Как переделать печку от запорожца на газ – советы экспертов по переделке отопителя
Как правильно переделать печку от Запорожца на альтернативное топливо — газ
Владельцам автомобилей марки ГАЗ порой приходится сталкиваться с некоторыми неудобствами, напрямую связанными с частыми отказами печки, которая работает на бензине. Так вот именно в таких ситуациях автовладельцам и приходится думать, как переделать печку от Запорожца на газ.
Для того чтобы сделать отопитель ЗАЗ на газу нужно сначала купить газовый баллон на 5 литров, типа «Балтика», его обычно применяют для автономной подачи к кухонной плите газа. Впрочем, подойдет и любой другой бытовой баллон, самое главное, чтобы резьба на его горлышке полностью совпала с резьбой редуктора и была левой. Запорожская печка на газу предусматривает наличие двух баллонов, причем запасной баллон придется положить в багажный отсек машины, а что касается рабочего баллона, то его придется расположить на месте ног пассажира переднего сиденья, ведь при низких температурах газ почти не испаряется.
Чтобы подключить отопитель Запорожца на газу нужно сначала отсоединить от поплавковой камеры трубку подачи горючего. Если автомобилист желает получить высокую производительность печки, то ему необходимо навернуть на трубку специальную запорную часть, она имеет острый конус и представляет собой иглу. Эта запорная часть позволит газу плавно проходить в зону сгорания. Надо подчеркнуть, что базовое дроссельное отверстие подачи горючего в печку ЗАЗ является слишком маленьким со своим диаметром в 0,4 мм, поэтому регулярно вызывает закупоривание отверстий фильтра. Чтобы переделать печку от Запорожца на газ, придется рассверлить жиклер для впуска альтернативного топлива, то есть газа до диаметра в 1,2 мм. При этом другой конец шланга придется соединить при помощи штуцера с газовым баллоном.
Переделка печки автомобиля ЗАЗ на газ производится и с изменением способа розжига топлива, так как для газа предпочтительнее использовать именно электроискровой способ.
Для такого розжига придется самостоятельно изготовить специальный прибор с мультивибратором. Такое устройство будет выдавать довольно мощные искры, частота которых составит 2-4 раза/сек и они смогут воспламенить газ даже при минусовой температуре. В качестве основы прибора необходимо взять свечу зажигания с авто резьбой М18*1,5МВт. С изолятора придется удалить металлическую часть, оставить следует лишь центральный электрод. Затем изолятор придется обточить до 17,5 мм. Для закрепления свечи в гнезде необходимо в качестве испарителя использовать кожух, а также уплотнитель (медную шайбу) свечи накалывания. Эта свеча считается универсальной для любых приборов розжига газа, которые изготавливаются за разными схемами. Что же касается размеров устройства для розжига, то ориентироваться нужно на корпус реле стартера, где оно должно поместиться.
На последнем этапе печка от Запорожца на газу подключается к изготовленному прибору, только предварительно следует отключить запорный клапан и бензонасос.
Только после всего этого можно открывать подачу газа.
22.04.2015
Как сделать печку ЗАЗ на газе своими руками
Отопительную систему на автомобилях ЗАЗ, или просто Запорожцах, точно нельзя назвать идеальной. Она работает на бензине, как и сам двигатель этого транспортного средства. При этом достаточно часто оборудование выходит из строя.
Частый отказ печки заставляет автомобилистов задуматься о том, чтобы перевести устройство на альтернативное топливо, в качестве которого будет выступать газ.
Печка от Запорожца может использоваться на самом автомобиле марки ЗАЗ, так и в различных других машинах, и для разных целей. Это уже напрямую зависит от потребностей и поставленных задач автомобилиста.
Нюансы работы печки на газе
Заинтересованность автомобилистов в схеме печки ЗАЗ на газу можно легко объяснить. Это альтернативный и более доступный вид топлива, который обеспечивает лучшую работу отопителя при меньших затратах самого горючего.
Сама доработка заключается в том, чтобы изначально бензиновая печка могла работать на альтернативном топливе. Причём довольно часто подобная переделка или доработка с относительной лёгкостью выполняется своими руками.
Отопитель ЗАЗ до переделкиДля питания модернизированного отопителя потребуется новый и качественный газовый баллон, перед тем как переделать печку. Обычно хватает баллона объёмом 5 литра производства компаний Балтика или их достойные аналоги. Используется газовый баллон, который часто можно встретить в составе автономного питания кухонной плиты.
Хотя практика наглядно показывает, что печка от Запорожца на газу прекрасно функционирует в паре с любым хорошим бытовым баллоном, вне зависимости от производителя или объёма. Тут куда большее значение играет резьба.
Выбирая баллон, обратите особое внимание на резьбу, которая располагается непосредственно на горлышке. В случае переделки печки от ЗАЗ на газ резьба обязательно должна быть левой и непременно обязана полностью совпадать с имеющейся резьбой на редукторе.
Иначе придётся вносить слишком много изменений, и всё это повлечёт за собой неприятные последствия. Баллон подобрать не сложно. Об этом скажут все, что дорабатывал свой отопитель от Запорожца.
Газовый отопитель ЗАЗ предусматривает использование 2 баллонов с топливом. Один идёт основной или рабочий, а второй применяется как запасной. Второй обычно укладывается непосредственно в багажный отсек.
Модернизация отопителя ЗАЗ для работы на газу С рабочим газовым баллоном всё несколько сложнее. Его рекомендуют устанавливать и фиксировать в ногах переднего пассажира, поскольку при пониженных температурах газ практически не будет испаряться. А эта модернизация влечёт за собой необходимость демонтировать переднее пассажирское кресло.При этом тех, кто только планирует проводить подобную доработку, интересует один важный вопрос. А именно продолжительность и эффективность работы отопителя, который переделывается под работу на газе. По проведённым тестам стало очевидно, что один газовый баллон объёмом 5 литров способен обеспечить непрерывный прогрев в течение 8 часов.
Причём здесь речь не идёт о минимальной мощности и самых низких оборотах отопителя.
5 литров за 8 часов выглядят куда привлекательнее того объёма бензина, который расходует запорожская печка без модернизации. Ни о какой экономии в стандартном исполнении говорить не приходится. Газ дешевле и эффективнее.
Подключение оборудования
Теперь следует детальнее рассмотреть нюансы модернизации, чтобы переделанный отопитель функционировал правильно, сжигал газ и обеспечивал подачу достаточного количества тепла. Поскольку газ относится ко взрывоопасным веществам, работать следует с максимальной осторожностью.
Переделанная для работы на газу печка ЗАЗ- Для подключения отопителя от Запорожца, который будет функционировать на альтернативном виде топлива, первым делом от поплавковой камеры следует отсоединить трубку, обеспечивающую подачу бензина.
- Если задача заключается в получении высокопроизводительной отопительной системы, тогда придётся на трубку навернуть запорный элемент. Он должен иметь острый конус и внешне представлять собой иглу.
- Такая запорная составляющая модернизированной системы обеспечит возможность уже новому виду топлива, то есть газу, плавно проникать в зону горения.
- Стандартное дроссельное отверстие, которое имеется на отопителе Запорожца и служит для подачи бензина в отопитель, является недостаточно большим. Его диаметр составляет всего 0,4 мм.
- Именно маленький диаметр отверстия часто приводит к тому, что закупориваются отверстия фильтра, и печка начинает плохо работать.
- Для переделки работы печи на газ, потребуется высверлить жиклер, и обеспечить впуск альтернативного вида горючего. Размер этого отверстия в диаметре составит 1,2 мм.
- Второй конец шланга подачи соединяется с установленным в авто газовым баллоном подходящего объёма. Для соединения используется соответствующий по размеру штуцер.
- Обязательным этапом модернизации станет изменение способа розжига. Поскольку теперь будет применяться газ, для его розжига наиболее оптимальным вариантом считается электроискровой розжиг.
- Чтобы создать указанный розжиг, своими руками нужно собрать устройство с мультивибратором. Либо его можно заказать у мастеров.
- Подобное устройство розжига характеризуется тем, что выдаёт внушительные по мощности искры.
- Важно заранее предусмотреть частоту образования искры. Тут опытные автомобилисты и те, кто уже переделывал бензиновую печку от Запорожца на газ, рекомендуют остановиться на значении 2-4 образований искры за секунду.
- При такой интенсивности срабатывания искры воспламенение газа станет возможным даже при условии, что наружная температура опустилась далеко за отметку 0 градусов Цельсия.
- Основой прибора для розжига выступает свеча зажигания. Важно выбрать подходящие параметры резьбы. А именно М18х1,5МВт.
- С изолятора полностью удаляется его металлическая часть. Остаётся лишь центральный свечной электрод.
- После этого изолятор аккуратно обтачивается, чтобы получить размер в 17,5 миллиметров.
- Фиксация свечи зажигания в гнезде осуществляется путём использования кожуха в роли испарителя, и медной уплотнительной шайбы от свечи накаливания.
- Подобный прибор для розжига считается универсальным, а потому может использоваться в разных схемах, где предусматривается необходимость воспламенения газа. Модернизированная печка от Запорожца не исключение.
- Ещё многих интересует размер устройства розжига. Здесь всё просто. Ориентироваться следует на размеры самого корпуса реле стартера. Важно, чтобы розжиг сумел в нём поместиться.
- На завершающем этапе к печке от Запорожца подключается собранный прибор. Предварительно не забудьте отключить бензиновый насос и запорный клапан.
Выполнив все предварительные и подготовительные этапы, а также закончив со сборкой обновлённого узла печки, открывается подача газа из баллона.
Газ многие считают чрезмерно опасным. Но если следовать инструкция, не нарушать схему монтажа, а также обеспечивать максимальную изоляцию, газ будет ничем не опаснее того же бензина или дизельного топлива, на котором может работать печка от ЗАЗ.
