات مع هذه المعدات طويل جدًا. الآن ليسوا مشهورين كما كانوا من قبل ، لكن شيئًا فشيئًا يعودون إلى الخدمة.

الميزات الرئيسية

يتميز محرك مولد الغاز بالعديد من الميزات الإيجابية التي لا يمكن إنكارها. أولا وقود الجهاز رخيص جدا. ثانيًا ، أثناء تشغيل الجهاز يظهر الرماد الذي يمكن استخدامه كسماد على سبيل المثال. ثالثا السيارة لن تتطلب تركيب بطاريات كيماوية قوية

أثبتت محركات الغاز حقها في الوجود لفترة طويلة جدًا. اليوم ، أداؤهم ، بالطبع ، هو أدنى بكثير من الموديلات الجديدة التي تعمل بالبنزين. ومع ذلك ، بالنسبة لمعظم سائقي السيارات العاديين ، قد تكون مناسبة تمامًا. ستسمح وحدة مولد الغاز بالوصول إلى سرعات تصل إلى 100 كم / ساعة ، وسيكون الحد الأقصى التقريبي للأميال حوالي 100 كم. لزيادة هذه المعلمة ، يجب أن تحملفي المقعد الخلفي أكياس إضافية من الحطب وإضافة "الوقود" بشكل دوري إلى الخزان يدويًا.

كيف يعمل الجهاز

مبدأ تشغيل مولد الغاز هو تخليق الغاز. هذه عملية يتم خلالها تكوين غاز قابل للاشتعال عند حرق المواد العضوية. لبدء مثل هذه العملية ، من الضروري الوصول إلى درجة الحرارة المطلوبة. يبدأ تصنيع الغاز عندما يصل المؤشر إلى 1400 درجة مئوية. يمكن استخدام الخث وقوالب الفحم وبعض المواد الأخرى كوقود لمحرك مولد الغاز. ومع ذلك ، وكما أظهرت الممارسة ، فإن الخشب هو المادة الأكثر شيوعًا وملاءمة للوقود. على الرغم من أنه من الجدير بالذكر هنا أن الحطب له عيب واحد - انخفاض في تكلفة خليط العمل. نتيجة لذلك ، تقل قوة التثبيت إلى حد ما.

يمكن إضافة أن هذا النوع من محركات حرق الأخشاب يستخدم عادة مع محرك احتراق داخلي مثبت بالفعل.

المؤشرات الفنية

إذا كان هناك خيار ، على سبيل المثال ، بين شراء سيارة بمحرك تقليدي أو باستخدام مولد غاز ، فأنت بحاجة إلى توضيح البيانات الفنية للخيار الثاني.

كتلة المحرك على الخشب كبيرة بما يكفي ، بسبب فقدان بعض القدرة على المناورة. يصبح هذا العيب خطيرًا إذا طورت سرعة عالية. لهذا السبب ، فإن إحضار السيارة حتى 100 كم / ساعة ليس قرارًا معقولًا للغاية - عليك القيادةأبطأ. هناك بعض البيانات الفنية الأكثر أهمية لهذه المعدات.

محرك الغاز الذي يعمل بالحطب لديه نسبة ضغط أعلى من محركات البنزين في الشاحنات. اما عن الطاقة فالمولد الغازي طبعا خسر لمحرك بنزين

الاختلاف الأخير الذي لا يفضله موديل الغاز هو القدرة الاستيعابية ، حيث يخسر أيضًا أمام سيارة بمحرك بنزين.

من المهم أيضًا ملاحظة أن غاز الخشب له قيمة طاقة منخفضة مقارنة بالغاز الطبيعي. ستفقد السيارة التي تعمل بالحطب حتماً خصائصها الديناميكية ، والتي يجب أن يأخذها سائق هذه السيارة في الاعتبار أيضًا.

يفضل بعض الأشخاص تثبيت مولد غاز حجمي على مقطورة ، بدلاً من تركيبه على السيارة نفسها. في هذه الحالة ، لن يكون من الممكن الإسراع بسرعة ، ولن تنجح كثيرًا في المناورة. ستكون المقطورة نوعًا من المحدد.

