Lågbyggt och aerodynamiskt gengasaggregat för bränslesnål bil?

[JohnA]

Det ligger väl i sakens natur att "gengasgrytorna" brukar vara ganska höga vertikala cylindrar. -Gravitationen ihop med fordonets rörelser skakar ner kubben till härden och det går vad jag förstått att fylla på ett hyfsat överskott ovanpå. Det tråkiga är ju att formen rimmar dåligt om man vill få ihop ett fordon med ganska extrem aerodynamik. Finns några trick som gör det möjligt att bygga ett gengasaggregat mer på  längden i stället för på höjden, med tillsats av aktiv mekanik för matningen om så behövs?

[torbjorn]

Koleldade gasgeneratorer har kunnat byggas ganska låga (t ex Källe-aggregaten). Men när det rör sig om vedeldning så måste härden göras relativt hög för att man ska vara säker på att alla kolväten hinner crackas ordentligt och man inte får tjära i gasen. Och ännu högre blir den om man vill bygga en stratifierad härd istället för den klassiska lösningen med munstyckskrans och härdring. Teoretiskt sett skulle man ju kunna tänka sig att inte ha bränslemagasinet rakt ovanför härden utan ordna någon form av skruvmatning av bränslet istället.

[JohnA]

Med tanke på dagens kolpriser är kolgas uteslutet. Vedkubb är vad jag förstått den vedform som fungerar bäst i gasgeneratorn, men vad jag kan se mindre lyckat att transportera med skruv. Däremot borde det gå att konstruera ett system med kassetter/lådor som via luftsluss kan dumpas in i toppen av gasgeneratorn under drift. Om det sedan är värt att krångla med sådant bara för att banta ner aggregatets höjd några decimeter är väl med tveksamt...

En gasgenerator dimensionerad för ca 15 kW maximal motoreffekt borde i sig bli betydligt mindre än de klassiska grytorna som bilar puttrade omkring med under kriget, och inget hindrar ju att gasgeneratorns uppstickande del kompletteras med en droppformad aerodynamisk "svans" bakom sig. Att få påfyllningslocket utanför karossen, eller närmare bestämt utanför kupéutrymmet känns som en självklarhet.  Ett bakmonterat aggregat skulle t.ex. kunna täckas helt av en yttre kåpa med bra aerodynamik, och som enkelt kan tippas upp vid påfyllning av ved från en avsmalnande vedbox bakom själva "grytan". Spillvärmen från processen borde väl inte skada att leda genom vedförrådet, eller är det bra att ha viss fukthalt i veden för processens skull?

[JohnA]

Jag läste nyss lite om "crossdraft gasifier" efter tips från en medlem i FB-gruppen Off-grid Sverige. Enligt medlemmen, som själv experimenterar med stationär gengas för drivning av elverk bör det vara crossdraft-principen som kan ge lägst bygghöjd, och så som jag uppfattar principen kan även finnas möjlighet att luta en sådan gasgenerator något från vertikalaxeln.

Beträffande gasgeneratorns kapacitet ser jag 15 kW som ett rimligt maximum för en aerodynamiskt snålbyggd personbil, i synnerhet om systemet kombineras med elektrisk hybriddrift som kan täcka upp för de större men relativt kortvariga effektbehoven vid acceleration och uppförsbackar, men också kompensera för gasgeneratorns relativt långsamma respons.

[JohnA]

Egentligen off topic, men det ingår i mina idéer om supersnål och inte allt för miljöovänlig bil på DIY-nivå:

Jag trillade nyss tillbaka i funderingarna med "dieselgas" och hittade även tillbaka till en gammal tråd om detta, men som ursprungligen handlade om gengas av flis och pellets. Markus Almroths svar på varför turbodieslar inte är lämpliga för dieselgasdrift är ju (tyvärr) ett tydligt svar, som lite dödar mina idéer om att använda en väldigt liten dieselmotor för fordonsdrift, och komplettera denna med liten turbo. Eller...? Det slår mig nu i skrivande stund att även om turbodiesel i sig har svårt att fungera ihop med gengas, finns ju fortfarande möjligheten att vid ökat effektbehov "öppna upp" sugledningen och tillföra det mesta av energin i form av diesel.

Om dieselmotorn UTAN överladdning precis räcker till för att hålla marchfarten, borde den alltså kunna gå som vanlig turbodiesel vid acceleration och backtagning, då det ändå behövs mer effekt än vedgasgeneratorn kan leverera. Frågan är hur vedgasgeneratorn klarar sig under tiden motorn jobbar som turbodiesel? -Det blir ju kontraproduktivt om härden i gasgeneratorn hinner krympa medan motorn går helt på diesel, för i så fall finns ju inte gaskapacitet redo när fordonet kommit upp i marchfart och är redo för maximal gengasdrift... Kanske är det i så fall smartare att ha ett hybridsystem med två motorer, där den ena går närmast kontinuerligt på dieselgas/blanddrift, och den andra startas upp enbart för acceleration och backtagning?

Denna andra motor ser jag i första hand vara en elmotor/generator som hämtar sin energi ur ett relativt litet batteripaket, men det kan vara i princip vad för slags motor som helst.