Вопрос лишь в том, где и как вы собираетесь применять переделанную запорожскую печку, функционирующую от газового баллона. Вариантов много, и каждый выбирает свой.
Печка от запорожца в газель
На чтение 11 мин. Просмотров 13 Обновлено
Как правильно переделать печку от Запорожца на альтернативное топливо – газ
Владельцам автомобилей марки ГАЗ порой приходится сталкиваться с некоторыми неудобствами, напрямую связанными с частыми отказами печки, которая работает на бензине. Так вот именно в таких ситуациях автовладельцам и приходится думать, как переделать печку от Запорожца на газ.
Для того чтобы сделать отопитель ЗАЗ на газу нужно сначала купить газовый баллон на 5 литров, типа «Балтика», его обычно применяют для автономной подачи к кухонной плите газа. Впрочем, подойдет и любой другой бытовой баллон, самое главное, чтобы резьба на его горлышке полностью совпала с резьбой редуктора и была левой. Запорожская печка на газу предусматривает наличие двух баллонов, причем запасной баллон придется положить в багажный отсек машины, а что касается рабочего баллона, то его придется расположить на месте ног пассажира переднего сиденья, ведь при низких температурах газ почти не испаряется. То есть переделка печки ЗАЗ на газ предусматривает снятие пассажирского сиденья. Один баллон газа объемом в 5 литров рассчитан на непрерывную работу печки на протяжении 8 часов.
Чтобы подключить отопитель Запорожца на газу нужно сначала отсоединить от поплавковой камеры трубку подачи горючего. Если автомобилист желает получить высокую производительность печки, то ему необходимо навернуть на трубку специальную запорную часть, она имеет острый конус и представляет собой иглу. Эта запорная часть позволит газу плавно проходить в зону сгорания. Надо подчеркнуть, что базовое дроссельное отверстие подачи горючего в печку ЗАЗ является слишком маленьким со своим диаметром в 0,4 мм, поэтому регулярно вызывает закупоривание отверстий фильтра. Чтобы переделать печку от Запорожца на газ, придется рассверлить жиклер для впуска альтернативного топлива, то есть газа до диаметра в 1,2 мм. При этом другой конец шланга придется соединить при помощи штуцера с газовым баллоном.
Переделка печки автомобиля ЗАЗ на газ производится и с изменением способа розжига топлива, так как для газа предпочтительнее использовать именно электроискровой способ. Для такого розжига придется самостоятельно изготовить специальный прибор с мультивибратором. Такое устройство будет выдавать довольно мощные искры, частота которых составит 2-4 раза/сек и они смогут воспламенить газ даже при минусовой температуре. В качестве основы прибора необходимо взять свечу зажигания с авто резьбой М18*1,5МВт. С изолятора придется удалить металлическую часть, оставить следует лишь центральный электрод. Затем изолятор придется обточить до 17,5 мм. Для закрепления свечи в гнезде необходимо в качестве испарителя использовать кожух, а также уплотнитель (медную шайбу) свечи накалывания. Эта свеча считается универсальной для любых приборов розжига газа, которые изготавливаются за разными схемами. Что же касается размеров устройства для розжига, то ориентироваться нужно на корпус реле стартера, где оно должно поместиться.
На последнем этапе печка от Запорожца на газу подключается к изготовленному прибору, только предварительно следует отключить запорный клапан и бензонасос. Только после всего этого можно открывать подачу газа.
Работая на Ниве зимой, решил обзавестись автономной печкой. Т. к. приходилось часто сидеть в машине по часу, а то и больше в мороз -15, и гонять движок. Как-то на соревнованиях в «Волене», что под Дмитровом, познакомился с мужичком на «Дефендере» длиннобазном, оборудованным автономкой на дизеле. Переодевался он, и кофий попивал в одной маечке, при приличном морозе, прям в машине – завидно стало! Вот я и подумал: «А чем нивка хуже?»
Выбор сразу пал на запорожскую печку, т. к. по паспорту бензиновая она. Предупреждая
возникающие вопросы по поводу безопасности сего девайса, скажу, что все неприятности, связанные с возгоранием авто, относятся ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО к конструктивно-бездарным решениям «светлых голов» ЗАЗа, умудрившихся совместить дренаж неиспользованного бензина с выхлопной высокотемпературной магистралью. В остальном – вещь вполне «военная», работающая на любом горючем от соляры до бензина. Разница только в «угаре», т. е. дымности и выделяемых калориях. На бензине печка даёт вполне нормальную температуру для обитания внутри сравнительно небольшого салона Нивы зимой при заглушенном движке.
Условия установки: отсутствие запасного колеса под капотом.
На левом крыле имеется выдавка под колесо. На выдавке сообразно фланцу выхлопного патрубка вырезается отверстие (определяется по месту) в подкрыльное пространство, и два отверстия под болты крепежа.
В систему топливопровода вживляется тройник от газели – отвод на электронасос (снимается со старого запора в комплекте с печкой, прокладкой фланца и хомутом обязательно!), питающий печку. С печки удаляются лишние воздушные короба (боковой и торцевой с заслонками), остаётся только задний. На полке задней стенки капота (ALER: наверное, не капота, а моторного отсека) прорезается отверстие в районе рулевой колонки под воздуховод, состоящий из Г-образной трубы с фланцем и воздуховодного патрубка, подходящего по диаметру под кожух печки. Второе отверстие глушится металлической (!) заглушкой из алюминия или жести (котёл из нержавейки внутри кожуха нагревается докрасна!). Трубы лучше использовать металлические, тонкостенные или гофру (пластик – подплавляется).
На верхней части располагается колодка проводов. Салатовый – движок с крыльчаткой, красный толстый – свеча (подключать только через шунт в заднем патрубке последовательно!), жёлтый (коричневый) – клапан подачи топлива с карба печки.
Карб печки устанавливается на полке вместо тормозного бачка, бачок ставится от 9-ки прямо на главный тормозной цилиндр (или ставить цилиндр 2108 в сборе). Трубка подачи от карба к печке удлиняется шлангом, лучше армированным, лучше внатяг, чтобы обеспечить самотёк топлива, или, лучше всего, удлинением медной трубки (можно использовать тормозные медные).
Провода подключаются следующим образом: двигатель, отдельно на +,свечи через термореле (регулятор температуры пуска, винтом), через силовое реле; клапан питания – отдельно на +. При этом, если печка»заглохнет, произойдёт остывание – автоматически запустится схема запуска свечи.
Лишний бензин непосредственно дренажируется под крыло на колесо; туда же осуществляется выхлоп. Рампу верхнего рычага стоит закрыть куском резины с прорезями, чтобы газы не проникали под капот.
Глушить печку следует, выключив клапан подачи и подождав полной выработки горючего в карбе, затем выключить выключатель свечи, последним выключать движок крыльчатки (режим продувки). Иначе может произойти хлопок неотработанного горючего через всасывающее отверстие – это нехорошо.
Выключатели ставятся на торпеде или под ней на уголке в удобном месте (работу свечи хорошо контролировать лампочкой).
Плюсы: расход 300 г в час против 1.5 л движка на хх. Тепло, занимает немного места, при должном обслуживании – безотказна. С аккумулятора берёт не больше штатного вентилятора печки. Электронасос можно использовать в качестве альтернативного штатному, при отказе достаточно перекинуть шланги.
Минусы – иногда попахивает бензином (угар – значит чистить пора, разбирать), если просекает фланец выхлопушки – тоже попахивает (в общем, все запахи из под капота можно учуять, ну как, собственно, и без неё, через воздуховод печки, при движении).
Отопительную систему на автомобилях ЗАЗ, или просто Запорожцах, точно нельзя назвать идеальной. Она работает на бензине, как и сам двигатель этого транспортного средства. При этом достаточно часто оборудование выходит из строя.
Частый отказ печки заставляет автомобилистов задуматься о том, чтобы перевести устройство на альтернативное топливо, в качестве которого будет выступать газ.
Печка от Запорожца может использоваться на самом автомобиле марки ЗАЗ, так и в различных других машинах, и для разных целей. Это уже напрямую зависит от потребностей и поставленных задач автомобилиста.
Нюансы работы печки на газе
Заинтересованность автомобилистов в схеме печки ЗАЗ на газу можно легко объяснить. Это альтернативный и более доступный вид топлива, который обеспечивает лучшую работу отопителя при меньших затратах самого горючего.
Сама доработка заключается в том, чтобы изначально бензиновая печка могла работать на альтернативном топливе. Причём довольно часто подобная переделка или доработка с относительной лёгкостью выполняется своими руками.
Для питания модернизированного отопителя потребуется новый и качественный газовый баллон, перед тем как переделать печку. Обычно хватает баллона объёмом 5 литра производства компаний Балтика или их достойные аналоги. Используется газовый баллон, который часто можно встретить в составе автономного питания кухонной плиты.
Хотя практика наглядно показывает, что печка от Запорожца на газу прекрасно функционирует в паре с любым хорошим бытовым баллоном, вне зависимости от производителя или объёма. Тут куда большее значение играет резьба.
Выбирая баллон, обратите особое внимание на резьбу, которая располагается непосредственно на горлышке. В случае переделки печки от ЗАЗ на газ резьба обязательно должна быть левой и непременно обязана полностью совпадать с имеющейся резьбой на редукторе. Иначе придётся вносить слишком много изменений, и всё это повлечёт за собой неприятные последствия. Баллон подобрать не сложно. Об этом скажут все, что дорабатывал свой отопитель от Запорожца.
Газовый отопитель ЗАЗ предусматривает использование 2 баллонов с топливом. Один идёт основной или рабочий, а второй применяется как запасной. Второй обычно укладывается непосредственно в багажный отсек.
С рабочим газовым баллоном всё несколько сложнее. Его рекомендуют устанавливать и фиксировать в ногах переднего пассажира, поскольку при пониженных температурах газ практически не будет испаряться. А эта модернизация влечёт за собой необходимость демонтировать переднее пассажирское кресло.
