Jaukūs žiemos vakarai, kai susisukę į pledą sėdite prie židinio, kainuoja visai nedaug. Na taip, malkos gali būti brangios, bet tai vis tiek yra lengvai prieinamas kuras. Malkomis kartais varomi ir automobiliai.
Absoliuti dauguma mūsų vairuojamų automobilių yra dyzeliniai, benzininiai arba elektriniai. Kai kurie benzininiai automobiliai yra modifikuoti, kad galėtų naudoti ir dujas, egzistuoja ir vandenilį ar kitus alternatyvius degalus naudojančių transporto priemonių. Pavyzdžiui, ar žinote, kad dauguma automobilių Brazilijoje gali naudoti etanolį? O štai 1957 metais pristatyta Ford Nucleon koncepcija demonstravo atominį ateities automobilį.
Istoriškai egzistavo dviejų rūšių automobiliai, kurie galėjo būti varomi malkomis. Visų pirma, tai buvo mašinos su garo varikliais. Tiesa, garo automobiliai dažniau buvo varomi skystu kuru, o malkomis ar anglimi dažniau kūrenti dideli traktoriai, dirbę kelių statybose, kalnakasyboje ar miškuose.
Beje, įdomus faktas – garo automobiliai savo populiarumo viršūnę pasiekė jau po Benz Patent-Motorwagen pasirodymo 1886 metais. Garo variklių technologija jau buvo gerai išvystyta lokomotyvuose, o 19 amžiaus pabaigoje – 20 amžiaus pradžioje ją pavyko efektyviai perkelti ir į automobilius. Didžiausi garo automobilių gamintojai būtent tuo metu pasiekė savo produktyvumo piką.
1908 metais pasirodęs Ford Model T konkuravo ne su kitais vidaus degimo variklius turinčiais automobiliais, o su garo automobiliais ir elektromobiliais. Žmonės įtariai žiūrėjo į vidaus degimo variklius ir dėl to, kad juos buvo sunku ir net pavojinga užvesti. Model T pigumas ir vėliau paplitęs elektrinis starteris buvo paskutinės vinys į garo automobilių karstą. Bet vis tiek, paskutinis garo automobilių gamintojas Doble užsidarė tik 1930 metais.
Bet šis straipsnis nėra apie garo automobilius. Egzistuoja ir kitokių malkomis kūrenamų automobilių.
Kada automobiliai pradėti kūrenti malkomis?
Kalbėdami apie malkomis kūrenamus automobilius įprastai galvojame apie medienos dujomis varomas mašinas su vidaus degimo varikliais. Nes niekas neprisimena tų kelių labai retų garo automobilių, į kuriuos buvo galima švystelti semtuvą akmens anglies ar kelias malkas.
Gamtinės dujos – tos, kurios yra išgaunamos gręžiniuose – Kinijoje naudotos dar prieš maždaug 2400 metų. Tačiau platesnis, sistemingas jų naudojimas įsibėgėjo tik 20 amžiaus ketvirtajame dešimtmetyje. Iki to laiko pramoninėse šalyse dažnai naudotos didelėse gamyklose sukurtos anglies arba medienos dujos, išgautos kaitinant biomasę mažai deguonies turinčioje aplinkoje.
Pirmąjį praktišką medienos dujų gamybos procesą 1785-1786 metais sukūrė ir apšvietimui pritaikė prancūzas Philippe Lebonas. Devynioliktame amžiuje vadinamosios miesto dujos jau buvo dažnai naudojamos boileriams kaitinti pramoniniuose garo varikliuose. Apie 1900 metus jau daug miestų, ypač JAV, Jungtinėje Karalystėje ir Vokietijoje, tiekė medienos ar anglies dujas ir į kai kuriuos gyvenamuosius rajonus.
1901 metais britas Thomas Hugh Parkeris, garsėjęs savo automobilių inovacijomis, pritaikė medienos dujas vidaus degimo varikliui. Šis išradimas nepaplito dėl kelių priežasčių, bet pagrindinė jų – kompleksiškumas. Kaip ką tik skaitėte, tuo metu garo automobiliai ir taip buvo populiaresni nei mašinos su vidaus degimo varikliais, o medienos dujos buvo dar viena papildoma sudėtingos dėlionės detalė.
