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Nov 22, 2023

So bauen Sie einen Holzvergaser-LKW

Wir freuen uns, in „Selbstgemachter Motorkraftstoff durch Holzvergasung“ berichten zu können.

Wir freuen uns, in „Homemade Motor Fuel Through Wood Gasification“ berichten zu können, dass unsere Experimente zur Verwendung von Holzabfällen als Kraftstoff für Kraftfahrzeuge vielversprechend waren. Aber wir wussten damals noch nicht, wie gut die unwahrscheinliche Form „fester“ Energie in einer „flüssigen“ Welt funktionieren würde.

Wir haben ein effektives Energiesystem mit alternativen Kraftstoffen entwickelt, bei dem viel Schneid- und Schweißaufwand erforderlich ist. Unser Holzgas-Lkw fährt nicht nur genauso reibungslos und zuverlässig über die Straße wie jedes konventionell angetriebene Auto, sondern kostet auch keinen Treibstoff!

(Klicken Sie hier und hier für herunterladbare Versionen der Konstruktionsillustrationen.)

So funktioniert das System: Holzreste (wir verwenden Stücke, die größer als Sägemehl oder Späne, aber kleiner als 6 Zoll Länge von 2 x 4 sind) werden in einem modifizierten Warmwassertank aufbewahrt und ruhen auf einem kegelförmigen Guss -feuerfester Herd. Der recycelte Behälter ist luftdicht, bis auf einen federbelasteten und versiegelten Einfülldeckel, eine verschlossene Beleuchtungsöffnung und einen Einlassanschluss (der letzte ist einfach ein 2-Zoll-Messing-Rückschlagventil, das den vom Motor erzeugten „Zug“ ermöglicht). kontrollierte Luftmengen in den Feuerraum ziehen).

Die einströmende „Atmosphäre“ wird durch eine Reihe von Löchern geleitet, die in eine Schulter einer ausrangierten Radfelge gebohrt sind (die mit einem kreisförmigen Band aus Metallband umwickelt und am Boden des Tanks befestigt ist) und unterstützt die Verbrennung in der Nähe der Feuerstelle . Während der Brennstoff in diesem Bereich verbrennt, verbraucht er den Sauerstoff in der Luft – es entstehen Kohlendioxid und Wasserdampf – und bildet ein Bett aus glühender Holzkohle, die sich auf einem Rost sammelt, der mehrere Zentimeter unterhalb der Feuerstelle an Ketten hängt. (Gleichzeitig entsteht direkt über dem Verbrennungsbereich eine durch Hitze verursachte „Zersetzungszone“, die Gase aus dem Holz austreibt und es verkohlt, bevor es verbrannt wird.)

Das Gemisch aus CO2 und Feuchtigkeit – zusätzlich zu etwas Kreosot – wird dann durch einen „Choker“ (zwischen Feuerstelle und Holzkohlerost positioniert) gesaugt und in die Glut im unteren Teil des Tanks gedrückt, bevor es den Vergaser verlässt. Der Choke dient als Luftbegrenzer, der die verschiedenen Dämpfe vermischt und durch die glühenden Kohlen leitet, wo sie zu den brennbaren Gasen Kohlenmonoxid, Wasserstoff und – in geringen Mengen – Methan reduziert werden. Das Endprodukt enthält außerdem viel Stickstoff, daneben etwas nicht umgewandeltes CO 2 und Spuren von Teer und Asche.

Kohlendioxid und Stickstoff sind inert und solche Nichtbrennstoffe stellen keine Gefahr für das Kraftwerk dar. Allerdings müssen Teer und Asche aus dem Gas entfernt werden, da sonst Ablagerungen entstehen können, die möglicherweise zu Motorschäden führen können. Um den Kraftstoff zu reinigen, wird der „Rauch“ zunächst durch einen flüssigkeitsgekühlten „Verdichter“ geleitet (ein mehrrohriger Wärmetauscher, der von einem Wassermantel umgeben und in einen alten Kondensator einer Autoklimaanlage angeschlossen ist, der vor dem vorhandenen Kühler montiert ist). , wodurch Feuchtigkeit und Rückstände aus dem Gas ausgeschieden werden. Dann gelangt es zu einem röhrenförmigen Filter, der [1] mit Strängen aus handelsüblichem Filament für Klimaanlagen, gewebter Transportpolsterung oder einem ähnlichen Material, das sich nicht auflöst, rostet oder verbrennt, gefüllt ist und [2] mit perforierten Flammenfängern ausgestattet ist sein Eingang und sein Ausgang.