При этом тех, кто только планирует проводить подобную доработку, интересует один важный вопрос. А именно продолжительность и эффективность работы отопителя, который переделывается под работу на газе. По проведённым тестам стало очевидно, что один газовый баллон объёмом 5 литров способен обеспечить непрерывный прогрев в течение 8 часов. Причём здесь речь не идёт о минимальной мощности и самых низких оборотах отопителя.
5 литров за 8 часов выглядят куда привлекательнее того объёма бензина, который расходует запорожская печка без модернизации. Ни о какой экономии в стандартном исполнении говорить не приходится. Газ дешевле и эффективнее.
Подключение оборудования
Теперь следует детальнее рассмотреть нюансы модернизации, чтобы переделанный отопитель функционировал правильно, сжигал газ и обеспечивал подачу достаточного количества тепла. Поскольку газ относится ко взрывоопасным веществам, работать следует с максимальной осторожностью.
- Для подключения отопителя от Запорожца, который будет функционировать на альтернативном виде топлива, первым делом от поплавковой камеры следует отсоединить трубку, обеспечивающую подачу бензина.
- Если задача заключается в получении высокопроизводительной отопительной системы, тогда придётся на трубку навернуть запорный элемент. Он должен иметь острый конус и внешне представлять собой иглу.
- Такая запорная составляющая модернизированной системы обеспечит возможность уже новому виду топлива, то есть газу, плавно проникать в зону горения.
- Стандартное дроссельное отверстие, которое имеется на отопителе Запорожца и служит для подачи бензина в отопитель, является недостаточно большим. Его диаметр составляет всего 0,4 мм.
- Именно маленький диаметр отверстия часто приводит к тому, что закупориваются отверстия фильтра, и печка начинает плохо работать.
- Для переделки работы печи на газ, потребуется высверлить жиклер, и обеспечить впуск альтернативного вида горючего. Размер этого отверстия в диаметре составит 1,2 мм.
- Второй конец шланга подачи соединяется с установленным в авто газовым баллоном подходящего объёма. Для соединения используется соответствующий по размеру штуцер.
- Обязательным этапом модернизации станет изменение способа розжига. Поскольку теперь будет применяться газ, для его розжига наиболее оптимальным вариантом считается электроискровой розжиг.
- Чтобы создать указанный розжиг, своими руками нужно собрать устройство с мультивибратором. Либо его можно заказать у мастеров.
- Подобное устройство розжига характеризуется тем, что выдаёт внушительные по мощности искры.
- Важно заранее предусмотреть частоту образования искры. Тут опытные автомобилисты и те, кто уже переделывал бензиновую печку от Запорожца на газ, рекомендуют остановиться на значении 2-4 образований искры за секунду.
- При такой интенсивности срабатывания искры воспламенение газа станет возможным даже при условии, что наружная температура опустилась далеко за отметку 0 градусов Цельсия.
- Основой прибора для розжига выступает свеча зажигания. Важно выбрать подходящие параметры резьбы. А именно М18х1,5МВт.
- С изолятора полностью удаляется его металлическая часть. Остаётся лишь центральный свечной электрод.
- После этого изолятор аккуратно обтачивается, чтобы получить размер в 17,5 миллиметров.
- Фиксация свечи зажигания в гнезде осуществляется путём использования кожуха в роли испарителя, и медной уплотнительной шайбы от свечи накаливания.
- Подобный прибор для розжига считается универсальным, а потому может использоваться в разных схемах, где предусматривается необходимость воспламенения газа. Модернизированная печка от Запорожца не исключение.
- Ещё многих интересует размер устройства розжига. Здесь всё просто. Ориентироваться следует на размеры самого корпуса реле стартера. Важно, чтобы розжиг сумел в нём поместиться.
- На завершающем этапе к печке от Запорожца подключается собранный прибор. Предварительно не забудьте отключить бензиновый насос и запорный клапан.
Выполнив все предварительные и подготовительные этапы, а также закончив со сборкой обновлённого узла печки, открывается подача газа из баллона.
Газ многие считают чрезмерно опасным. Но если следовать инструкция, не нарушать схему монтажа, а также обеспечивать максимальную изоляцию, газ будет ничем не опаснее того же бензина или дизельного топлива, на котором может работать печка от ЗАЗ.
Вопрос лишь в том, где и как вы собираетесь применять переделанную запорожскую печку, функционирующую от газового баллона. Вариантов много, и каждый выбирает свой.
| |||||
| |||||
| |||||
Запорожская печка на солярке
- Форумы на www.gaz21.ru
- Этот сайт предназначен для аудитории 18+
- >Технические вопросы
- >Электрооборудование
- Правила форума
- Просмотр новых публикаций
Печка ЗАЗ в дополнение к штатной в зимний период?! С переводом ее на дизель! Оценка:
#1 andreise
- Постоянный участник
- Группа: Пользователи
- Сообщений: 86
- Регистрация: 05 Декабрь 09
- Поблагодарили: 0
- Пол: Мужчина
- Город: Tallinn
- Настоящее имя: Andrei
- Автомобиль: MB E-320 4-Matic, ИЖ Комби, ГАЗ 21 2-ая серия
- Возраст: 28
- Отношение к аутентичности: Незначительные изменения
Всем привет!
Тема скорее для тех, кто пользуется машиной постоянно и зимой и летом.
У меня в гараже стоит печка от икаруса на дизеле – зимой в гараже как в Ташкенте, даже 4ерез 4ур Вот решил найти альтернативу и в данний момент занимаюсь переделкой печки от запорожца с бензина на дизель. Плюсы етой переделки: полное исклю4ение возможних хлопков и взрывов при неуда4них пусках, упрощение конструкции и ,как результат, более стабильная работа, ну и коне4но слово дизель говорит само за себя – расход и цена. Найти его можно за копейки везде и всегда, а расход около 200 гр в час, против бензина – как я слышал, на нём печка ест столькоже, сколько и сам автомобиль. Плюс к етому ее габариты – в гараже небывает много свободного места
Вот пришла такая мысль: а 4то если установить ету пе4ку ЗАЗ к нам под капот и исползовать в зимнее время как дополнительный обогрев!?
Как мне кажется, имеет смысл устанавливать печку независимо, 4тоб в любой момент можно било ее легко снять – к примеру на летний периуд. Также минимум переделок с самим автомобилем, дабы максимально сохранит оригинальность.
Я вижу ето так: печка устанавливается в подкопотном, естественно с правой стороны – там как-раз достато4но места. Для етого изготавливаются 2 кронштейна с обжимными хомутами для удобства демонтажа.
Труба газоотвода уходит вниз, аналоги4но трубе вентиляции картера открытой системы – тупо под машину.
Отвод нагретого воздуха соединяется со штатной пе4кой с помошю гофры или переходника. Для етого придётся сделать отверстие или патрубок в жёлобе штатной пе4ки на стенке моторного отсека 4тоб нагретый воздух попадал сразу в штатную систему и была возможность штатной регулировки (ноги/лобовое) Также в етом слу4ае открывается возможность дополнительного быстрого нагрева охлаждающей жидкости и тем самым скорейшего перехода на штатную систему, так-как горя4ий (можно сказать рскалённый) воздух будет проходить 4ерез радиатор пе4ки, тем самым при открытом кране, о.ж. будет циркулироват и дополнительно нагреватся. Если же кран отопителя закрыт – всё тепло пойдёт в салон без потерь. Дополнительно можно использовать штатный вентилятор для разбавления холодным воздухом и достижения комфортной температуры в салоне (механи4еский независимый климат контроль чтоли )
Учитивая расход, топливный ба4ёк не должен быть болшим – 1.5 – 2 литра вполне будет хватать на несколько дней, а при цыкле на работу/домой – на неделю а то и поболше. Бачёк лутше закрепить на самой печке сверху, так-как дизель будет поступат самотёком, а следовательно нужна гравитация да и для удобства демонтажа – одним независимым модулем. Также необходима дозируюшая система и елекрто-магнитный клапан, чтобы можно било открывать подачу непосредственно из салона.
Управление елементарное: +-, предохранирель, 2 тумблера – первый (2 положения вкл/выкл) на свечу накала, второй (3 положения вкл/выкл/вкл) на вентилятор пе4ки и подачу топлива. Первое положение толко вентилятор для продувки, второе 0, а третие рабо4ее с пода4ей топлива.
Сей девайс может подойти тем, кто ездит зимой на небольшие расстояния (до работы и назад) и штатная печка неуспевает прогреть салон за ето время и приходится по4ти всю дорогу ехать в холоде с запотевшими стёклами.
Также идеально подходит для зимних ремонтов в неотапливаемых гаражах (даже без електри4ества) – заехал в гараж, отщёлкнул хамуты, вынул пе4ку, удлиннил провода управления (для удобства использоват колодки от классики папа/мама) и 4ерез пол 4аса в гараже комфортная температура! Закон4ил ремонт – печку обратно в капот, на хамуты, удлиннитель проводов в багажник
Предлогаю обсудить целесообразность етого предложения и альтернативные варианты установки! Высказывайте ваши мнения товарищи!
#1 ВНЕ САЙТА OCTAN
- Авто: пузотёрный недопривод
- Имя: Игорь
- Пол: Мужчина
- Город: Киевская обл.
задумался как автономно отапливать , что бы не молотить двигатель, если долго стою, собственно основной вопрос в видео для наглядности и ещё один , как сделать автоматику для управления
#2 ВНЕ САЙТА Klim
- Авто: Пока снова пузотерка
- Имя: Сергей
- Пол: Мужчина
- Город: Киев, Отрадный
Она в жопере толком никогда не работала. Была у меня такая на первой машине (грешен был). Жрала электричество и бензин как сам жопер (немного преувеличиваю). Очень капризная штука. По моему мнению лучше поискать вебасту БУ. Вот там надежность отличная. Все зиму дизельной отапливали небольшой бокс. Главное завести на соляре – а потом лили все, что горит (в основном отработку). Иногда правда чистить приходилось (пару раз за отопительный сезон).
