Дали газу: история газомоторной техники. Часть I
Первый отечественный газогенераторный автомобиль Зис-13. Фото: Б.Фишман
Расцвет газомоторной техники пришелся в нашей стране на 1980-е годы, когда советские специалисты находили двигателям на газовом топливе применение в автомобилях, самолетах, локомотивах и кораблях. В годы, последовавшие за распадом СССР, газомоторные двигатели сдали свои позиции в большой технике, и казалось, что возвращения не будет. С другой стороны, в это время газовое оборудование активно устанавливалось на личные малолитражные автомобили и легкие грузопассажирские фургоны.
В последние годы силовые установки, работающие на сжиженном природном газе, переживают ренессанс и снова уверенно набирают популярность на большой технике. На улицах городов сегодня можно встретить газомоторные автобусы и грузовики. А совсем недавно отечественные грузовые автомобили КАМАЗ-54901 с двигателями на газе совершили масштабный автопробег, пройдя 10 000 км через 25 регионов страны.
Об истории применения газа на транспорте, современном положении дел в отрасли и успехах КАМАЗа в создании газовых грузовиков — в нашем материале.
Газген, или двигатель на дровах
Газификация древесины — процесс, при котором дерево превращается в горючий газ под воздействием высоких температур. Данный процесс проходит в газогенераторе, а рабочая температура при этом может достигать 1400 °C. Первоначально использовались стационарные станции по перегонке твердого топлива в газ, позднее появились компактные мобильные газогенераторные установки, которые ставились прямо на автомобиль.
Газогенераторные автомобили получили распространение в 1920-х годах по вынужденным причинам — разоренная войной Европа испытывала острый дефицит бензина. В СССР в это время также были озабочены возможным дефицитом нефтепродуктов и ростом их стоимости. Кроме этого, в нашей стране в то время шло активное строительство вооруженных сил, и все топливо первым делом направлялось в Красную армию для снабжения военной техники. Поэтому газогенераторы тогда считались весьма перспективным силовым агрегатом для автотранспорта.
В Советском Союзе первый газогенератор, или газген, создали в 1923 году. Идеологом использования древесного газа стал ленинградский профессор Валентин Наумов. По его оценкам, использование дров в качестве топлива для автомобилей и сельхозтехники могло дать десятикратную экономию средств.
Газогенераторные грузовики ГАЗ-42 на лесозаготовках. Фото: Музей истории ГАЗ
Уже в начале 1930-х годов в СССР налаживается серийное производство газогенераторных грузовых автомобилей. Эти машины создавались на базе стандартных грузовиков ЗИС-5 и ГАЗ-АА. Первым отечественным газогенераторным автомобилем стал ЗИС-13 московского Автозавода имени Сталина. ЗИС-13 базировался на шасси ЗИС-5, оснащался газогенераторной установкой и имел грузоподъемность в 2,5 тонны. Машина выпускалась серийно, а немного позже в производство пошел ее усовершенствованный вариант — ЗИС-21. Горьковский автозавод ГАЗ в конце 1930-х наладил выпуск газогенераторного грузовика ГАЗ-42, взяв в качестве базы свою легендарную «полуторку» ГАЗ-АА.
У газгенов были весьма существенные минусы. Одним из основных являлась низкая калорийность искусственного газа, влекущая за собой снижение мощности мотора. Так, у ГАЗ-42 мощность двигателя сократилась до 30-34 л.с., в то время как у базовой «полуторки» она составляла 50 «лошадок». Высоким был и расход топлива. У того же ГАЗ-42 он составлял 65-70 кг дров на 100 км. При этом скоростные показатели газогенераторных машин были невысокими. Максимальная скорость ГАЗ-42 не превышала 45 км/ч, а по городу он мог перемещаться со средней скоростью порядка 20-30 км/ч.
Газогенераторные автомобили ЗИС-21 у здания электромоторного завода им. Лепсе, Киров
Тем не менее в дальних уголках нашей страны, где сложно было достать бензин, газгены оказались незаменимы. Также газогенераторные грузовики сыграли свою роль в Великой Отечественной войне, работая в основном на тыловых грузоперевозках.
И все же несмотря на то, что концепция использования дров в качестве топлива первоначально привлекала, в конце 1940-х от этой идеи отказались. При посредственной динамике и мизерном запасе хода таким машинам требовалось огромное количество древесины. Дозаправка также была не самым простым процессом — нельзя было просто срубить дерево на обочине дороги и кинуть его в топку. Для нормальной работы газгена требовалась определенная сухая древесина стандартного размера. Кроме того, утечка угарного газа в кабину могла привести к летальному исходу. Также требовалось много дополнительных работ по техническому обслуживанию газгенов, таких как опорожнение зольника, очистка газоохладителя и фильтра. Последним советским серийным грузовиком с газовым генератором стал послевоенный УралЗИС-352, выпускавшийся до 1956 года.