إيجابيات مولدات الغاز

إذا تحدثنا عن مزايا السيارات المزودة بمحركات تعمل بالغاز ، فإن إمكانية استخدام الوقود المتجدد دون معالجة مسبقة تأتي في المقدمة على الفور. على سبيل المثال ، لتحويل الكتلة الحيوية إلى وقود قابل للاستخدام ، مثل الإيثانول أو الديزل الحيوي ، يتم استهلاك الطاقة ، بما في ذلك طاقة ثاني أكسيد الكربون. علاوة على ذلك ، في بعض الحالات ، يتم إنفاق المزيد من الطاقة للتحول مما تحتوي عليه المادة الأصلية. أما المحرك الغازي الذي يعمل بحرق الأخشاب فلا يحتاج إلى طاقة لإنتاج وقوده.ما لم تكن بحاجة إلى قطع وتقطيع الخشب نفسه لسهولة التحميل.

إذا قارنا سيارة بمولد يعمل بالغاز وسيارة كهربائية ، فيمكننا تحديد الميزة التالية: لا حاجة لمصدر كيميائي قوي للطاقة - بطارية. عيب هذه البطاريات الكيميائية هو أنها تتمتع بخاصية التفريغ الذاتي ، وبالتالي ، قبل تشغيل مثل هذه السيارة ، يجب ألا تنسى شحنها. إذا تحدثنا عن الأجهزة التي تولد الغاز ، فهي نفسها بطاريات "طبيعية".

عند تجميعه وتشغيله بشكل صحيح في السيارة ، سيكون مولد الغاز أقل تلويثًا بشكل ملحوظ من أي محرك بنزين أو ديزل. بالطبع ، عند مقارنتها بسيارة كهربائية ، لا تصدر انبعاثات على الإطلاق ، يخسر مولد الغاز. ومع ذلك ، فإن شحن السيارات الكهربائية يتطلب الكثير من الطاقة ، ولا يزال يتم إنتاجه بالطرق التقليدية التي تلوث الهواء بشدة.

سلبيات مولدات الغاز

على الرغم من المزايا المعينة لمثل هذه التركيبات ، إلا أن تركيبها لا يزال حلاً فرديًا للغاية وليس الحل الأمثل. تشغل محطة توليد الغاز نفسها مساحة كبيرة ويزن عدة مئات من الكيلوجرامات. في نفس الوقت ، كل هذا الهيكل الضخم يجب أن يتم نقله معك. ترجع الأبعاد الكبيرة لتركيب الغاز إلى حقيقة أن غاز الخشب يتميز بمعامل طاقة محدد منخفض. على سبيل المثال ، يمكننا مقارنة قيمة الطاقة المحددة لغاز الخشب ، وهي 5.7ميغا جول / كغ ، مع الطاقة المنبعثة من حرق البنزين 44 ميغا جول / كيلوغرام ، أو 56 ميغا جول / كيلوغرام من حرق الغاز الطبيعي.

سيارة تعمل على مولد غاز

عند تشغيل مثل هذا المحرك الغازي ، لن يكون من الممكن تحقيق السرعة والتسارع الممكن عند استخدام نظير بنزين. تكمن المشكلة في تكوين غاز الخشب. 50٪ نيتروجين ، 20٪ أول أكسيد الكربون. النسبة المتبقية 18٪ هيدروجين ، و 8٪ ثاني أكسيد الكربون ، و 4٪ ميثان. النيتروجين ، الذي يحتل نصف الكتلة المحددة للغاز ، غير قادر على الإطلاق على دعم الاحتراق ، وتقلل المركبات القائمة على الكربون من كفاءة الاحتراق. تعمل كمية كبيرة من النيتروجين على تقليل الطاقة الإجمالية لمثل هذا المولد بحوالي 30-50 بالمائة. يقلل الكربون من معدل احتراق الغاز ، مما يجعل من المستحيل تحقيق سرعات عالية. نتيجة لذلك ينخفض الأداء الديناميكي للسيارة.

استخدام مولد الغاز

هناك مشكلة صغيرة أخرى تتعلق بالسيارات التي تعمل بالغاز ، والتي تتعلق على وجه التحديد باستخدامها. إنه مرتبط بحقيقة أن التثبيت يحتاج إلى الوصول إلى درجة حرارة التشغيل ، وعندها فقط يمكنك الذهاب. الوقت اللازم للوصول إلى درجة الحرارة هذه حوالي 10 دقائق. بالإضافة إلى ذلك ، قبل التحميل التالي للحطب ، من الضروري تنظيف الرماد في كل مرة باستخدام ملعقة. مشكلة صيانة أخرى هي تكوين القطران. الآن لم تعد حادة كما كانت من قبل ، ولكن لا يزال يتعين عليك تنظيف المرشحات من الأوساخ. كل هذا يؤدي إلى الحاجة إلى الصيانة المتكررة.المولد

إذا تحدثنا بشكل عام عن العناية بمثل هذا الجهاز ، فيمكننا أن نقول هذا: هناك الكثير من المشاكل في الصيانة ، وهي غائبة تمامًا في محركات البنزين.