Viskas pasikeitė, kai žmonija pasinėrė į didžiausią ginkluotą konfliktą savo istorijoje. Antrojo pasaulinio karo metu strateginės žaliavos buvo labai ribojamos, todėl daug kur civiliams trūko degalų – benzinas keliavo į karinę techniką. Dėl to 1942 metais Prancūzijoje jau važinėjo apie 65 tūkstančiai medienos dujas deginančių automobilių (daug jų – sunkvežimiai ir autobusai). Švedijoje, kuri gyventojų skaičiumi yra daug mažesnė, šis skaičius buvo dar didesnis. Medienos dujomis varomi automobiliai buvo labai populiarūs ir Suomijoje, Vokietijoje, Šveicarijoje ir kitose Europos šalyse.
Po karo medienos dujomis varomų automobilių populiarumas greitai išblėso, nes benzinas tapo prieinamas ir pigus, o malkomis kūrenami automobiliai yra sudėtingi ir kaprizingi. Bet visiškai jie neišnyko. Susidomėjimas šia technologija po aštuntojo dešimtmečio naftos krizės buvo netgi pakilęs. Šiaurės Korėjoje ir dabar galima pamatyti traktorių, sunkvežimių ar autobusų su medienos dujų generatoriais. Mobilūs medienos dujų generatoriai yra pastebimi ir Rusijoje bei Kinijoje. Su jais eksperimentuoja ir entuziastai visame pasaulyje.
Malkomis kūrenamas, bet varomas dujomis
Negalima nusisamdyti nykštuko, kuris po truputį smulkintų pjuvenas ir jas bertų į variklio cilindrų degimo kameras. Kaip minėta, malkomis varomi automobiliai iš tikrųjų yra varomi dujomis ir turi įprastus vidaus degimo variklius. Visi medienos dujas naudojantys automobiliai yra tiesiog modifikuotos benzininės mašinos. Daug medienos dujų generatorių buvo montuojami į priekabas ar šalia kabinos.
Supaprastintai medienos dujų generavimą varikliams galima apibūdinti kaip trijų etapų procesą. Pirmasis etapas – pirolizė. Tai – medžiagų skilimas karštoje ir mažai deguonies turinčioje aplinkoje. Tai vyksta specialioje kameroje, kurioje biokuras (mediena, šiaudai), aukštoje temperatūroje verčiamas anglimi ir medienos dujomis.
Medienos dujų generatorių yra įvairių. Kai kurie turi atskirą krosnelę, kuri kaitina sandarią pirolizės kamerą su biokuru. Tačiau populiaresni generatoriai suderina šias dvi funkcijas viename metaliniame inde, kur tas pats biokuras ir deginamas karščiui, ir konvertuojamas į medienos dujas. Tokio generatoriaus pavyzdį matote schemoje.
Svarbiausia, kad mediena negali būti iš karto visiškai sudeginama kaip kokiame židinyje. Biokuras verčiamas dujomis ir anglimi, o tada ta anglis deginama karščiui, kad procesas tęstųsi. Išsiskyrusios medienos dujos neužsidega, nes šioje kameroje beveik nėra deguonies.
Antrasis etapas – aušinimas. Ant medienos dujomis varomų automobilių dažnai matomi papildomi radiatoriai, kurie aušina dujas prieš joms tęsiant kelionę. Trečiasis etapas – filtravimas, kuris reikalingas, nes medienos dujų generavimo procesas sukuria nemažai šalutinių produktų (suodžių, dervų), kurie gali pakenkti vidaus degimo varikliui.
Galiausiai iš medienos karščiu ištrauktos dujos keliauja į vidaus degimo variklį, kuris dirba gana įprastai, tarsi degintų benziną. Tiesa, galios sumažėjimas yra pastebimas, nes medienos dujose tiesiog nėra tiek daug energijos.
Tai – labai supaprastintas paaiškinimas. Karštis mažai deguonies turinčioje aplinkoje skaido biokurą į anglį ir dujas, tuomet jos aušinamos, filtruojamos ir naudojamos vidaus degimo variklyje. Tiesa, egzistuoja keli skirtingi medienos dujų generatorių tipai, bet kai žmonės pasakoja apie malkomis varomus automobilius, jie tikriausiai įsivaizduoja kažką tokio.
Kaip galite įsivaizduoti, medienos dujomis varomi automobiliai yra siaubingai neefektyvūs. Kaip gali būti kitaip? Juk jiems reikalingas kuras, kad jie pasigamintų degalus vidaus degimo varikliui. Energiniai nuostoliai patiriami ir dujų generatoriuje, ir variklyje – didžioji dalis malkų virsta karščiu, kuris iššvaistomas. Be to, suodžiai ir dervos randa būdų ką nors sugadinti (dažniausiai vožtuvus), todėl malkomis varomiems automobiliams reikia labai daug priežiūros. Po karo daug medienos dujomis varomų automobilių buvo konvertuoti, kad vėl degintų paprastą benziną.
