AJONEUVOON ASENNETTAVAN PUUKAASUTTIMEN RAKENNUSOHJEET Saatavana ohjekirja, joka kuvaa kokonaisvaltaisesti puukaasukäyttöisen ajoneuvon käyttämistä liikenteessä perustuen 15 vuoden ja yli 110 000 km käyttökokemuksiin. Ohjekirjassa on esitetty täydelliset kuvan mukaiseen Lincolniin asennetun puukaasujärjestelmän piirustukset ja tämän pohjalta suunniteltujen kahden samantyyppisen pienemmän puukaasuttimen ja pellettipolttoaineelle tarkoitetun puukaasuttimen piirustukset. Piirustukset sisältävät eri kaasuttimissa tarvittavien osien valmistuspiirustukset ja moottorin viritysohjeet. Kuvan mukaisia kaasutinlaitteistoja on valmistettu piirustusten mukaan kaksi täydellistä laitteistoa ja osien yhteensopivuus sekä laitteiston toiminta on näin voitu käytännössä varmistaa. Autolla on ajettu juhannuksen 2006 jälkeen 30 000 km turpeen voimalla ja se on osoittautunut kaikin puolin toimivaksi kokonaisuudeksi. Kirja on käsin sidottu, A4 -kokoinen ja siinä on 301 sivua. Kehitetyn puukaasujärjestelmän keskeiset piirteet ovat: Koettu rakenne, joka pohjautuu yli 110 000 puukaasun voimalla ajetun kilometrin matkalla kertyneisiin käyttökokemuksiin 1994-2008. Helppohoitoinen, 1000 km huoltoväli. Laitteiston voi valmistaa itse. Vedenerotus, joka sopii kaikkiin autoihin. Toimii sekä puu- että turvepohjaisella polttoaineella. Tämä ohjekirja on asiaan perehtyneen asiantuntijan, ei vain pelkän kirjoittajan laatima. Kirja on laadittu ammattitaidolla ja kiinnostuksella sekä itse aiheeseen että kirjan tekemiseen. Vesa Mikkonen OHJEKIRJA ON LUOTTAMUKSELLINEN JA TARKOITETTU Kirkkokatu 5 VAIN HENKILÖKOHTAISEEN KÄYTTÖÖN 44120 ÄÄNEKOSKI Ei ole lainattavissa kirjastoista Puh. 050 5987 382 vesa.mikkonen(at)ekomobiili.fi Sisällysluettelo kansikuvan alla
KIRJAN SISÄLLYSLUETTELO (Päivitetty 28.8.2008) JOHDANTO...1 AJONEUVOJEN TEKNISET MÄÄRÄYKSET...2 KATSASTUS- JA VEROMÄÄRÄYKSET...2 PAKOKAASUMÄÄRÄYKSET...3 TURVALLISUUSNÄKÖKOHTIA...4 PUUKAASUTTIMEN ASENTAMINEN AJONEUVOON...6 KAASUTINLAITTEIDEN KÄYTTÖ JA HUOLTO...6 SIJOITTAMINEN KIINTEÄSTI AJONEUVOON...6 PUUKAASULAITTEIDEN ASENTAMINEN PERÄVAUNUUN...8 Ajokorttimääräykset...8 Perävaunua koskevia määräyksiä ja rakennesuosituksia...8 KAASUTINLAITTEIDEN KIINNITTÄMINEN...13 SUOSITUKSIA VALITTAVAKSI AUTOKSI...14 PUUKAASUAUTON KÄYTTÖ...19 ESIVALMISTELUT...19 ESILÄMMITYS...19 MOOTTORIN KÄYNNISTÄMINEN...22 AJO PUUKAASUKÄYTTÖISELLÄ AUTOLLA...22 PYSÄKÖINTI AJON JÄLKEEN...24 PYSÄKÖINTI AJON JÄLKEEN...24 