Das letzte Sieb fängt die Asche- und Teerreste im gasförmigen Kraftstoff auf, der dann durch ein leicht gebogenes horizontales Rohr (wo der größte Teil der verbleibenden Restfeuchtigkeit zurückgehalten wird) und weiter in den Motor gelangt.

Um die Verwendung von Holzgas oder Benzin zu ermöglichen, hat unser Forschungsteam einen einzigartigen Mischkammer- und Verbindungsaufbau hergestellt – unter Verwendung von Altvergaserteilen, einem Paar alter Halterungen, einigen Schranktürscharnieren und drei Gabelköpfen – der der Natur zu entsprechen scheint von Produzentengas zu einem T.

Da der dampfförmige Kraftstoff einen relativ niedrigen BTU-Wert hat (und da die Menge der im Holzrauch enthaltenen nutzbaren Energie durch Motordrehzahl, Last, Feuchtigkeit und andere Faktoren beeinflusst werden kann), muss das Verhältnis von Gas zu Luft gleich sein viel größer als beispielsweise der eines Propangasmotors. Der Fahrer muss jedoch in der Lage sein, die Mischung während der Fahrt anzupassen – wenn von der Holzgasanlage erwartet wird, dass sie unter allen Fahrbedingungen eine gleichbleibende Leistung aufrechterhält –, aber er sollte nicht ständig die Bedienelemente manipulieren müssen.

Nun, unser Team hat ein Design entwickelt, das all diese Anforderungen erfüllt. Sie beschafften zunächst ein 10 cm langes Stahlrohr mit den Maßen 1/8″ Als nächstes versiegelten sie das „innere“ Ende des Rohrs mit einem Stück Altmetall, schnitten einen Abschnitt einer 1/4″ ″ Befestigungsbolzenlöcher an jeder Ecke dieser Platte, wobei die Öffnungen so angeordnet sind, dass sie mit der Basis eines Ford Autolite/Motorcraft 5200 oder eines Holley 5210 Zweizylindervergasers übereinstimmen. (Diese speziellen Einheiten gehörten zur Originalausrüstung der Pintos bzw. Vegas und sollten auf Autoschrottplätzen als Schrott zu einem sehr vernünftigen Preis erhältlich sein.)

Der nächste Schritt bestand darin, 1-1/4-Zoll- und 1-1/2-Zoll-Löcher in die Platte zu bohren, um sie an die primären und sekundären Drosselbohrungen des Vergasers anzupassen, und dann das neu gestaltete Stück Hardware an das freigelegte Ende des Stahlrohrs zu schweißen Kammer. (Unsere Forscher fertigten auch einen zweiten Flansch an, der mit dem ersten identisch war, mit der Ausnahme, dass seine Ecklöcher gerade gebohrt und nicht mit Gewinde versehen waren, und dann verlegten sie den zuvor am Verteiler montierten PCV-Vakuumanschluss in die Box, um jede Möglichkeit auszuschließen dass es die neue Hardware stört.)

Zu diesem Zeitpunkt wurde das Drosselklappengehäuse mit einer Bügelsäge vom Rest des Vergasers entfernt (direkt am Boden des Schwimmergehäuses und etwa 3/4 Zoll unter den Venturirohren), seine „Schnittfläche“ wurde flach gefeilt und vier davon entfernt Seine inneren Durchgänge – die Leerlaufschneckenzufuhr, beide Leerlaufübertragungslöcher und der Verteilervakuumanschluss – waren dauerhaft mit kleinen Kugellagern (stattdessen hätte auch Bleischrot verwendet werden können) und Silikon abgedichtet.