#3 ВНЕ САЙТА OCTAN
- Авто: пузотёрный недопривод
- Имя: Игорь
- Пол: Мужчина
- Город: Киевская обл.
#4 ВНЕ САЙТА Klim
- Авто: Пока снова пузотерка
- Имя: Сергей
- Пол: Мужчина
- Город: Киев, Отрадный
Ага, это я провтыкал. Думал бензиновая. Про дизельную ничего не скажу – не имел 🙂
#5 ВНЕ САЙТА OCTAN
- Авто: пузотёрный недопривод
- Имя: Игорь
- Пол: Мужчина
- Город: Киевская обл.
Ага, это я провтыкал. Думал бензиновая. Про дизельную ничего не скажу – не имел 🙂
#6 ВНЕ САЙТА BOX4x4
- Авто: Wrangler TJ 4.0, Patrol 3.3TD, TLC79 1KD-FTV, TLC80 1HD-FT
- Имя: Владимир
- Пол: Мужчина
- Город: Ужгород
- Vrubel, robosol и ARAVI это нравится
#7 ВНЕ САЙТА maksimuspo
- Авто: ———
- Имя: ———
- Пол: Мужчина
- Город: Доброполье
OCTAN , не связывайся с этой гуйней, и не рекомендуй ее никому. Безопасность превыше всего. Уважай себя и близких тебе людей.
почему так, я вот себе сделал, всю прошлую зиму проездил нормально, воздух на выходе 110градусов, плюс расход 320 гчас.
- OCTAN это нравится
#8 ВНЕ САЙТА OCTAN
- Авто: пузотёрный недопривод
- Имя: Игорь
- Пол: Мужчина
- Город: Киевская обл.
почему так, я вот себе сделал, всю прошлую зиму проездил нормально, воздух на выходе 110градусов, плюс расход 320 гчас.
#9 ВНЕ САЙТА maksimuspo
- Авто: ———
- Имя: ———
- Пол: Мужчина
- Город: Доброполье
а чуть подробнее ?
подробнее, на пол-часа разговора, переделок на пару дней. свечу под штифтовую, насос родной стоит, кнопки запуска у тебя нет (родной) с ней тоже нужно колдовать.
#10 ВНЕ САЙТА BOX4x4
- Авто: Wrangler TJ 4.0, Patrol 3.3TD, TLC79 1KD-FTV, TLC80 1HD-FT
- Имя: Владимир
- Пол: Мужчина
- Город: Ужгород
почему так, я вот себе сделал, всю прошлую зиму проездил нормально, воздух на выходе 110градусов, плюс расход 320 гчас.
Не хочу ввязываться в полемику и обсуждать нюансы. У тебя получилось, вот и радуйся. Есть много случаев, когда люди травились газами и погибали. Любые показухи всегда гласят: самый популярный, экономичный, бюджетный и т.д. Я этому не верю.
- Silence это нравится
#11 ВНЕ САЙТА OCTAN
- Авто: пузотёрный недопривод
- Имя: Игорь
- Пол: Мужчина
- Город: Киевская обл.
Не хочу ввязываться в полемику и обсуждать нюансы. У тебя получилось, вот и радуйся. Есть много случаев, когда люди травились газами и погибали. Любые показухи всегда гласят: самый популярный, экономичный, бюджетный и т.д. Я этому не верю.
#12 ВНЕ САЙТА maksimuspo
- Авто: ———
- Имя: ———
- Пол: Мужчина
- Город: Доброполье
тат у же спортивный интерес проснулся , докопаться до истинны , а вот безопасность у меня всегда впереди паровоза
я тоже, начал из спортивного интереса, так сказать кто-кого, запустилась на стенде с ДВЕНАДЦАТОЙ попытки. т.е было столько переделок! самый популярный на ютубе (с распыляющей тарелкой) не прошел, по этому был выдуман другой, с медной капиллярной трубкой. Кстати и карбюратор тоже нужно дорабатывать, чтоб была регулировка подачи.
#13 ВНЕ САЙТА BOX4x4
- Авто: Wrangler TJ 4.0, Patrol 3.3TD, TLC79 1KD-FTV, TLC80 1HD-FT
- Имя: Владимир
- Пол: Мужчина
- Город: Ужгород
тат у же спортивный интерес проснулся , докопаться до истинны , а вот безопасность у меня всегда впереди паровоза
Твой интерес понятен. Хорошо, что безопасность, на первом плане. Это важно для тебя и твоих друзей, а родственники понимают?
#14 ВНЕ САЙТА OCTAN
- Авто: пузотёрный недопривод
- Имя: Игорь
- Пол: Мужчина
- Город: Киевская обл.
Твой интерес понятен. Хорошо, что безопасность, на первом плане. Это важно для тебя и твоих друзей, а родственники понимают?
они знают, что я не сую руки туда куда собака не суёт нос, и так во всём , перед тем как начать переделывать я изучил принцип работы и саму безопасность, заводскую разработку безопасности даже и не думал изменять , только доработать немного , а корпус там изначально двух контурный , и газы не попадают в камеру нагрева , если не резать корпус
#15 ВНЕ САЙТА OCTAN
- Авто: пузотёрный недопривод
- Имя: Игорь
- Пол: Мужчина
- Город: Киевская обл.
в общем ничего я не нашёл , почесал репу и вот что получилось , выжал 161 градус , но хочу , довести до +200
#16 ВНЕ САЙТА BOX4x4
- Авто: Wrangler TJ 4.0, Patrol 3.3TD, TLC79 1KD-FTV, TLC80 1HD-FT
- Имя: Владимир
- Пол: Мужчина
- Город: Ужгород
#17 ВНЕ САЙТА OCTAN
- Авто: пузотёрный недопривод
- Имя: Игорь
- Пол: Мужчина
- Город: Киевская обл.
OCTAN + 100, за разработку и видео. Интересно увидеть рабочую схему на авто.
#18 ВНЕ САЙТА maksimuspo
- Авто: ———
- Имя: ———
- Пол: Мужчина
- Город: Доброполье
как оказалось на практике , схема элементарно простая , устанавливать буду в салон по сидение , а приток и выхлоп выводить вне, дабы газы не попали в салон , схему подключения разработал сам напарник только доработал, когда всё установлю сниму ещё видео , но так же в планах установка термоконтроллера, что в данной схеме тоже установится элементарно просто
свою печку, я поставил между сидений, а раструб (который у тебя на входе) поставил на выходе горизонтально, дует сзади пассажирам в ноги, причем подача регулируется шиберами влево, вправо, или на обе стороны. Еще могу посоветовать сделать пару оборотов стальной или медной трубки на всас насоса вокруг выхлопной трубы, чтоб солярка подогревалась и фильтр не забивался парафином зимой.
Сообщение отредактировал maksimuspo: 17 October 2016 – 21:24
#19 ВНЕ САЙТА OCTAN
- Авто: пузотёрный недопривод
- Имя: Игорь
- Пол: Мужчина
- Город: Киевская обл.
свою печку, я поставил между сидений, а раструб (который у тебя на входе) поставил на выходе горизонтально, дует сзади пассажирам в ноги, причем подача регулируется шиберами влево, вправо, или на обе стороны. Еще могу посоветовать сделать пару оборотов стальной или медной трубки на всас насоса вокруг выхлопной трубы, чтоб солярка подогревалась и фильтр не забивался парафином зимой.
#20 ВНЕ САЙТА Timofeevich
- Авто: VW Touareg 5.0 TDi + Airtream Excella 29′
- Имя: Сергей
- Пол: Мужчина
- Город: Одесса
я вообще хочу поставить котёл на выхлоп , что бы как автономка , двигатель грела, а фильтр у меня поднят над мотором , так что ему тепло
Нет фактически никакого смысла в том, чтобы в бензиновом Запорожце переделывать его же печку на работу с дизельным топливом. Но отопитель от ЗАЗ часто применяется в качестве автономного отопителя, устанавливаемого на разные машины, для обогрева палатки на прицепе, передвижного дома на колёсах и пр.
Заводская печка от Запорожца получила достаточно большую популярность. Причём касательно штатной бензиновой системы имеется множество нареканий из-за слишком больших показателей потребления горючего. Некоторые отмечают, что печка ест столько же бензина, сколько и сам двигатель.
Потому не самым рациональным решением будет использовать отопитель на бензине при необходимости длительного обеспечения отопления. Куда лучше переделать систему под другой вид топлива. Здесь речь идёт о дизельном топливе и о природном газе.
Печка от ЗАЗ на дизельном и бензиновом топливе
Многих автолюбителей, а также охотников, рыбаков и поклонников экстремального отдыха интересует, как можно переделать бензиновую печку от ЗАЗ на солярку и использовать её в своих целях для более экономного обогрева салона, не затрачивая большие деньги на системы типа Webasto.
Поскольку штатная или заводская печка ЗАЗ потребляет бензин при работе на самом Запорожце, просто залить туда дизельное топливо не получится.
Некоторые удивляются, почему это отопитель не хочет нормально работать без модернизации. Но тут всё довольно просто и элементарно. Бензиновая отопительная система на солярке работать не будет, поскольку дизельное топливо не способно так же быстро испаряться и образовываться в пар для последующего воспламенения и сгорания смеси.
Чтобы не переделывать систему, и при этом запускать работу печки ЗАЗ на солярке, некоторые придумывают использование отдельной газовой горелки. Якобы с её помощью можно поддерживать пламя и обеспечивать необходимое горение. Но если печка ЗАЗ будет работать подобным образом, вы обязательно столкнётесь с негативным последствием в виде сильного задымления. Отопитель начнёт активно чадить. Дизельное горючее постепенно будет скапливаться на дне, образовывать лужу, активно дымить, а вот тепла окажется минимум. То есть такая схема совершенно непригодная для полноценной эксплуатации.