SOVELTUVAT POLTTOAINEET...25 POLTTOAINEIDEN LÄMPÖARVO JA KEMIALLINEN KOOSTUMUS...25 POLTTOAINEEN LAADUN MERKITYS...26 PILKE...27 TURVE...28 HAKE...29 HIILI...30 POLTTOAINEEN KULJETUS...30 POLTTOAINEVARAT SUOMESSA...31 Puun ja turpeen energiavastaavuus bensiininä...31 Puun kasvu ja käyttö Suomessa...31 KAASUTUKSEN TEORIA...32 KAASUTTIMESSA TAPAHTUVAT REAKTIOT...32 KAASUN PALAMINEN JA SAATAVA TEHO...33 VAIKUTUSMAHDOLLISUUDET KAASUN LAATUUN...35 MOOTTORITEHO JA VAIKUTS SUORITYSKYKYYN...37 MOOTTORITEHON ARVIOINTI AUTON POLTTOAINEEN KULUTUKSEN PERUSTEELLA...37 MOOTTORIN TEHON MÄÄRITTÄMINEN PUUKAASUKÄYTÖSSÄ...37 TUULEN VAIKUTUS SUORITUSKYKYYN...39 PUUKAASUTTIMEN RAKENTAMINEN...40 YLEISIÄ RAKENTELUUN LIITTYVIÄ ASIOITA...40 TEKNINEN TOTEUTUS...42 MATERIAALISUOSITUKSET...42 Ruostumattomien terästen kestävyyden perusteet...42 Ruostumattomien terästen hitsaaminen...43 Puukaasuttimeen soveltuvat materiaalit...44 KAASUTTIMEN OSIEN PINTAKÄSITTELY, PUHDISTUS JA KIILLOTUS...46 KAASUTTIMEN ULKOPINNAN PUHDISTUS KÄYTÖN AIKANA...47 SÄHKÖISTYS...47 PÄÄLAITTEET...49 SYTYTYS JA KAASUTTIMEN ESILÄMMITYS...49 Käynnistystuuletin...49 Sytytys...50 POLTTOAINESÄILIÖ...51
Polttoainesäiliön mitoitus ja rakentaminen...51 Esikuivattavan polttoainesäiliön toiminta...53 Ei-esikuivattavan polttoainesäiliön toiminta....54 TULIPESÄ...55 Tulipesän mitoitus...55 Ilmasuuttimet...60 Tulipesärengas...62 Arina...63 Arinan puhdistus...64 Ilman johtaminen polttovyöhykkeeseen...67 KAASUN PUHDISTUS...68 Kaasun puhdistuksen merkitys ja vaihtoehdot...68 Pyörrepuhdistus (Vaihtoehtoinen menetelmä)...68 Pesu vedellä käyttäen täytekappalepesuria...69 Suodatus tekstiilikankaalla...70 Kuumasuodattimen rakenne ja kokoaminen...71 Suodattimen puhdistus...74 Suodatinmateriaalin saatavuus...76 Suodattimen toimintalämpötilan mitoitus...76 Pesu ja jäähdytys...78 Toisiosuodatus varmuussuodattimena...81 Veden erotus kaasusta ja esilämmitys...82 KAASUN JA ILMAN SEOSSUHTEEN HALLINTA...86 Tekninen toteutus...86 Seossuhteen säätö...88 Bensiinijärjestelmän kytkentä kaasunsekoittajaan...93 Seossuhteen merkitys ja moottorin hyötysuhde...93 PUTKISTOT...94 Mitoitus ja materiaalit...94 Putkien vesitys ja lauhteen aiheuttamien ongelmien ehkäisy...94 Putkien kiinnitys ja liitokset...96 YHTEENVETO PERUSMITOITUKSESTA...96 MOOTTORIIN TEHTÄVÄT MUUTOKSET...98 BENSIINIMOOTTORIEN SOVITTAMINEN PUUKAASUKÄYTTÖÖN...98 Täytösasteen parantaminen...98 Sytytyksen ajoituksen säätö