Der Rest des Verfahrens bestand darin, die vier 5/16″ Führen Sie die Sanitärbögen durch die entsprechenden Öffnungen in der zweiten Montageplatte ohne Gewinde, tragen Sie etwas Silikondichtmittel am Flanschende jedes Rohrs auf und sichern Sie die gesamte Baugruppe mit einigen Sicherungsscheiben und Muttern. Die Einheit wurde dann am Krümmer montiert – mit dem Benzinvergaser oben –, nachdem 2 Zoll längere Vergaser-Befestigungsbolzen und Dichtungen installiert wurden.

In dieser Konfiguration, bei der der Holzgas-Zufuhrschlauch an den 1-1/2-Zoll-Anschluss angeschlossen ist und der kleinere Winkel zur Luftfilterkammer führt, kann der Motor in mehreren Modi betrieben werden. Darüber hinaus ist der Wechsel von einem zum anderen so einfach wie das Ziehen des Kabels, das eine unkomplizierte, aber einzigartige selektive Verbindungsbaugruppe steuert.

Unser System basiert auf einer Reihe von drei 3/8″-Gabelköpfen in Reihe und einem modifizierten Türscharnier, die sich alle an einem einzigen 3/8″ x 6″-Bolzen drehen, der an einem vorhandenen Montageloch im Verteiler befestigt wird. Wenn Sie sich das beigefügte Farbfoto ansehen, können Sie sehen, dass der äußerste linke (silberne) Gabelkopf die vordere Drosselklappe (Holzgas) steuert, das mittlere (rote) Befestigungselement die Bewegung des hinteren (Frischluft-)Ventils steuert und der ferne Der rechte (schwarze) U-Verschluss setzt die Gasstange des Benzinvergasers in Bewegung.

Der breite blaue Arm in der Mitte der Baugruppe fungiert als Hauptsteuerung und ist mit dem „Gas“-Pedal des Lastkraftwagens verbunden. Bei dieser Komponente handelt es sich lediglich um die Hälfte eines 3-1/2-Zoll-Türscharniers mit zwei an dessen flachem Ende angeschweißten „Füßen“ (um das Schwenken zu ermöglichen) und einem zweiseitigen Joch – hergestellt aus einem Paar 4-1/2-Zoll-Türscharnieren ″ Riemenscharniere – an der gegenüberliegenden, gebogenen Kante angeschweißt. Ein verschiebbarer Stift mit konischem Ende – mit den Maßen 1/4″ x 2-3/4″ und gesteuert durch ein ummanteltes Kabel, das am Armaturenbrett endet – ruht in den Schlaufen des Türscharniers. Während es sich seitlich bewegt, reguliert diese einfache Anordnung die Funktion der Benzin- oder Holzgasdrossel (oder beider). (Darüber hinaus ermöglicht eine geschlitzte Halterung, die an jedem Gasgabelkopf des Herstellers angebracht ist, die Einstellung des Kraftstoff- und Luft-„Dämpferwegs“ innerhalb des Drosselklappengehäuses des Pinto-Vergasers, um das beste Verbrennungsverhältnis zu erreichen.)

Um die Flexibilität zu erhöhen, modifizierten unsere Forscher dann die Verbindung noch einmal, eine Änderung, die einen großen Unterschied in Bezug auf die Leistung des Motors unter den unvorhersehbaren Verkehrsbedingungen machte, denen der Alltagsfahrer ausgesetzt sein könnte. Anstatt zuzulassen, dass der verschiebbare Steuerstift beide „Rauchkraftstoff“-Gabelköpfe gleichzeitig bewegt, bohrten sie ein Zugangsloch nur in die rechte Schulter des Luftmischarms (rot) und befestigten eine kurze Feder zwischen der geschlitzten Halterung des Hebels und dieser seines silberfarbenen (Holzgas-)Nachbarn. Als nächstes bestimmten sie die Position der Luft- und Holzgas-Drosselklappenstangen, wenn die „Klappen“-Ventile im Vergasergehäuse mit zwei Anschlüssen vollständig geöffnet waren, und installierten dann vorsichtig eine zweistufige Feder am Luftsteuerhebel, damit die sekundäre bzw Stouter, Coil würde genau an diesem Punkt im Verlauf ins Spiel kommen.