Sedan är ju frågan om det finns någon fördel att ha just dieselmotor till vedgasdriften? Främsta fördelen jag ser är att det blir enkelt att starta och köra på diesel tills vedgasgeneratorn kommit igång. Detta går förstås lika bra att göra med en bensinmotor, det enda som skiljer är väl att den senare kräver mer "ventilkrångel" för omkopplingen, är med känslig för blandningsförhållandet mellan luft och vedgas, samt att dieselmotorn hela tiden konsumerar en liten skvätt dieselbränsle medan bensinmotorn kan gå på 100% vedgas.

[torbjorn]

När det gäller crossdraft (eller horisontell förbränning som det brukar kallas på svenska), så är det svårt att göra en sådan härd så att den kan cracka tjäran i gasen. Sådana gasgeneratorer är beroende av tjärfritt bränsle, t ex träkol. Under gengasepoken på 40-talet försökte sig Volvo och några andra tillverkare på den tekniken på ett tidigt stadium, men den blev aldrig populär, ersattes snart av den vanliga sortens kolgasgeneratorer med omvänd (nedåtriktad) förbränning. Och senare av vedgas. Det enda fall då horisontell förbränning tycks ha varit den bästa tekniken verkar ha varit för mycket små och framför allt lätta kolgasgeneratorer för t ex motorcyklar.

När det gäller dieselgastekniken så är den egentligen att betrakta som ett missfoster. Motorn kommer ju i dieselgasfallet att gå som ottomotor snarare än dieselmotor, eftersom det mesta av bränslet redan finns i cylindern då spridaren öppnar och dieseloljan börjar sprutas in. Då tänds allt och brinner upp på all gång, och man får en kraftig "dieselknackning". Till skillnad från verklig dieseldrift då bränslet brinner upp i samma takt som det sprutas in, vid någorlunda konstant tryck. Resultatet blir i varje fall kort livslängd hos sådana motorer - stor risk för knackningsskador (sprickor i kolvtoppar, brott på översta kolvringen, skuren kolvbult mm). Ungefär samma slags skador som man får på en dieselmotor som har startats med startgas för många gånger. Dessutom får man räkna med mycket otrevliga avgasutsläpp, framför allt kväveoxider.
Den enda gång dieselgas kan vara ett bra alternativ är om det skulle bli en helt oväntad och svår bränslekris då man snabbt måste gengaskonvertera många dieselfordon för att överhuvudtaget hålla jordbruk och samhälle igång. Men då bara för en kortare tid, i synnerhet som man kan vänta sig att också blir svårt med motorreservdelar i ett sådant läge.

[JohnA]

Bra och tydligt som vanligt från Torbjörn, tack! Jag håller mina gengasfantasier till konverterade bensinmotorer i fortsättningen, för jag har då inte lust att äventyra en dyrbar dieselmotor.  Den klassiska omvända förbränningen låter ju också som en dum sak att försöka förändra, för tjära blir det väl så det räcker och blir över även från en sådan vedgasgenerator..? Då återstår funderingen om det kan vara möjligt att minska ner höjden på generatorn genom att separera den övre delen av generatorn, alltså det som utgör magasin i väntan på att falla ner och förbrännas? Med minimal höjd på denna del uppstår förstås behovet att fylla på i det närmaste konstant, men det kanske skulle kunna göras med hjälp av ett transportband inneslutet i gemensamt hölje med härden och förrådsvolymen? -Alltså i princip kapa gasgeneratorn på hälften, ställa delarna bredvid varandra med det sluttande transportbandet mellan halvorna. Som alternativ till transportband kanske förrådsvolymen i stället kan innehålla en plattform som sakta höjer sig och något slags skrapa som flyttar över vedkubben horisontellt i överkant. Annars kanske det går att "knäcka" gasgeneratorn lite på mitten, så att nedre delen med härden är vertikal så som den brukar vara, medan övre delen lutar något, för att minska höjden åtminstone en aning. Om inte heller detta kan fungera återstår att acceptera den höga "grytan" och ge den en rundad överdel och droppformad "svans".

Är det knepigt att bygga en gasgenerator för mindre motoreffekt än vad som är vanligt förekommande? Jag räknar med att behöva få ut en motoreffekt på 10-15 kW för att hålla en lätt och aerodynamisk bil i lagom marchfart och till acceleration och uppförsbackar är tanken att parallellhybrida med el eller bara pytsa i tillsatsbränsle i befintlig ottomotor. Med elektronik är det kanske inte så svårt att öppna upp till bensin via vanliga förgasaren i lagom grad när gengasen inte räcker för stunden?

[JohnA]

Men titta här, ett relativt lågbyggt gengasaggregat som eldas med flis! 
https://youtu.be/ytAV2XRJViE

[Svart]

Går det att använda gengas för att ladda ett batteri i en elbil? Använda batteriet som en buffert och ta ut mer ström i uppförsbackarna, men låta gengasen jobba konstant?
Det kanske inte är ett problem att komma iväg lite kvickt till affären men jag tänker att om det tar lång tid att starta upp en gengasmotor så kan det ju bli irriterande med korta sträckor men dem löser man ju enkelt med eldriften isåfall.

[torbjorn]

Ja, gengas skulle kunna fungera utmärkt i ett sådant hybridsammanhang.