ja sytytyshäiriöiden poisto...100 Puristussuhteen nostaminen...101 Perusviilaus...101 Nokka-akseli ja venttiilin ajoitus...102 Palotilan muotoilu ja vaikutus kaasun palamiseen...102 Venttiilien jumiutumisen estäminen...103 Imukanaviston likaantumisen estäminen...105 Moottorin jäähdytys...106 Bensiinillä käyttäminen...107 DIESELMOOTTORIT...109 AHTAMINEN...111 Ahtamisen merkitys ja edellytykset...111 Tehollinen puristussuhde ahdetussa moottorissa...112 Seossuhteen hallinta ja ahtimen kytkentä moottoriin...112 YHTEENVETO MOOTTORIN VIRITYSTOIMISTA...115 AUTOON TEHTÄVÄT MUUTOKSET...115 JOUSITUKSEN VAHVISTAMINEN...115 AUTOMAATTIVAIHTEISTON SÄÄTÄMINEN PUUKAASUKÄYTTÖÄ VARTEN...116 KAASUTTIMEN TOIMINNAN SEURAAMINEN...118 EPÄPUHTAUKSIEN NORMAALI ESIINTYMINEN KAASUJÄRJESTELMÄN ERI VAIHEISSA...118 MOOTTORI...119 KEHITTIMESTÄ TULEVAN KAASUN LÄMPÖTILA...120 KAASUTTIMEN SISÄINEN ILMAVUOTO...121 KAASUN PALAMINEN VAPAASTI ILMASSA...121 KAASUN VÄRI...122 KAASUTTIMEN IMUVASTUS...122 KAASUN HIILIDIOKSIDIPITOISUUDEN MITTAAMINEN...124 ENSIMMÄISEN LÄMMITYKSEN SUORITTAMINEN...125
HUOLTO...126 SÄÄNNÖLLISESTI HUOLLETTAVAT KOHTEET...126 SATUNNAISTA HUOLTOA VAATIVAT KOHTEET...126 VALMISTAUTUMINEN HUOLTOON...129 MUODOSTUVAT JÄTTEET JA NIIDEN KÄSITTELY...129 TUHKA...129 LAUHTEET...130 TARVITTAVAT MUKANA KULJETETTAVAT VÄLINEET...131 KANSIEN VALMISTAMINEN...132 TYÖMENETELMIÄ SIISTIN LOPPUTULOKSEN AIKAANSAAMISEKSI...134 ASENNUS JA YLEISRAKENNE...134 SIISTIN REIÄN TEKEMINEN KULMAHIOMAKONEELLA...134 HITSAUKSEN VETÄMISEN HALLINTA...134 TANGENTIAALISEN SISÄÄNTULON LEIKKAAMINEN...135 PUTKEN KOHTISUORA KATKAISU...135 VANHA SORVI ON HYVÄ APUVÄLINEN VALMISTETTAESSA YKSITTÄISIÄ KAPPALEITA...135 REI ITYKSEN JAKAMINEN PORATTAVAAN LAIPPAAN...136 POHJAKALOTIT...136 TURVALLISUUS...137 HÄKÄMYRKYTYKSEN SYNTYMINEN JA OIREET...137 ENSIAPU...137 HÄKÄMYRKYTYKSEN VÄLTTÄMINEN...137 PUUKAASULAITTEIDEN SOVELTAMINEN PAIKALLISKÄYTTÖÖN...138 PUUKAASUTTIMEN HYÖTYSUHDE JA LAITTEISIIN TEHTÄVÄT MUUTOKSET...138 MOOTTORISTA SAATAVA TEHO PUUKAASUKÄYTÖSSÄ...139 MUUT VAIHTOEHDOT PUUKAASUN MUKANA KULJETTAMISEKSI...140 PUUKAASUN PURISTAMINEN PAINESÄILIÖIHIN...140 PUUKAASUN NESTEYTTÄMINEN KYLMYYDEN AVULLA...140 LAITTEIDEN KEHITYS JA SUORITETUT MUUTOKSET...140 ENSIMMÄISEN PUUKAASUAUTON RAKENTAMINEN JA ALKUVAIKEUDET...140 BUICKIN KAASUTTIMEN KEHITYS...142 2003 2006 KOKONAAN UUDELLEEN SUUNNITELTU JA RAKENNETTU PUUKAASUAUTO...144 Kaasutinlaitteistoon tehdyt parannukset...144 