Zu den letzten Modifikationen gehörte das Heftschweißen eines kleinen Anschlags auf den am Schaft montierten Arm des Gasdrosselventils des Herstellers, um zu verhindern, dass es sich über seine vollständig geöffnete Position hinaus dreht … und das Eintreiben eines 1/8″ x 3/4″ Spannstifts in einen Loch in der oberen Oberfläche des Pinto-Vergasergehäuses, das es dem Luft-„Dämpfer“ ermöglicht, über seine maximale Strömungsposition hinaus zu wandern, ihn jedoch davon abhält, ihn wieder vollständig zu schließen.

Im Einsatz ist das Dual-Fuel-Setup sehr effektiv. Bei eingeschobenem Armaturenbrett-Steuerkabel fährt der Lkw wie gewohnt ausschließlich mit Benzin. Wenn der Griff in die Mittelstellung gezogen wird, funktionieren sowohl die Holzgas- als auch die Benzindrossel, so dass der Autofahrer losfahren kann, während die Vergasereinheit schnell auf eine gute Brennstofftemperatur gebracht wird. (Im Gegensatz zu den meisten anderen Systemen ist unser System nicht mit einem stromfressenden und möglicherweise gefährlichen Gebläse ausgestattet, um die Kohlen zum Glühen zu bringen, nachdem der Holzbrennstoff zu Beginn des Tages mit einem Streichholz angezündet wurde. Der Unterdruck des Motors wird erzeugt, wenn der LKW eingeschaltet ist.) Der Betrieb im Halb-und-Halb-Modus sorgt für genügend Luftzug, um nach nur einer Meile – oder mehreren Minuten Aufwärmfahrt – eine ausreichende Versorgung mit „Rauch“-Kraftstoff zu gewährleisten.)

Sobald die Kohlen aufgeheizt sind, kann das Kabel vollständig ausgezogen werden und der Motor nur mit Produktionsgas betrieben werden. Da in dieser Konfiguration nicht genügend Saugkraft vorhanden ist, um den Vergaser zu beeinflussen, gelangt über den Leerlaufkreislauf des Zerstäubers nur sehr wenig oder gar kein Benzin in den Verteiler. Und darüber hinaus sorgt die einstellbare progressive Drosselklappenanordnung dafür, dass der Motor jederzeit das richtige Luft-/Holzgasverhältnis erhält … und der Fahrer kann darüber hinaus die Reaktion des Triebwerks auf jede gegebene Verkehrssituation spüren und mit dem Gaspedal korrigierende Änderungen vornehmen.

Wie jedes Gerät, das auf „unbekannter“ Technologie basiert, ist auch unser Schrott-Pickup gewöhnungsbedürftig. Und es hat zugegebenermaßen einige Nachteile, die sorgfältig abgewogen werden sollten. Zum einen wird die Leistung des Motors spürbar reduziert. Auch wenn der Lkw problemlos startet, im Leerlauf läuft und ruhig läuft, raucht der relativ niedrige BTU-Kraftstoff den Tiger direkt aus dem Tank. (Einer unserer Mechaniker bemerkte: „Es ist, als würde man fahren, wenn man zwei Kolben ausbaut.“) Wenn der Zündzeitpunkt jedoch vorverlegt ist, um dem hochoktanigen Kraftstoff Rechnung zu tragen, hält der Lkw problemlos mit dem Verkehr mit und kann Geschwindigkeiten über der zulässigen Grenze halten Grenze.

