Разные времена бросают автомобильной промышленности разные вызовы. Но все они в той или иной степени сводятся к тому, что использование бензина (тем более в больших объёмах) или невозможно, или нецелесообразно. Такая проблема существовала в СССР в послевоенные годы, и советские изобретатели решили её очень изящно.
Заставить повозку ехать за счёт твёрдого топлива — дело нетрудное: подобные механизмы создавались в Англии и Китае ещё в XVII веке. Собственно, из этой идеи и растут ноги первых паровых автомобилей. Другое дело — заставить ехать на твёрдом топливе автомобили с двигателями внутреннего сгорания. Тут уже начинается определённая техническая магия.
Конечно, древесные чурки, шишки, уголь или прессованные брикеты нельзя забрасывать прямиком в цилиндры — от этого не будет никакого толку. Но можно превратить эти материалы в воспламеняемую газовую смесь и уже её использовать в традиционном поршневом двигателе. Именно в этом и состоит суть газогенераторов, которые можно встретить на отечественных грузовиках первой половины XX века.
Первые эксперименты с газогенераторами начались ещё в 1928 году — за год до начала индустриализации. Тогда, в 1928-м, отечественные специалисты установили газогенераторную установку конструкции профессора В. Наумова на шасси итальянского грузовика FIAT 15 Ter. К слову, именно эта машина стала прообразом первого серийного отечественного грузовика АМО-Ф-15.
А уже в 1934 году состоялся большой испытательный пробег машин с газогенераторными установками по маршруту Москва–Ленинград–Москва. Колонну автомобилей составили грузовики ГАЗ-АА и ЗИС-5, оснащённые установками от специалистов НАТИ. Как показали испытания, идея газогенераторных машин была более чем дееспособна — пусть и с целым ворохом ограничений и проблем.
ГАЗ-АА
Во-первых, двигатель внутреннего сгорания, работающий не на бензине, а на производимом такими установками газе, имел меньшую мощность — не спасало даже повышение степени сжатия. Во-вторых, машины на столь экзотическом топливе имели скромный запас хода — около 100 километров, причём «дозаправляться» приходилось каждые 50 километров, чтобы поддерживать эффективную работу газогенераторной установки. В-третьих, дополнительное устройство позади кабины не только увеличивало массу грузовика и скрадывало полезное пространство кузова, но и требовало периодического «сервисного обслуживания».
Тем не менее, в период с 1936 по 1939 год была выпущена большая партия (около 900 автомобилей) экспериментальных грузовиков ЗИС-13, оснащённых газогенератором конструкции А. Пельтцера. Машины могли ехать «без заправки» около 90 километров, разгоняться до 45 километров в час и везти в кузове до 2500 килограммов грузов. Именно ЗИС-13 стал основой для первого массового отечественного грузовика с газогенераторной установкой – ЗИС-21.
ЗИС-13
Выпуск ЗИС-21 осуществлялся в период с 1938 по 1941 год — во времена, когда стало очевидно, что бензин скоро может понадобиться для других целей. За этот период было произведено 15 445 машин, оснащённых газогенераторами типа НАТИ Г-14. Поскольку дополнительная установка монтировалась с правой стороны перед ложементом кузова, грузовик получил асимметричную кабину (с вдвое укороченной правой дверью) и усиленные рессоры переднего правого колеса. Кроме того, у ЗИС-21 был небольшой (7,5 литров) топливный бак, который помогал в случае необходимости ускоренного запуска двигателя внутреннего сгорания или для коротких бросков до пунктов «заправки».
Чуть позже было налажено производство ГАЗ-42 — газогенераторной «полуторки», которая выпускалась с 1939 по 1946 год. Их построили аж 33 840 штук. Рецепт тот же, что и у ЗИСа: усиленное шасси, повышенная степень сжатия (с 4,6 до 6,2) и увеличенное отношение в главной передаче.
Хотя газогенераторные ЗИСы и ГАЗы были медлительными и «прожорливыми», они сыграли важную роль в тылу, посильно помогая добывать победу в Великой Отечественной войне. Однако это не значит, что ЗИС-21 и ГАЗ-42 были бессмертными пони, которые могли работать на чём угодно. Для «заправки» газогенераторных установок довоенного и военного периода могла применяться только сухая древесина без гнили. Научный автотракторный институт СССР в 30-е годы опытным путём выяснил, что для «заправки» таких установок лучше всего подходят дуб, ясень, бук и берёза. Для котлов установок деревоматериал обрезался до прямоугольных чурок со стороной 5–6 сантиметров. При этом использование деловой древесины строжайше запрещалось.
Зато можно было «заправлять» машину сельскохозяйственными отходами: шишками, соломой, опилками, лузгой, корой… Правда, перед «употреблением» их нужно было спрессовать в специальные брикеты. Не гнушались подобные установки и угля с торфом.
Перечисленные материалы укладывались плотным, толстым слоем в вертикальный металлический цилиндр и сжигались при ограниченном количестве воздуха. Получался такой себе перетяжелённый костёр, воздух в который забирался снизу. В процессе неполного сгорания угля или древесины верхних слоёв образовывалась газовая смесь, львиную долю которой составляли окись углерода и водород.
Получившаяся газовая смесь попадала на ряд охладителей с системой грубой очистки, который делал её плотнее. Следующим этапом для смеси был фильтр тонкой очистки, избавляющий плотную смесь от золы, примесей и прочего мусора, которому нельзя было попадать в камеры сгорания. Наконец перед тем, как оказаться в камерах сгорания ДВС, смесь насыщалась воздухом. Забор воздуха обеспечивался за счёт вентилятора, который приводился в движение электромотором.
Схема газогенераторной установки ЗИС-21: 1 – газогенератор; 2 – охладитель; 3 – очиститель; 4 – вентилятор; 5 – смеситель-карбюратор
В зависимости от модели, газогенераторные установки могли незначительно отличаться (например, иметь разные системы охлаждения газовой смеси или разные фильтрующие элементы), но принципиальная схема оставалась неизменной. Как видите, никакой магии...
В послевоенное время, когда дефицит бензина ощущался по всей Евразии, а не только в СССР, газогенераторные машины сослужили хорошую службу, помогая восстанавливать страну. Тогда главной «движущей силой» этого грузового сегмента стал УралЗИС-352Л, который мог «питаться» даже гнилым деревоматериалом. Он же стал последним серийным автомобилем Советского Союза с газогенераторной установкой.
УралЗИС-352Л
Хотя все работы по «газогенам» были свёрнуты в 1955 году, на дорогах эти выносливые машины оставались вплоть до середины 60-х — особенно там, где заправки днём с огнём не сыщешь. Даже сейчас некоторые энтузиасты заморачиваются и переводят свои грузовики на этот причудливый вид топлива. Потому что дёшево и необычно. Такой себе отечественный стимпанк. Хотя газогенераторы в своё время были популярны и в других странах, где есть леса — и в Германии, и даже в Швеции.