Auto...145 PELLETTIKAASUTUKSEN ERITYISPIIRTEET...146 ONGELMAT PELLETTIKAASUTUKSESSA...146 PELLETTIEN LAATUVAATIMUKSET...146 RAKENTEELLISET MUUTOKSET PELLETTIKAASUTTIMESSA...146 Ilmasuuttimet ja polttovyöhyke...146 Arina puupelletti polttoaineelle...148 Polttoainetila pellettikäyttöön...149 PELLETTIKAASUTTIMEN HYVÄT JA HUONOT PUOLET...150 VAIHTOEHTOISET TEKNIIKAT ENERGIANLÄHTEEKSI...151 BIOKAASU...151 BIODIESEL...151 ETANOLI...151 HISTORIA...152 TEKNIIKAN KEHITTYMINEN JA KAASUTUKSEN HYÖDYNTÄMINEN...152 Kaasumoottorikokeiluista teollisuuden voimanlähteeksi...152 Kaasu ajoneuvojen polttoaineena...153 SOTA-AIKAISET AJONEUVOISSA KÄYTETYT KAASUTINLAITTEET...156 Materiaalit ja rakenne...156 Hiilikaasuttimet...156 Puuta polttoaineena käyttävät kaasuttimet...157
NÄKEMYKSIÄ PUUKAASUN KÄYTÖN TULEVAISUUDESTA...159 ASEMA SUHTEESSA ÖLJYPOHJAISIIN POLTTOAINEISIIN...159 PUUKAASU JA UUSIUTUVAT VAIHTOEHTOISET ENERGIANLÄHTEET...160 TERMIEN SELITYKSIÄ JA KÄYTETTYJÄ LYHENTEITÄ...164 KIRJALLISUUS...165 TEKNINEN KUVAUS RAKENNETUSTA PUUKAASUAUTOSTA...166 KÄYTTÖOHJE...168 KAASUTTIMEN SYTYTTÄMINEN...168 MOOTTORIN KÄYNNISTÄMINEN...168 AJO...168 PYSÄKÖINTI AJON JÄLKEEN...169 BENSIINILLÄ AJO...169 KAASUTTIMEN KOKOLUOKAN VALITSEMINEN...169 SUUNNITELMIEN PERUSTA...169 YLEISIÄ KOKOON VAIKUTTAVIA TEKIJÖITÄ...170 SUURI KAASUTIN (L)...170 KESKIKOKOINEN KAASUTIN (M)...170 PIENI KAASUTIN (S)...171 MAHDOLLISUUDET LAITTEISTON YKSINKERTAISTAMISEKSI...171 MATERIAALITAULUKOT ERIKOKOISILLE KAASUTTIMILLE...172 VAIPPAPELTIEN MITAT JA NIIDEN PAINOT...172 REUNARENKAAT...173 KAASUTTIMIIN TARVITTAVA MATERIAALI JA PAINOVERTAILU...174 SUURI PUUKAASUTIN 6 8 LITRAN MOOTTOREILLE (L)...175 PÄÄLAITTEIDEN SIVUPROJEKTIOT (L)...175 KAASUTTIMEN KOKOONPANO (L)...176 TULIPESÄN RAKENNE...177 KAASUNKEHITIN, OSIEN KESKINÄINEN ASEMA JA SUUNNAT (L)...178 KAASUTTIMEN ALAOSA (L)...179 ILMANSIIRTOYHTEEN ASENNUS TULIPESÄÄN (L)...180 KAASUTTIMEN ALAOSA, OSIEN KESKINÄISET ASEMAT (L)...181 KAASUTTIMEN ALAOSA, KAASUN ULOSTULOYHTEEN ASENNUS (L)...182 KAASUTTIMEN ALAOSAN HALKILEIKKAUS (L)...183 POHJAKALOTIT SUODATTIMEEN JA KAASUTTIMEN POHJAAN (L)...184 ESIKUIVATTAVA POLTTOAINETILA (L)...185 POLTTOAINETILAN POHJAKARTIO (L)...186 POLTTOAINETILA, YLÄPÄÄN REUNUS (L)...187 POLTTOAINETILAN KANSI JA JOUSEN KIINNIKE (L)...188 POLTTOAINETILAN KANSI, LUKITUSMEKANISMI (L)...189 TULIPESÄN KOKOONPANOPIIRROS...190 TULIPESÄ (L)...191 ARINA (L)...192 ARINAN PUHDISTIN (L)...193 