Нюансы переделки
Чтобы обеспечить свой автомобиль, дом на колёсах или другую конструкцию автономным отопителем, позаимствованным от ЗАЗ, его придётся переделывать под солярку.
Подобную схему можно собрать своими руками. В итоге оборудование сможет полноценно работать на дизельном топливе, полностью сжигать горючее, обеспечивать большой объём тепла и не чадить. Именно такие цели ставят перед собой автолюбители, устанавливая переделанный отопитель от автомобиля ЗАЗ на солярке.
Переделка не самая простая, но при грамотном подходе можно добиться положительного результата. Схему создания дизельной печки на основе бензинового отопителя от Запорожца можно описать следующим образом:
- Сначала вытачивается новый переходник для дизельной свечки на 12 Вольт. Какую именно использовать свечку, каждый решает сам. Но на таком компоненте в составе обновлённой системы отопителя ЗАЗ экономить не стоит. Берите лучше качественные корейские свечи.
- Далее можно взять капиллярную медную трубку от старого кондиционера, либо какую-то трубку из меди от гидравлического масляного датчика. Это не так принципиально.
- Плюс в системе переделки потребуется ещё и кусочек резьбы, чтобы удлинить вал моторчика.
- Самым главным компонентом при переделывании бензиновой печки от ЗАЗ под работу на дизельном топливе считается тарелочка. Она выполняет роль испарителя или разбрызгивателя неиспарившегося топлива на стенках камеры сгорания.
- Не забудьте заранее взять небольшой краник. Тут подойдёт и нечто сливного типа.
- Запорный болт рекомендуется предварительно переточить конусом. Так регулировка подачи горючего будет более тонкой.
- Вытачивается подходящий по размерам штуцер.
- Для начала следует разобрать моторчик, снять с вала крыльчатку на вал приварить удлинитель с резьбой.
- Потому в крыльчатке проделывается отверстие, чтобы можно было установить конструкцию на место и зафиксировать.
- Затем на резьбу накручивается изготовленная заранее тарелочка. Делать это можно вручную, не затягивая слишком сильно инструментом.
- Моторчик вместе с крыльчаткой от печки ЗАЗ можно установить на своё законное место. На этом участке модернизация закончена.
- Следующим этапом будет отпиливание наконечника старой трубки, зачистка и впаивание в него уже более тонкую трубочку.
- Примерно на 1 мм выше места соприкосновения со свечой зажигания выполняется отверстие подходящего диаметра.
- Трубка загибается, насколько это возможно, чтобы её можно было вставить в отверстие для подачи.
- Придерживая нужное направление трубки в камере сгорания, с помощью отвёртки или иного подходящего инструмента накручивается и затягивается штуцер.
- Когда трубка будет зафиксирована, её следует догнуть так, чтобы стекающее топливо попадало прямо на тарелочку сверху.
- Также трубку следует подогнуть таким образом, чтобы при вкручивании свечи она едва соприкасалась и была максимально близко к ней.
- Это позволит через отверстие диаметром буквально 1 мм. вытекать топливу, намачивать свечу зажигания, что позволит обеспечить необходимый розжиг. Но это топливо всё равно будет убегать по наружной трубке туда же, куда следует горючее и по внутренней трубке.
- Краник, заранее подготовленный своими руками, следует впаять в топливный бачок. Если это мобильная версия отопителя, часто используется обычный газовый баллончик.
- Бачок обычно располагается примерно на 50-100 мм. выше, чем отверстие для подачи горючего внутрь камеры сгорания.
- Рекомендуется предусмотреть два тумблера для свечи и вентилятора.
- Ещё пригодятся открытые контакты на гелиевой батарее для обеспечения контакта с автомобилем при запуске и зарядке.
Это один из вариантов организации отопителя от ЗАЗ, который с бензина переходит на дизельное топливо. На практике всё работает довольно эффективно и надёжно.
Как это работает
Запустить подобную схему отопителя от ЗАЗ не так сложно. Нужно выполнить несколько последовательных процедур:
- открывается кран, запускается вентилятор;
- выключается, закрывается и включается свечка;
- примерно через 5-6 секунд происходит воспламенение, открывается кран и буквально на секунду вращается вентилятор;
- раздаётся шум от пламени и вентилятор включается на полную;
- когда печка выйдет уже на свой полноценный рабочий режим, кран закручивается до минимума для обеспечения устойчивой работы отопителя.
Важно то, что в подобной схеме переделки при работе системы отопления на дизельном топливе запах и признаки дыма практически не будут ощущаться. Но если беспокоит вопрос дымоотвода, можно задействовать отрезок из гофрированной алюминиевой трубы, тем самым вывести весь выхлоп наружу. Это уже зависит от того, где и в каких условиях будет применяться печка от ЗАЗ, функционирующая на дизельном топливе.
Есть и несколько другой вариант. Некоторые организовывают работу печки с помощью толстостенной гофры, которая соединяется с печкой и подаёт воздух по гофре внутрь помещения или салона, в то время как сам отопитель находится снаружи.
К числу преимуществ можно отнести отсутствие в рассмотренной схеме переделки насоса. Тут топливо подаётся за счёт самотёка, что экономит бюджет на модернизацию и потребляет куда меньше энергии для работы самого насоса.
Схема рабочая, хоть для её реализации своими руками требуются определённые навыки, знания и подготовка ряда комплектующих. Но это всё равно дешевле, чем покупать готовые автономные отопители.
Расход на солярке в случае с печкой от ЗАЗ заметно сократится. По некоторым оценкам, стандартная бензиновая печка требует около 500 мл топлива на 1 час работы. Если отопитель приходится использовать часто и долго, то ни о какой экономии на бензине речи не идёт. Солярка в этом плане намного предпочтительнее. Отсюда и желание провести модернизацию.
Модернизация мотора отопителя ЗАЗМногие владельцы автомобилей Заз 966, Заз 968, Заз 968а и конечно Заз 968м, часто сталкиваються с проблемой эксплуатации его отопителя, такими как сильный шум, недостаточная производительность, необходимость частых переодичных обслуживаний. Частично избежать проблем с отопителем поможет модернизация его электромотора. Данная переделка, не требует особых навыков и большого количества токарно-фрезерных работ, поэтому доступна практически любому автолюбителю, который имеет навыки ремонта и эксплуатации автомобиля Заз 968м. Почти все работы можно производить дома, «на коленке» используя подручные средства и материалы. Главное в этом дел, аккуратность и воля к победе. Для начала, нам потребуется снять отопитель с автомобиля. Для снятия отопительной установки необходимо предварительно отсоединить аккумуляторную батарею. Отсоединить резиновые шланги от отопителя, затем снять защитные щитки, отсоединить все подключенные провода, затем открутить 2 болта крепления отопителя и наклонив верх отопителя на себя извечь его из автомобиля. Для разборки отопителя отверните соединительную гайку трубки и два болта крепления регулятора подачи топлива, снимите регулятор подачи топлива. Снимаем соединительную панель и подходящие к ней провода,выворачиваем температурный переключатель. Отворачиваем накальную свечу и патрубок забора воздуха. Отворачиваем винты крепления крышек и кожуха, разъединяем их, извлекаем теплообменник и электродвигатель. Рзобранные детали внимательно осматриваем на предмет повреждений, в случае дефекта ремонтируем или заменяем на новые. Затем детали отопителя промываем в бензине и продумаем сжатым воздухом. Особое внимание уделите очистке теплообменника от нагара, так как от этого напрямую зависит качество работы отопителя. Модернизируем мотор отопителя Заз 968 с целью увеличения его надежности, производительности, снижения шума, и электропотребления, за счет уменьшения потерь на трение во втулках. Модернизированный мотор потребляет меньший ток. Снижается количество профилактических работ, так как исключается необходимость постоянно смазывать втулки. У крытого подшипника достаточное количество смазки находится уже внутри и рассчитано на весь срок его службы, а так как нагрузки на него небольшие, то у него будет высокий ресурс. Втулки скольжения заменяем на подшипники, очень хорошо подошли для этого крытые подшипники используемые в фотокондукторе принтера Epson AcuLaser C1100, можно поискать аналогичные размером 6Х13Х5, главное чтоб у них был закрытый тип корпуса. Снимаем пластиковую крыльчатку, с особой осторожностью, чтоб не повредить детали. Снимаем металлическую крыльчатку с другой стороны, для чего выворачиваем стопорный винт. После чего выворачиваем два болта крепления мотора к корпусу и извлекаем мотор. Выворачиваем 2 болта которые соединяют половинки мотора и половиним его, обращая особое внимае на статор, чтоб не повредить его обмотки. Аккуратно разбираем мотор, срезаем заклепки которые фиксируют прижимные пластины втулок. Детали желательно маркировать, чтоб не перепутать их местоположение при сборке. Очищаем все детали от загрязнений мягкой тканью. Промываем чистым этиловым спиртом и продуваем сжатым воздухом. Если втулки вала изготовленны из бронзы то можно расточить под посадку подшипника их, если они бронзо-графитовые ( как в моём случае), то расточить их не получится, так как они очень хрупкие, и даже если расточить то подшипник не будет в них нормально держаться. Поэтому изготавливаем точно такие же втулки, но с посадкой под подшипник из бронзы, латуни, алюминия или сплава ДТ16Т. Сборку производим в обратном порядке, фетровые прокладки пропитываем небольшим количеством машинного масла, приклепываем пружинные пластины и щеточный узел к половинкам корпуса мотора. Для этой цели можно применить и болты с гайками, но они менее надежны. Особое внимаение обращаем на осевой люфт ротора мотора, для его устранения подкладываем шайбы необходимой толшины. После сборки вал должен легко вращаться, без заеданий, и не иметь осевого люфта, в противном случае повторяем регулировку шайбами разной толщины Теперь изготавливаем новую крыльчатку и втулку для её крепления на штатное место. Крыльчатка взаимствуется от компьютерного вентилятора диаметром 120мм. У новой крыльчатки удаляется ось, которая располагается по центру, удаляется магнитное кольцо и сверлятся 2 отверстия для крепления к переходной втулке. Всё что осталось от вентилятора не выбрасываем, ещё пригодится. Сама втулка изготавливается из любого доступного материала, это может быть жесткий пластик, карболит или алюминий. Втулка протачивается по внутренний диаметр новой клыльчатки, в центре сверлится отверстие под вал мотора, сбоку нарезается резьба, для фиксирующего винта лучше его сделать потайным, обрезав головку от обычного болта и проточив с одной стороны шлиц под отвертку, в другой стороны снимаем фаску, для более надежной фиксации. С торца сверлится 2 отверстия и нарезается резьба, для крепления новой крыльчатки. Если есть желание все винты перед окончательной сборкой, обработать небольшим количеством «фиксатора резьбы». Теперь прикручиваем алюминевую крыльчатку с другой стороны вала. Вставляем модернизированный мотор в корпус, обращаем особое внимание на резиновое уплотнительное кольцо внутри, при необходимости заменяем его новым, или аналогичным, оно обеспечит надежную фиксацию, и погасит лишние вибрации. Фиксируем мотор двумя гайками. Всё готово, проверяем, и наслаждаемся результатом ! То что осталось от компьютерного вентилятора, и старую крыльчатку отопителя жалко выкидывать, поэтому в Крыльчатке удаляется часть ребер жесткости, и на их место устанавливается магнитное кольцо. В центр крыльчатки подбирается подходящая ось. Теперь у нас получился модифицированный мотор отопителя, с улучшенными характеристиками, и как бонус, ручной работы, эксклюзивный, компьютерный вентилятор, и ничего не пропало напрасно, всё в дело, всё с пользой. Теперь новые девайсы долго будут радовать вас, как своими замечательными характеристиками, так и своим нестандартны видом. |
Шасси ЗИЛ-130 и реконструированная платформа от ГАЗ-САЗ-53Б
С. Ионес, фото автора
На серию публикаций о самодельных грузовиках откликнулся наш читатель из Ростова-на-Дону Сергей Симерин. Он своими силами построил самосвал с трехсторонней разгрузкой – сочетание шасси ЗИЛ-130 и существенно реконструированной платформы от сельскохозяйственного ГАЗ-САЗ-53Б.
