ИЗМЕНЕНИЯ В КОНСТРУКЦИИ БЕНЗИНОВОГО АВТОМОБИЛЯ при переводе его на работу на генераторном газеВоенинженер 2-го ранга Л. Ф. РУДАКОВСуществующая практика проектирования газогенераторных автомобилей за границей иу нас показывает, что конструкторская мысль много работает над возможностью приспособления обычного стандартного бензинового автомобиля для работы на генераторном газе. В частности проектирование грузовых газогенераторных автомобилей в нашей стране основано на использовании стандартных шасси автомобилей ЗИС-5 и ГАЗ-АА.fie лс 70, 65 60 55 50 45 • 40 • 35 30 й 20 -!; ) 1111 - - Е__„1;/УУ--.А2/\i' \/./ПОб/м 2400 2800| / i40С800КООWOO 2000Рис. 1. Внешние характеристики двигателя ЗИС-5. 1 — на бензине при степени сжатия 4,8; 2 — на генераторном газе при степени сжатия 7,0Газогенераторный автомобиль более сложен по конструкции, чем бензиновый, и в процессе работы требует к себе большего внимания. На автомобиле дополнительно к существующему оборудованию монтируется, как известно, газогенераторная установка, предназначенная для газификации топлива, т. е. для превращения твердого топлива (дров, угля, торфа, различных брикетов и т. д.) в горючие газы. Помимо этого в конструкцию бензинового автомобиля, приспособленного для работы на генераторном газе, вкосится ряд изменений. Двигатель внутреннего сгорания, работающий на жидком топливе, не может быть сразу переведен на генераторный газ, так как мощность ого в этом случае сниягается до 50—60%. Конструктивные изменения, вносимые в двигатель, дают возможность сократить потерю мощности до 30—35%. Одной из основных причин иония-гения мощности двигателя при переводе его с бензина на газ является меньшая теплотворная способность рабочей смеси, составленной из генераторного газа и воздуха 1 , по сравнению с бензиновой смесью. Теплотворная способность бензиновой смеси, поступающей в цилиндры1 Для. обеспечения хорошего сгорания рабочей смеси на 1л генераторного газа требуется примешать, примерно, 1 л воздуха.двигателя, составляет около 800 калорий на 1 куб. м смеси, в то время как теплотворная способность газовой смеси при равных условиях т.е. при одинаковом давлении и температуре, составляет только 500550 калорий на 1 куб. м смеси. Вторая причина сниясения мощности газового двигателя — меньшая скорость сгорания газовой смеси по сравнению с бензиновой. Для умень-' шения потерь мощности, вызываемых низкой скоростью сгорания га г зовой смеси, необходимо применять более высокую степень сясатия, до 8—9. Увеличение степени ся^атня желательно также потому, что оно приводит к увеличению термического коэфициента полезного действия двигателя, не вызывая каких-либо вредных последствий в его работе, так как газовая смесь менее склонна к детонации и самовоспламенению. Увеличение степени сжатия достигается двумя способами: переделкой поршней двигателя и изменением головки блока цилиндров. У двигателя газогенераторного автомобиля ЗИС-21 степень сжатия повышена до 7, против 4,6 в нормальном бензиновом двигателе ЗИС-5. На газогенераторном автомобиле ГАЗ-АА с установкой НАТИ Г-14 ставится двигатель М-1. Степень сжатия его повышена до 6,4 против 4,6 в стандартном бензиновом двигателе. В обоих случаях повышение степени сжатия достигнуто путем постановки новой головки блока с уменьшенной камерой сгорания. Ша-гунно-кривошипная группа на обоих двигателях оставлена без изменений. Третьим фактором, влияющим на снижение мощности двигателя, является значительно более низкое наполнение цилиндров двигателя при работе на генераторном газе. Объясняется это тем, что температура газовой смеси, подводимой к двигателю, выше, чем температура бензиновой смеси. Поэтому за единицу времени (при всех прочих равных условиях) в цилиндры газового двигателя будет засосано меньшее по весу количество рабочей смеси. Чтобы улучшить наполнение цилиндров, необходимо как можно лучше охладить газ перед поступлением его в цилиндры. Температура газа зависит от режима работы газогенераторной установки, температуры окружающего воздуха, скорости движения автомобиля и расположения охладителей. Охладители желательно располагать на автомобиле так, чтобы они лучше омывались встречным потомком воздуха, что способствует лучшей передаче тепла от металлических частей охладителей во внешнюю среду, и были предохранены от наружного .