KESKIKOINEN KAASUTIN 3 6 LITRAN MOOTTOREILLE (L)...194 TULIPESÄ (M)...194 ARINA (M)...195 KAASUTTIMEN KOKOONPANO (M)...196 KAASUTTIMEN ALAOSA (M)...197 POLTTOAINETILA JA POHJAKARTIO (M)...198 POLTTOAINETILAN YLÄPÄÄN REUNUS (M)...199 PIENI KAASUNKEHITIN 2-3 LITRAN MOOTTOREILLE (S)...200 TULIPESÄ (S)...200 ARINA (S)...201 KAASUTTIMEN KOKOONPANO (S)...202 KAASUTTIMEN ALAOSA (S)...203
EI-ESIKUIVATTAVA KAASUTIN KUIVALLE PUULLE...204 EI-ESIKUIVATTAVAN KAASUTTIMEN KOKOONPANOPIIRROS (S)...204 POLTTOAINETILAN YLÄPÄÄN REUNUS EI-ESIKUIVATTAVAAN KAASUTTIMEEN (S)...205 PELLETTIKAASUTIN 2-4 LITRAN MOOTTOREILLE (P)...206 PELLETTIKAASUTIN, KOKOONPANO JA MITAT (P)...206 ARINA PUUPELLETEILLE (P)...207 ARINAN PUHDISTUSMEKANISMI (P)...208 OHJAINLAAKERI ARINAN PUHDISTINMEKANISMILLE (P)...209 ARINANPUHDISTIMEN AKSELI (P)...210 ILMANSIIRTOYHDE (P, S)...211 KAASUTTIMEN VAIPAN LAIPAT (P)...212 KAASUN SUODATIN...213 SUODATIN PÄÄLTÄPÄIN (L)...213 SUODATTIMEN OSIEN SUHTEELLISET ASEMAT ULKOKUORELLA (L)...214 SUODATIN ASTIA (L)...215 SUODATIN ASTIA (M)...216 SUODATIN ASTIA (S)...217 SUODATTIMEN LÄMPÖSUOJA (M & L)...218 SUODATINELEMENTIN RUNKOLEVY (M & L)...219 SUODATINELEMENTIN RUNKOLEVY (S)...220 SUODATINELEMENTIN REUNUS...221 SUODATTIMEN OMPELU...222 SUODATTIMEN TUKIJOUSET...223 KAASUN JÄÄÄHDYTYS...224 JÄÄHDYTTIMEN PUTKET (L)...224 KAASUN JÄÄHDYTIN, OSIEN SUHTEELLISET ASEMAT...225 JÄÄHDYTTIMEN ALAPÄÄ (M & L)...226 KAASUN JÄÄHDYTIN (S)...227 JÄÄHDYTTIMEN ALAPÄÄ (S)...228 SEKALAISIA YHTEISIÄ OSIA KAIKKIIN KAASUTTIMIIN...229 APULAITEET...229 Arinanpuhdistimen moottorinkiinnike...229 Arinanpuhdistimen käyttömoottori ja hammaspyörän asennus...230 Työkalulaatikko, tavarahylly ja propaanikäyttöinen kaasuttimen sytytin...231 Tuhkalaatikko...232 Käynnistyspuhallin...233 Käynnistyspuhaltimen siivikko...234 Käynnistyspuhaltimen siivikon keskiökappale...235 Tärpättikäyttöinen kaasuttimen sytytin...236 Kaasun sekoitin (Lincoln 400 cid) ja ilman pulssitusventtiili...237 Kaasuläppä ja laippa moottorin imusarjaan (Lincoln)...238 Kaasuläpän akseli (L)...239 Kaasun- ja ilmansekoitin (GM:n täysikokoiset 80 luvun henkilöautot)...240 TUKIJALAT...241 Jalkojen asennuksen periaate...241 Erikokoisten tukijalkojen leikkaus (S, M, L)...242 Tukijalat kaasunjäähdyttimeen (S, M & L)...243 KONEISTETTAVAT OSAT...244 Ilmasuuttimet...244 Tuhkaluukut...245 Keskusputken kierrekappaleet...246 Keskusputken kiinnityskappale suodatinelementtiin (M & L)...247 