Ein zweiter und äußerst wichtiger Faktor – der nicht genug betont werden kann – ist die potenzielle Gefahr durch Kohlenmonoxidgas, das aus dem Herd oder den Zuleitungen gelangen kann. Wenn bei der Konstruktion des Systems sorgfältig vorgegangen wird und keine Undichtigkeiten vorhanden sind, verbraucht der Motor die Giftstoffe … was zu CO-Emissionen führt, die bei unseren Vorversuchen um 33 Prozent niedriger waren als im Benzinbetrieb. (Die Kohlenwasserstoffemissionen wurden um die Hälfte reduziert!) Allerdings kann das Einatmen der Dämpfe selbst aus einem kleinen Bruch in der Kraftstoffzuleitung – oder des Rauchs, der beim Nachladen des Vergasers entsteht – starke Kopfschmerzen und ein Gefühl der Vergiftung verursachen. Und der Kontakt mit den geruchlosen, farblosen und hochgiftigen Kohlenmonoxiddämpfen kann zum Zusammenbruch oder – im Extremfall – sogar zum Tod führen! (Natürlich stößt das Auspuffrohr jedes Autos die gleichen giftigen Gase aus … wenn auch in viel geringeren Konzentrationen, als wenn die Zuleitung, die den Motor mit unverbranntem Rauchtreibstoff versorgt, reißen würde.)

Und schließlich ist Holzkraft einfach nicht so bequem wie die konventionelleren Methoden, mit denen Sie unterwegs sind. Wir haben festgestellt, dass das Filtermedium alle paar hundert Kilometer ausgetauscht und der Kondensator mit einer Schrotflinten-Reinigungsbürste gereinigt (oder mit einem Gartenschlauch gespült) und regelmäßig entleert werden sollte.

Allerdings dürfte es schwierig sein, den Kraftstoffpreis zu bemängeln. Nahezu jedes Stück Holz, das wir für unsere rund 1.500 Meilen langen Produktionsgasfahrten verwendet haben, haben wir kostenlos erhalten … und wir haben alles verbrannt, von ausrangiertem Werkstattschrott über abgestorbenes Gestrüpp am Straßenrand bis hin zu den Rückständen von Auftragnehmern (haufenweise!). Darüber hinaus war unser örtliches Elektrizitätsunternehmen mehr als glücklich, eine LKW-Ladung zerkleinerter Baumreste loszuwerden, die die Vorfahrt der Stromleitung beeinträchtigt hatten. Und obwohl uns der Treibstoff nichts gekostet hat, haben wir festgestellt, dass der LKW sparsam mit dem Holz umgeht, das er verbraucht. Unser Fahrzeug kommt mit vollem Holzvorrat und Passagierbeladung mit einem Pfund Holzbrocken etwa eine Meile weit … das entspricht etwa 75 Meilen pro Tankfüllung.

Darüber hinaus können sich Leute, die über die Auswirkungen des Rauchs auf den Motor besorgt sind, mit der Tatsache trösten, dass wir den Krümmer, die Ventilsitze und die Brennkammer auf Anzeichen von Ablagerungen und Verschleiß überprüft haben und festgestellt haben, dass die Teile überraschend sauber waren.

Da Wirtschaftsanalysten steigende Kraftstoffpreise vorhersagen, kann man sich kaum vorstellen, dass jemand nicht bereit wäre, jetzt Alternativen zu prüfen, um sich auf die Zukunft vorzubereiten. (Tatsächlich können sich – selbst bei den heutigen Benzinpreisen – immer weniger Menschen wirklich eine Reise leisten!) Und von den heute verfügbaren Kraftstoffoptionen ist Holzgas sicherlich einer der am einfachsten und kostengünstigsten herzustellen und zu verwendenden Kraftstoffe.

Darüber hinaus ist der Vergasungsprozess nicht auf Autobahnanwendungen beschränkt. Unsere Forscher passen die Technologie derzeit an eine stationäre 10-kW-Stromerzeugungseinheit an, und Sie können sicher sein, dass wir uns diesen holzbefeuerten „Gehöftversorger“ in einer zukünftigen Ausgabe genauer ansehen werden.

(Sie können detaillierte Pläne für einen Holzgasgenerator bestellen.)

Ursprünglich veröffentlicht als Wood Gas Truck: Road Power From Wood Gasification in der Mai/Juni-Ausgabe 1981 von MOTHER EARTH NEWS.