Природный газ вместо дров и бензина
Альтернативой газогенераторам, работающим на древесине, являлся двигатель внутреннего сгорания, использующий в качестве топлива сжиженный природный газ (СПГ). История таких двигателей началась во второй половине ХIХ века. В 1860 году француз Этьен Ленуар сконструировал первый практически пригодный двигатель внутреннего сгорания, в качестве топлива в котором использовался светильный газ — ацетилен. В 1876 году немец Н. Отто построил четырехтактный газовый двигатель, который выпускался на заводе «Отто-Дейц» и получил широкое распространение.
С 1915 года в качестве топлива стал использоваться не только светильный газ, но и компримированный природный. Некоторое время в роли горючего выступал сжиженный нефтяной газ (СНГ). В нашей стране с начала 1930-х годов велись активные работы по поиску альтернативного топлива для автотранспорта помимо газогенераторных установок. Вопрос о необходимости применения сжатых газов впервые встал осенью 1931 года на топливной конференции в Москве, а развитие эта тема получила в журнале «За рулем». В первом номере за 1932 год вышла статья «Сжатый газ как топливо для автомобиля и трактора», где подчеркивалось, что «над проблемой применения сжатого газа как горючего для автотранспорта усиленно работают Западная Европа и Америка», а Советский Союз, «обладающий колоссальными запасами этого топлива, не имеет никакого права далее откладывать ее разрешение».
ЗИС-5 с комплектом оборудования СГ-42
Первую попытку сделал заведующий кафедрой «Двигатели внутреннего сгорания» Ростовского института инженеров путей сообщения, профессор Николай Петровский. Он сформировал небольшой коллектив и приступил к экспериментальным работам над автомобильным двигателем АМО-3, который должен был работать на газе. В 1933 году работа Петровского увенчалась успехом. В августе того же года газовая установка была успешно испытана в лабораторных условиях, а уже в конце октября начались полевые испытания. В автопробеге по маршруту Ростов-на-Дону — Воронеж — Москва — Тверь — Ленинград приняли участие пять грузовых автомашин, две из которых были оборудованы газовыми установками конструкции профессора Петровского. Испытания в целом прошли успешно.
В дальнейшем эстафету создания газовых двигателей для автомобилей принял Научный автомоторный институт (НАМИ). Именно здесь были созданы экспериментальные газобаллонные машины, названные так потому, что топливо для них закачивалось под давлением в специальные особо прочные баллоны, установленные, как правило, на раме внизу за кабиной грузовика. Это были экспериментальные газобаллонные грузовики ЗИС-З0, ГАЗ-44, а также газобаллонный вариант пассажирского автобуса ЗИС-8, двигатель которого потреблял газ из шести баллонов, расположенных в специальной нише на крыше. Машины были выпущены небольшими сериями, успешно эксплуатировались, но массовыми не стали по причине того, что газогенераторные установки в то время смогли быстрее довести до ума и массового выпуска. А оборудование газобаллонников являлось более сложным в производстве и к тому же требовало от водителя повышенного уровня подготовки.
Ситуация несколько изменилась уже перед Великой Отечественной войной. В начале 1939 года руководство автомобильной отрасли сосредоточилось в Наркомате среднего машиностроения, который возглавил бывший директор Московского автозавода Иван Лихачев. Это придало новый импульс проектно-конструкторским работам по созданию автомобилей с использованием сжиженного газа. К середине 1939 года специалисты НАМИ подготовили к эксплуатационным испытаниям три типа автомобильных газовых установок, использовавших сжиженный газ: НАТИ СГ-42 для грузовика ЗИС-5 и автобуса ЗИС-8, НАТИ СГ-40 для грузовика ГАЗ-АА и НАТИ СГ-44 для легковой автомашины М1. Внедрению помешала Великая Отечественная война, после которой работы были продолжены.
В период 1950—1970 годов в нашей стране был выпущен целый ряд машин, работавших на СНГ и СПГ: ГАЗ-51Б, ГАЗ-51Ж, ЗИС-156, ЗИС-156А. Все они имели силовую установку, работавшую на сжиженном пропано-бутановом газе. В период с 1977 по 1986 год серийно выпускался грузовой автомобиль ЗИЛ-138, который представлял собой газобаллонный вариант знаменитого «сто тридцатого» ЗИЛа, работавшего на сжиженном газе. Также газобаллонное оборудование в 1980-х годах устанавливалось на автобусы ЛиАЗ-677Г, ЗИЛ-158Ж, ЛАЗ-695.
Продолжение следует...