Keskusputken kiinnityskappale suodatinelementtiin (S)...248 Kaasun ulostuloyhde kaasuttimesta (S, M & L)...249 Arinan puhdistinmekanismi, ohjain ja akseli pieneen kaasuttimeen (S)...250 Arinan puhdistinmekanismi, ohjain ja akseli (M & L)...251 Ilmansiirtoyhde...252 Jäähdytinputkien päätylaipat (M & L)...253 Jäähdytinputkien päätylaipat (S)...254 Laippa kaasun sisäänmenoputkelle jäähdyttimen (S, M & L)...255 Osaluettelo päälaitteiden valmistuksessa tarvittavista erikoisosista...257 Polttoleikattavia reunarenkaita suureen kaasuttimen (L)...258
KAASUPUTKET...259 PUTKISTON OSIEN OSALUETTELO JA KONEISTETTAVIEN OSIEN AIHIOT (L)...259 PUTKI JÄÄHDYTTIMELTÄ ETEEN (L)...260 PUTKI KAASUTTIMELTA SUODATTIMEEN (L)...261 PUTKI SUODATTIMELTA JÄÄHDYTTIMELLE, POISTOKAASUPUTKI JA LAUHDEPUTKI (L)...262 PERÄVAUNU SUURELLE JA KESKIKOKOISELLE KAASUTTIMELLE...263 PERÄVAUNUN TAKAPROJEKTIOT (M & L) KAASUTTIMILLE...263 PERÄVAUNUN RUNKO...264 LAITTEIDEN KIINNITYSPISTEET RUNGON PÄÄLLÄ...265 SUODATTIMEN KIINNITYSPISTEET RUNGON PÄÄLLÄ...266 RUNGON SIVUPALKKI (VASEN)...267 VETOAISA JA RUNGON VAHVIKKEET...268 TAKIMMAINEN POIKITTAISPALKKI...269 KESKIMMÄINEN POIKITTAISPALKKI...270 KOLMIOMAINEN KEULA...271 KOLMIOMAISEN KEULAN KOKOONPANO...272 TAVARATILAN TAKASEINÄ...273 TAVARATILAN PYSTYTOLPAT...274 ISKUNVAIMENTIMEN KIINNIKKEET...275 JOUSIEN JA PUSKURIN KIINNIKKEET...276 JOUSIEN KIINNITYS AKSELIIN...277 PYÖRÄNNAVAN NAPAPISTEEN SIIRTO...278 PYÖRÄN KIINNITYS AKSELIIN...279 TAVARATILAN REUNUS...280 TAVARATILAN KANNEN REUNUS JA SARANAT...281 VANERISEINÄT, VANEREIDEN ASENNUS...282 LOKASUOJAT JA SIVUPANEELIT...283 TAKALAUTA...284 SÄHKÖKYTKIMIEN SUOJUS...285 AKKULAATIKKO JA VESIASTIAN KIINNIKE...286 KAASUTTIMEN JA PERÄVAUNUN SÄHKÖISTYSKAAVIO...287 VAIHTOEHTOISIA RATKAISUA...288 KAASUNPUHDISTUS VESIPESURILLA...288 NESTETOIMINEN KAASUN JÄÄHDYTYS LÄMMÖNVAIHDIN (S, M & L)...289 MÄRKÄSUODATIN TOISIOSUODATTIMEKSI...290 PYÖRREPUHDISTIN VÄLIJÄÄHDYTTIMEKSI...291 PYÖRREPUHDISTIN HIUKKASTEN EROTTAMISTA VARTEN...292 VEDENEROTIN, VAIHTOEHTOINEN MENETELMÄ...293 Poikkileikkaus ja sivuprojektiot...293 Vedenerotin, halkileikkaus...294 Vedenerotin, vahvikkeet...295 KAASUN SEKOITIN DIESEL/KAASU KÄYTTÖÄ VARTEN...296 KAASUN PUHDISTUS VESIPESUMENETELMÄLLÄ (VAIHTOEHTOINEN MENETELMÄ)...297 LIITTEET...298 LÄMMÖNSIIRTO KAASUN JA METALLIPINNAN VÄLILLÄ...298 VEDEN HÖYRYNPAINE...299 RUOSTUMATTOMAT TERÄSLAADUT...300 TÄMÄN TEOKSEN JULKAISUSSA OVAT AVUSTANEET...301