مجموعة المولدات لـ ZIS-21

كما ذكرنا سابقًا ، فإن المبدأ الأساسي للمولد هو تحويل الوقود الصلب إلى غاز يدخل الأسطوانات. يعمل مولد الغاز ZIS-21 بشكل أساسي على أنواع الوقود مثل البلوط والبتولا. في بعض الأحيان تم استخدام نوع بني من الفحم ، حيث كان أقل استرطابية وأعطى أكبر قدر من الغاز في المخرج.

بالنسبة لتصميم مولد الغاز النموذجي لـ ZIS-21 ، فقد تألف من العناصر التالية: مولد الغاز نفسه ، مبرد-تنقية ، منظف جيد ، خلاط ومروحة كهربائية.

عمل التثبيت على VMS

في الجزء العلوي من المولد كان هناك مخبأ تم تحميل الوقود الصلب فيه. كان صندوق الاحتراق يقع مباشرة تحت القبو نفسه. هذا هو المكان الذي تم فيه حرق الخشب. مع احتراق الوقود القديم ، تم إجراء "إمداد آلي" للخشب الجديد. في الواقع ، لقد سقطت ببساطة من القبو في صندوق النار تحت ثقلها عندما تم تحرير الفضاء. وحدة توليد الغاز نفسها كانت موجودة على الجانب الأيسر من السيارة.

في نفس صندوق الاحتراق ، حدث تكوين أول أكسيد الكربون أيضًا بسبب سحب الهواء من خلال الوقود المحترق. حدث شفط الأكسجين إما بسبب خلخلة في الأسطوانات ، أو بسبب تشغيل كهربائيالمعجب. تم إجبار هذه الأساليب ، ولكن كانت هناك منشآت ذات تيار هواء طبيعي. ومع ذلك ، في هذه الحالة ، قد يستغرق الأمر ما يصل إلى ساعة للاستعداد للإطلاق.

تحت صندوق النار ، كان هناك رماد ، كما هو الحال في أي موقد عادي. تراكمت منتجات الاحتراق هنا. كل 80-100 كم كان من الضروري تنظيفه من الرماد. ومع ذلك ، من العدل أن نقول هنا أن هذه الحقيقة تسبب فقط في مشاكل لسائق المركبة.

مسار الغاز في التركيب و التنظيف

دخل كل الغاز الناتج أثناء احتراق الحطب إلى القميص المحيط بالمخبأ. وهكذا ، تم تسخين هذه المقصورة. كان هذا ضروريًا لتجفيف جميع الأخشاب المعدة للحرق مسبقًا. علاوة على ذلك ، تجدر الإشارة إلى أنه بعد مغادرة المولد ، كانت درجة حرارة الغاز تقارب 110-140 درجة. لذلك ، كان لا بد من المرور عبر أقسام المبرد. هناك ، لم يخفض درجة حرارته فحسب ، بل تم تطهيره أيضًا من الشوائب الكيميائية الثقيلة على طول الطريق.

أما بالنسبة للتنظيف ، فقد سار على هذا النحو. كانت أقسام المبادل الحراري الأنظف عبارة عن أنابيب مثقبة داخلية. كان هذا التصميم مشابهًا لأنظمة العادم الحالية. تمدد الغاز الساخن بشكل كبير ، مما أدى إلى فقد سرعة تدفقه. أثناء مروره عبر متاهات الأنابيب ، تباطأ أكثر. تم سحب الشوائب منه وبقيت على الجدران الداخلية للأنابيب الخارجية للمبادلات الحرارية. تبع ذلك منظف جيد.

الخلاصة

في النهاية ، يمكننا تلخيص ما يلي.خصائص محركات مولدات الغاز ضعيفة نوعًا ما عند مقارنتها بمحركات البنزين. التثبيت له بعض المزايا ، لكنه غير مريح للاستخدام ، ويتطلب صيانة مستمرة ودقيقة. بالإضافة إلى ذلك ، لا يسمح لك بتطوير سرعة عالية ويقلل من القدرة على المناورة. لهذه الأسباب ، فإن السيارات المزودة بمولدات الغاز هذه لا تحظى بشعبية كبيرة من الناحية العملية.