В недавнем прошлом, работая на автобазе, Сергей восстанавливал несколько старых выработавших ресурс грузовиков, которые водители и механики называют «машинами от забора». Так он приобрел серьезный опыт сложного ремонта техники. Бывший бортовой ЗИЛ с кузовом ГАЗ-САЗ, установленным прежними владельцами, Симерин купил, чтобы самостоятельно заниматься перевозками. Шасси ЗИЛа и саранский кузов были совмещены не совсем удачно. Платформа сгнила, при подъеме кузова ее перекашивало, а при опускании она задевала кабину. Чтобы привести автомобиль в порядок, понадобилось его полностью реконструировать.
Бортовой ЗИЛ-130 с 3,8-метровой колесной базой отличается длинным задним свесом. На серийных самосвалах на базе ЗИЛа задний свес укорочен, чтобы обеспечивалось равновесие при подъеме кузова. Для правильной установки самодельного самосвального кузова Симерин укоротил сзади лонжероны и перенес заднюю поперечину с фаркопом.
Для нового кузова Сергей самостоятельно изготовил и установил поверх лонжеронов рамы автомобиля оригинальный несущий подрамник. Старую платформу от ГАЗ-САЗ-53Б восстанавливать не было смысла. Сергей приобрел не гнилой, но частично поврежденный при ДТП кузов от такого же самосвала. Удалив «битый» фрагмент, он уменьшил длину кузова с 3,73 до 3 м. Практически от саранской платформы остались только укороченное днище и механизмы опрокидывания кузова. По сравнению с САЗ-53Б вместимость кузова не уменьшилась, а увеличилась за счет высоких самодельных бортов. Машина может перевозить 6…6,5 т.
Телескопический гидравлический цилиндр с шарнирами для трехсторонней разгрузки на концах остался от САЗ-53Б. Насос для подъема груженой платформы понадобился мощный, от самосвала ЗИЛ-ММЗ. Конструкция коробки передач базового ЗИЛ-130 позволяет, если надо, добавить механизм отбора мощности: покупать новую коробку не потребовалось.
Уменьшенная длина платформы позволила установить ее на некотором расстоянии от кабины. В промежуток между кабиной и платформой хозяин машины изначально планировал поставить кран-манипулятор, однако кран недешев, и денег на его покупку пока не хватает. Место между кабиной и кузовом занимает запасное колесо, которое при необходимости легко можно опустить на землю откидным кронштейном от ЗИЛ-131. Место слева от «запаски» занял большой ящик для инструмента и кожух автономного отопителя.
По внешнему виду не сразу определишь, от какой модели автомобиля взята платформа. Борта совсем не такие, как у серийного кузова саранского самосвала. Симерин изготовил их самостоятельно. Их силовой каркас сварен из труб прямоугольного сечения. Боковые борта состоят из двух частей. Задний откидывается и вверх, и вниз, в зависимости от того, из каких петель перед разгрузкой вынуть шкворни – из нижних или верхних. Самодельная платформа получила замки от бортового КамАЗа. Не забыл Сергей и о «мелочах». На переднем борту – кронштейны для двух лопат и колесных упоров. На самодельном защитном козырьке – свернутый в рулон брезент, которым закрывают груз. Задний поперечный лонжерон подрамника платформы полый, в него помещаются мощные ломы.
Облицовка радиатора и передние крылья самосвала – от ЗИЛ-131, что может ввести в заблуждение насчет места происхождения машины. ЗИЛ-130 со «131-й» передней частью много лет выпускает Уральский автомоторный завод в Свердловской области, но данный автомобиль в 1990 году сошел с конвейера не уральского, а московского предприятия. Когда Сергей покупал машину, ее «130-е» крылья и облицовка были подгнившие и помятые. Панели оперения ЗИЛ-131 удалось приобрести у военных. Получилось дешевле, чем «железо» ЗИЛ-130 из магазина. Кроме того, внешность «сто тридцать первого» нравится Сергею больше.
Вместе с крыльями и облицовкой хозяину самосвала отдали решетку на крышу кабины, похожую на багажник легкового автомобиля. Такими решетками заводского изготовления комплектуют некоторые модели КУНГов на шасси ЗИЛ-131. На «багажник» Сергей вынес антенну и большую японскую «дудку» пневматического звукового сигнала.
Стойки с боковыми зеркалами позаимствованы у ГАЗ-3307. С каждой стороны на кронштейн повешены по два зеркала: большое и маленькое, как у КамАЗа или ЗИЛа с кабиной новой модели. На большом левом зеркале установлен обычный бытовой термометр, показания которого отлично читаются из бокового окна.
Симерин, как и многие другие водители, оборудовал кабину на свой вкус. В самодельных грузовиках редко остается «родное» сиденье водителя. Машина Симерина – не исключение. Достаточно мягкое водительское сиденье заимствовано у Ford Transit, двухместное пассажирское – стандартное, от ЗИЛа. Чехлы одинакового цвета и фасона создают иллюзию, будто сиденья «из одного гарнитура». Потолок, задняя стенка и подлокотник обтянуты приятной на вид темно-серой искожей (Симерин обращался к мастеру, занимающемуся обивкой салонов).
Приборная панель облицована фанерой и добавлен кронштейн для сотового телефона. Подрулевой переключатель от КамАЗа, который называют «гитарой», устанавливают самостоятельно многие владельцы грузовиков. Симерин оснастил машину двумя «гитарами». На первой, которая ближе к «баранке», слева находится включатель сигналов поворота, а справа – «флажок» переключения света фар. Кнопка в торце включает звуковой сигнал. На «флажок» второй «гитары» выведен выключатель стеклоочистителя, а кнопка в торце приводит в действие омыватель ветрового стекла. На ЗИЛ-130, как известно, привод стеклоочистителя пневматический. Симерин заменил его электрическим с мотором от ГАЗ-53 и переделанными под размеры ЗИЛа рычагами привода.
Хромированные ручки дверей от КамАЗа устроены по принципу «зиловских» и представляют собой удобную скобу с кнопкой, но размеры отличаются, и для установки на ЗИЛ пришлось делать дополнительные отверстия и дорабатывать замки. Кабина оснащена системой центрального замка и электрическими стеклоподъемниками. В качестве основы механизма опускания стекол использован купленный в магазине комплект, предназначенный для КамАЗа. Его тоже пришлось приспосабливать к дверям ЗИЛа.
Аудиосистеме, которую Симерин поставил в кабину самосвала, позавидуют владельцы иных легковых иномарок. Головное устройство – магнитола Sony, способная воспроизводить музыку в MP3-формате. Правда, когда мы фотографировали машину для журнала, Сергей снял магнитолу для ремонта. Пара динамиков Blaupunkt врезана в деревянную полку над ветровым стеклом. Вторая пара колонок марки Sound Stream установлена в дверях на деревянных панелях-подиумах, занявших место штатных крышек лючков. Есть и третья пара – высокочастотные динамики Mystery. Однако самое необычное для «130-й» кабины устройство – жидкокристаллический телевизор, экран которого откидывается от полки над ветровым стеклом. Естественно, при таком оснащении не обойтись без сигнализации.
Самодельный подлокотник служит не только вещевым ящиком. В его нижнюю часть вписалась труба, по которой подается воздух от отопителя. В подлокотник вмонтированы тумблер и кнопка управления автономной «печкой», а также две контрольные лампы – индикаторы свечи накаливания и рабочего режима.