загрязнения, так как в этом случае ухудшается процесс теплопередачи и нарушаются нормальные условия охлаждения газа. В двигателях внутреннего сгорания, работающих на жидком топливе, в целях лучшего испарения горючего, применяется подогрев рабочей смеси, для чего в большинстве слу-Участницабольшого пробега газогенераторных автомобилей орденоносец т. В. объясняет устройство газогенераторной устаиовкигПлугина,('IФото M. К лименкова18 Чаёв используется теплота отработанных газов. Всасывающий и выхлопной коллектор располагают ближе друг к другу, а зачастую отливают вместе, как одну деталь. Применяют также ряд других специальных мер для подогрева воздуха или 5очей смеси. Но если в бензиновых двигателях подогрев рабочей смеси крайне желателен, то в газовом двигателе он совершенно не требуется. Наоборот, для лучшего наполнения цилиндров, как уже указывалось, генераторный газ должен быть достаточно хорошо охлаяеден. Исходя из сказанного выше, для уменьшения подогрева газовой смеси от теплоты отработанных газов всасывающий коллектор двигателя автомобиля ЗИС-21 отливается отдельно от выхлопного коллектора, а для двигателя М-1 всасывающий коллектор отливается по новой модели. Относительное расположение всасывающего коллектора на двигателях автомобилей ЗИС-21 и ГАЗАА с установкой НАТИ Г-14 также изменено с целью избежать подогрева газовой смеси. Наполнение цилиндров уменьшается также и по той причине, что сопротивление всасыванию при работе двигателя на газе значительно больше, чем при работе на бензине. В бензиновом двигателе рабочая смесь от карбюратора до цилиндров проходит небольшой путь по всасывающему коллектору. В газовом двигателе генераторный газ, преяоде чем попасть в цилиндры, проходит довольно длинный путь через систему очистителей, а также трубопроводов, соединяющих между собой отдельные агрегаты установки. Чтобы уменьшить сопротивление движению газового потока, необходимо избегать больших углов поворота в трубопроводах и увеличить проходное сечение всасывающего коллектора. В частности на двигателе ЗИС-5, приспособленном для работы на генераторном газе, размеры всасывающего коллектора увеличены до 40 X 42 мм против 36,5 X 36,5 мм в нормальном бензиновом двигателе. Диаметр входного отверстия всасывающего коллектора увеличен с 41 до 46 мм. Несмотря на ряд мер, принимаемых для сохранения мощности газового двигателя, все же она значительно ниже мощности бензинового двигателя. Наглядное представление об этом дают кривые на рисунках 1и 2. Максимальная мощность двигателя ЗИС-5 на газе составляет 47 л. с. против 68 л. с , развиваемых двигателем па бензине, т. е. падает * на 30°/», а на малых и средних оборотах на 30—35°/». У двигателя М-1 падение мощности составляет такясе около 35°/о. Причем следует отметить, что внешняя характеристика двигателя М-1 на генераторном газе, снятая в газогенераторной лаборатории Научноисследовательского автотракторного института, соответствует условию охлалодеппя газа, подводимого к смесителю, до 20° С, что безусловно повлияло на увеличение мощности двигателя. В условиях нормальной9*Осмотр газогенераторного автомобиля на стоянкеФото И.Папковаработы двигателя на автомобиле достигнуть охлаяодения газа до такой низкой температуры чрезвычайно трудно. Поэтому в нормальных эксплоатационных условиях двигатель М-1 будет развивать мощность немного меньшую. На автомобиле ЗИС-21 для повышения надежности работы двигателя при увеличенной степени сясатия (7), вместо батарейного залсигания ставится магнето типа СС-6. Шестивольтовое электрооборудование заменено двенадцативольтовым. Две шестивольтовых батареи емкостью по 144 ампер-часа каждая соединены последовательно и обеспечивают быстрый розясиг газогенератора. Динамомашина типа ГА-27, мощностью 225 ватт, стартер — стандартный МАФ, запальные свечи — стандартные 18 мм.4008001200IS00200024002800 3200Рис. 2. Внешние характеристики двигателя М-1. 1 — на бензине при степени Сжатия 4,8; 2 — на генераторном газе при степени сжатия 6,3; 3 — эффективное давление при работе на бензине; 4 — эффективное давление при работе на газе.На автомобиле ГАЗ-АА НАТИ Г-14 оставлено шестивольтовое электрооборудование. Зажигание — батарейное. Ввиду того, что автомобиль для розяшга газогенератора оборудован электрическим вентилятором, являющимся дополнительным потребителем электроэнергии, взамен стандартной ставится батарея большей емкости (112 ампер-часов вместо 80). Стандартный электрогенератор также заменен генератором большей мощности. Д.чя нужд гаражного маневрирования на автомобилях ЗИС-21 и ГАЗАА НАТИ Г-14 ставится карбюратор Солекс-2 горизонтального типа. При этом в случае порчи вентилятора илп разрядки батарей розжиг может быть произведен двигателем. Двигатель пускают на бензине, после чего сообщают его с системой газогенераторной установки путем открытия соответствующих заслонок. Через 1—2 минуты можно прекратить доступ бензина и перевести двигатель на питание генераторным газом. На обоих автомобилях ставятся усиленные радиаторы. На ЗИС-21 монтируется радиатор, имеющий 134 трубки вместо 91 на ЗИС-5, а на автомобиле ГАЗ-АА НАТИ Г-14 ставится радиатор трехосного автомобиля ГАЗ-30. Постановка усиленного радиатора необходима по двум причинам: 1) на ЗИС-21 так же, как и на ГАЗ-АА НАТИ Г-14 главная передача ставится с повышенным передаточным числом; 2) при пониженной мощности газового двигателя для преодоления препятствий приходится часто пользоваться низшими передачами. Число оборотов газового двигателя, приходящееся на единицу пройденного пути, значительно больше, чем бензинового, а следовательно, при всех прочих равных условиях будет наблюдаться больший нагрев двигателя.19