Самосвал оснащен автономным отопителем – это «печка» ЗАЗ-968, переоборудованная для работы на пропане. Мы встречали адаптированную под газовое топливо печку от «Запорожца» на ЗИЛе московского водителя Андрея Капитанского. В машине Симерина «автономка» расположена иначе. Капитанский поставил отопитель в кабине прямо за спинкой сиденья, а газовый баллон оказался на полу под ногами пассажиров. Симерин смонтировал «печку» вне кабины, в специально изготовленном кожухе рядом с ящиком для инструмента: 5-литровый бытовой баллон находится на полке в инструментальном ящике и закреплен лентой ремня безопасности от самолета АН-2. Воздух подается по гофрированному шлангу в отверстие, проделанное в задней стенке кабины. Чтобы в первые минуты работы печка не нагнетала в кабину холодный воздух, на ее входном отверстии есть заслонка. Симерин изготовил оригинальный привод управления заслонкой. Ее открывает и закрывает «фирменный» рычажок с красной ручкой, находящийся под сиденьем.
Не остался без внимания и штатный отопитель, связанный с системой охлаждения двигателя. Кран печки ЗИЛа, по мнению Сергея, ненадежен и расположен неудобно. Серийный кран уступил место сантехническому крану шарового типа, установленному не на блок цилиндров, а на подводящий шланг. Новый кран на виду и под рукой, он открывается удобным рычагом.
Двигатель почти не отличается от обычного двигателя ЗИЛ-130, а чтобы в карбюратор по ступало больше воздуха, воздушный фильтр взят от ЗИЛ-131, причем доработанный. Для лучшего охлаждения двигателя между радиатором и облицовкой владелец автомобиля поставил электровентилятор от «ГАЗели» с пластиковой крыльчаткой. После ее установки пришлось удлинить рычаг, отпирающий капот. В верхний бачок радиатора ввернут датчик включения электровентилятора. Он включается при температуре охлаждающей жидкости 92 °С и отключается, когда тосол остывает до 82 °С. В южном городе такое устройство очень полезно. Помочь бортовой сети справиться с нагрузкой, возникающей при работе дополнительных электроприборов, призван генератор увеличенной мощности от автобуса ЛАЗ.
По советской классификации самосвал с разгрузкой на три стороны считался сельскохозяйственным. Строительному самосвалу полагалась платформа, откидываемая только назад. В реальности на строительных самосвалах возили зерно, корма и удобрения, а «сельскохозяйственные» машины работали на стройках. Когда появились частные самосвалы, их владельцы стали работать везде, где была в том необходимость, и перевозить, что потребуется. Сергей на своей машине возит строительные грузы в Ростове-на-Дону и ближнем пригороде.
Как перевести газовые приборы на пропан
Нет ничего необычного в том, чтобы задаться вопросом, можно ли использовать пропан в газовых приборах. Хотя оба они имеют некоторое сходство, не весь газ создается одинаково, и поэтому важно убедиться, что ваши приборы спроектированы и оборудованы для работы на пропане, а не на природном газе.
Что следует знать перед переводом газового прибора на пропан
Важно убедиться, что у вас есть подходящее устройство для правильного топлива, потому что пропан подается под более высоким давлением и содержит гораздо больше энергии на кубический фут, чем природный газ.Кроме того, несмотря на то, что и природный газ, и пропан являются ископаемыми видами топлива, они имеют совершенно разные плотности и состоят из разных газов, которые горят по-разному и обладают разной выходной энергией. Работа с пропаном на природном газе приведет к чрезмерно сильному пламени, что может быть небезопасным. С другой стороны, пропускание природного газа через прибор, предназначенный для работы на пропане, приведет к образованию пламени меньшего размера — или вообще к отсутствию пламени, — что сделает прибор неспособным выполнять желаемую функцию.
Обычно двухтопливный прибор, такой как газовая плита, поставляется с двумя разными портами, каждый из которых может быть установлен в зависимости от топлива, которое будет использоваться. Отверстия для природного газа больше, чем у пропана, что позволяет пропускать дополнительное топливо при более низком давлении. Отверстия для пропана меньше по размеру, чтобы учесть более высокое давление и увеличенный выход энергии. Для безопасности и эффективности важно установить правильные порты для правильного топлива. И хотя некоторые приборы, такие как печи и водонагреватели, можно использовать как для природного газа, так и для пропана, преобразовать электрические приборы на природный газ или пропан невозможно.
В то время как большинство приборов могут выполнять преобразование с природного газа на пропан, очень важно проверить инструкции производителя, чтобы понять, является ли преобразование безопасным, какие компоненты необходимы для преобразования, а также любые соответствующие меры безопасности, которые необходимо соблюдать.
Этапы преобразования гриля для барбекю на пропан
Преобразование газовых приборов, таких как гриль для барбекю на открытом воздухе, может быть относительно простым — купив комплект для переоборудования в местном хозяйственном магазине.Чтобы переоборудовать гриль на пропан:
- Убедитесь, что он полностью отключен от существующего источника газа.
- Отсоедините все остальные соединения, например электрические, если применимо.
- Найдите подходящий комплект для переоборудования в местном хозяйственном магазине.
- Следуйте инструкциям производителя, а также инструкциям комплекта для переоборудования.
- Убедитесь в надежности соединений и проверьте герметичность перед первым зажиганием.
Шаги по переводу бытовых приборов на пропан
В хозяйственных магазинах обычно продаются комплекты для переоборудования бытовой техники, такой как печи и водонагреватели, однако при переходе на пропан необходимо учитывать и другие проблемы.Чтобы перевести эти приборы на пропан:
- Ознакомьтесь с инструкциями производителя, чтобы убедиться в совместимости.
- Перед преобразованием рекомендуется проконсультироваться с квалифицированным специалистом.
- Отсоедините печку от штатной газовой магистрали.
- Снять горелки печки и приспособления.
- Установить новые горелки, предназначенные для пропана.
- Отрегулируйте настройки горелки на желаемое пламя
Водонагреватели и печи сложны и часто содержат ряд мер безопасности, характерных для определенного топлива.Поскольку пропан подается под более высоким давлением, чем природный газ, конверсия может потребовать обширных работ, таких как замена клапанов, переключателей и предохранительных устройств, чтобы учесть изменение давления и контролировать поток пропана. Они также содержат электрические компоненты, которые необходимо отключить перед любой попыткой перехода на другое топливо. Поскольку пламя представляет собой комбинацию топлива и воздуха, также вероятно, что необходимо отрегулировать воздушную заслонку горелки, где топливо и воздух смешиваются в точных количествах для достижения идеального пламени.И хотя отключить плиту или отверстия для горелки может быть относительно просто, даже это может потребовать технических настроек для калибровки оборудования для достижения желаемой выходной мощности и обеспечения эффективной работы ваших приборов в течение многих лет.
Советы по безопасности при конверсии пропана
Прежде чем рассматривать вопрос о переходе на пропан, обязательно проверяйте список на своих приборах, чтобы убедиться, что они рассчитаны как на природный газ, так и на пропан. Хотя многие приборы оснащены обоими устройствами, некоторые из них предназначены исключительно для работы на природном газе или пропане и не имеют гибкости для переключения.Кроме того, перед проведением конверсии пропана всегда рекомендуется проконсультироваться с профессионалом. Лицензированный техник, который обучен и имеет опыт работы с газом, пропаном и безопасностью бытовых приборов, может помочь вам перейти на пропан с абсолютным спокойствием. Местный офис Ferrellgas может помочь вам найти специалиста по обслуживанию, который поможет определить, подходят ли ваши устройства для преобразования пропана, и, если да, то как безопасно выполнить переход.
Самое безопасное и простое решение — купить пропановый прибор, а не эксплуатировать его, переоборудованный с природного газа.Это обеспечит готовность вашего оборудования к установке без необходимости использования комплекта для переоборудования или отключения линии природного газа. Покупка приборов, готовых к использованию пропана, минимизирует время простоя и позволит вам пользоваться надежными, безопасными и эффективными преимуществами пропана. Также возможно, что покупка нового пропанового прибора будет стоить меньше, чем цена того, который был преобразован с природного газа.
Свяжитесь с Ferrellgas для получения пропана
Если вы готовы перейти на чистое горение и долговечный пропан, взвесьте стоимость и задержку между покупкой пропановых приборов или переходом с природного газа.Если вы хотите перейти с природного газа, обязательно проверьте свои устройства на совместимость, соблюдайте все инструкции по безопасности производителей и заручитесь помощью лицензированного профессионала, который поможет убедиться, что ваш путь к пропану безопасен и безотказен. , и в состоянии удовлетворить ваши потребности на долгие годы.
Позвольте Ferrellgas помочь вам в пути! Свяжитесь со специалистом по обслуживанию в одном из наших местных офисов.
Связанные блоги
Приготовление пищи на пропане: почему вам следует отказаться от электрического питания
Пропан vs.дизель-генераторы — что лучше резервное
Контрольный список для весенней очистки вашей пропановой системы
Расшифровка pH-зависимости равновесия в основном и возбужденном состояниях тиеногуанина
Abstract
Тиеногуаниновое азотистое основание ( th G b ) является изоморфным флуоресцентным аналогом гуанина. В водном буфере при нейтральном pH th G b существует как смесь двух кетоамино-таутомеров h2 и h4 в основном состоянии с различными спектрами поглощения и испускания и высоким квантовым выходом.В этой работе мы выполнили первую систематическую фотофизическую характеристику th G b как функцию pH (от 2 до 12). Стационарная флуоресцентная спектроскопия с временным разрешением, дополненная теоретическими расчетами, позволила нам идентифицировать три дополнительные формы th G b , возникающие в результате реакций в основном и возбужденном состояниях, зависящих от pH. Более того, тщательный анализ позволил нам восстановить их индивидуальные спектры поглощения и излучения, а также константы равновесия, которые определяют их взаимное преобразование.Из этих данных был выведен полный путь фотолюминесценции th G b в водном растворе и его зависимость как функция pH. Поскольку идентифицированные формы различаются по спектру и продолжительности флуоресценции, th G b можно использовать в качестве зонда для определения локальных изменений pH в кислых условиях.
Введение
Многочисленные клеточные механизмы и пути основаны на динамических взаимодействиях нуклеиновых кислот с белками, которые вызывают локальные и временные изменения в их вторичных и третичных структурах, а также в их свойствах и функциях. 1–6 Хотя дифракция рентгеновских лучей, ЯМР-спектроскопия или электронная микроскопия предоставляют бесценную информацию о структуре комплексов белок / нуклеиновая кислота, они менее подходят для мониторинга динамики этих взаимодействий и связанных с ними изменений, особенно в разбавленных растворах. Из-за своей исключительной чувствительности методы, основанные на флуоресценции, очень эффективны для таких целей. Однако их реализация для нуклеиновых кислот страдает из-за отсутствия излучающих аналогов нуклеозидов, способных надежно заменять естественные нуклеиновые основания, сохраняя при этом благоприятные фотофизические свойства.В самом деле, хотя было разработано много структурно разнообразных аналогов нуклеотидов, проявляющих зондоподобные свойства, большинство из них сильно подавляются при включении в олигонуклеотиды (ODN) и / или не заменяют должным образом естественные нуклеотидные основания, вызывая существенные изменения в конформации и динамике помеченные последовательности. 7–10 Это особенно верно в случае 2-аминопурина (2-AP), очень популярного имитатора аденозина, который сильно тушится в дуплексах и изменяет динамику фланкирующих пар оснований. 10 Чтобы преодолеть эти ограничения, были предприняты усилия по разработке новых поколений флуоресцентных суррогатов нуклеозидов. 11,12 Среди этих новых соединений особенно интересный прорыв был недавно достигнут с введением тиеногуанозина ( th G), действительно точного эмиссионного и отзывчивого суррогата G, который надежно воспроизводит структурный контекст и динамику исходного вещества. нативный нуклеозид. 13 Кроме того, этот флуоресцентный аналог G остается сильно излучающим при включении в ODN и проявляет чувствительность к окружающей среде.Этот флуоресцентный нуклеозид уже широко использовался для мониторинга взаимодействий белок / ODN, 6,14,15 индуцированного белком переворота оснований, 16 конформационных изменений в ODN, 6,17 однонуклеотидного полиморфизма, 14 рибозима- опосредованные процессы расщепления, 18 клеточная активность миРНК 19 и измерения расстояния в ДНК. 15,20
В недавнем исследовании мы продемонстрировали, что th G существует в виде двух таутомеров в основном состоянии с различными спектрами поглощения и излучения и высоким квантовым выходом в водном буфере при нейтральном pH. 14,21 Используя квантово-механические расчеты, было предсказано, что два таутомера, идентифицированные как кетоамино-таутомеры h2 и h4 (), сосуществуют как в изолированном нуклеозиде, так и при включении в ODN. Более того, эти таутомеры проявляют особую чувствительность к окружающей среде и, таким образом, предоставляют дополнительные каналы данных для анализа остатков G в ODN и их комплексов с белками. В этом контексте наша цель состояла в том, чтобы дополнительно охарактеризовать фотофизические свойства этого богатого информацией флуоресцентного азотистого основания путем проведения систематического исследования в зависимости от pH (от 2 до 12).Стационарные и временные эксперименты позволили нам подтвердить существование и охарактеризовать три новых заряженных вида, а также равновесия между этими формами и уже охарактеризованными таутомерами h2 и h4 как в основном, так и в возбужденном состояниях. Кроме того, (TD) -DFT расчеты использовались для обоснования их структуры и рационализации наблюдаемых спектроскопических свойств. Характеристика рН-зависимых комплексных равновесий между различными формами -го G открывает путь для новых приложений, таких как определение рН.
(a) th G b формы, проанализированные в настоящем исследовании. Формальный заряд кислотной и основной резонансных форм может быть расположен на атоме 2, 9 или 11. Для простоты заряд помещен в центр пиримидинового фрагмента. (б) Сольватационная модель, учитывающая 6 явных молекул воды.
Экспериментальная часть
Материалы
2-Амино-3 H , 4 H -тиено [3,4- d ] пиримидин-4-он был синтезирован, как описано Shin et al. (2011). 13 Это соединение, также называемое тиеногуанином ( th, G, b ), соответствует азотистому основанию th G и, таким образом, не связано с рибозой или дезоксирибозным сахаром. th G b был выбран для настоящего исследования из-за большого количества необходимых соединений и возможных pH-зависимых изменений сахара при экстремальных значениях pH. Исходные растворы th G b готовили в ДМСО спектроскопической чистоты.Для измерений при различных значениях pH исходные растворы th G b разбавляли до конечной концентрации 12 мкМ в водном растворе (<0,2% ДМСО). Для каждого значения pH готовили свежие растворы. Растворы с pH 2 и 3 готовили с использованием разбавленной HCl. Растворы с pH 4 и 5 готовили с использованием натрий-25 мМ ацетат-уксуснокислотного буфера. Растворы с pH 6 и 7 готовили с использованием 25 мМ MES и трис-буфера соответственно. Для pH 8 и 9 использовали 25 мМ буфер HEPBS. Наконец, растворы с pH 10–12 были приготовлены с использованием разбавленного NaOH.Все буферные реагенты были приобретены у Sigma Aldrich.
Стационарная спектроскопия
Спектры поглощения были получены на спектрофотометре Cary 4000 UV-visible (Varian). Спектры возбуждения и испускания флуоресценции регистрировали при 20 ° C на спектрофлуориметре FluoroLog (Jobin Yvon), оборудованном термостатируемым отсеком для кювет. Спектры корректировали на флуоресценцию буфера, флуктуации лампы и спектральную чувствительность детектора. Спектры возбуждения th G b были получены при длинах волн излучения 375, 400, 450, 500 и 550 нм.Для спектров излучения длины волн возбуждения составляли 310, 320, 330, 340, 350, 360 и 370 нм. Квантовые выходы (QY) растворов th G b определяли с использованием сульфата хинина (QY = 0,546 в 0,5 M H 2 SO 4 ) в качестве эталона. 22
Деконволюция спектров поглощения и излучения проводилась на основе линейной комбинации спектров различных чистых форм th G b . Matlab использовался для определения вкладов различных форм с помощью алгоритма спектральной деконволюции.Значения p K a в основном состоянии определяли путем аппроксимации зависимости x , относительных концентраций каждого вида (как определено из деконволюции спектров поглощения) или максимумов поглощения как функции pH с модель (1), полученная из уравнения Хендерсона-Хассельбаха, где x 1,2 — относительные концентрации или длины волн поглощения, измеренные при низком и высоком pH соответственно.
x = ∑i = 1,2×1 × 10 (pH − pKai) + x21 + 10 (pH − pKai)
(1)
Значения p K a * были рассчитаны с использованием теории цикла Фёрстера. со следующим уравнением:
pKa * = pKa− (hν1 − hν2) 2.303кБТ
(2)
где hν 1 и hν 2 — энергия 0–0 электронного перехода кислотной и основной форм соответственно. Соответствующие энергии оценивались по среднему значению максимумов поглощения и излучения кислотной и основной форм. 23
Спектроскопия с временным разрешением
Измерения флуоресценции с временным разрешением выполнялись с использованием метода коррелированного по времени однофотонного счета с возбуждением на 315 нм и 360 нм.Импульсы возбуждения на длине волны 315 нм генерировались титановым сапфировым лазером с утроенной частотой (Tsunami, Spectra Physics), накачиваемым лазером Millenia X (Spectra Physics) с частотой следования 4 МГц. Импульсы возбуждения на длине волны 360 нм генерировались лазером суперконтинуума (NKT Photonics SuperK Extreme) с частотой повторения 10 МГц. Спады флуоресценции собирали по спектрам излучения с интервалом 20 нм, используя поляризатор, установленный под магическим углом, и полосовой монохроматор 16 мм (Jobin Yvon).Однофотонные события регистрировались с помощью фотоумножителя с микроканальной пластиной R3809U Hamamatsu, подключенного к импульсному предварительному усилителю HFAC (Becker-Hickl GmbH), и регистрировались на коррелированной по времени плате для счета одиночных фотонов SPC-130 (Becker-Hickl GmbH). Инструментальная функция отклика (IRF), записанная с помощью полированного алюминиевого отражателя, показала полную ширину на полувысоте 40 пс для возбуждения 315 нм и 50 пс для возбуждения 360 нм.
Экспоненциальные затухания с временным разрешением были подогнаны с использованием процедуры глобального подбора Игоря Про (Wavemetrics).Подгоночная функция представляла собой сумму экспоненциальных затуханий (до 4 компонентов), свернутую с нормализованной гауссовой кривой стандартного отклонения σ , обозначающей временную IRF и функцию Хевисайда. Все затухания излучения были подогнаны с использованием веса, который соответствует стандартному отклонению квадратного корня из числа фотонов. Время жизни было общим для всех длин волн излучения, в то время как амплитуды оставались свободными во время подгонки (алгоритм Левенберга-Марквардта). Спектры, связанные с распадом (DAS), были построены по формуле: Ii (λ) = αiτiI (λ) / ∑αi (λ) τi, где I ( λ ) — стационарный спектр излучения, а α i ( λ ) — амплитуды, зависящие от длины волны.
Фемтосекундная спектроскопия нестационарного поглощения (ТА)
Установка ТА основана на регенеративном усилителе (амплитуда) с чирпированным импульсом, работающим на частоте 5 кГц и генерирующим импульсы 800 нм, 40 фс, 0,5 мДж, используемые для накачки Non -коллинеарный оптический параметрический усилитель (TOPAS; преобразование света) с последующей генерацией второй гармоники. 24 Полученный световой луч был настроен на 315 нм или 360 нм и использовался в качестве импульса накачки для возбуждения образцов. В качестве зондирующего импульса мы использовали чирпированный суперконтинуум белого света (300–700 нм), полученный путем фокусировки нескольких мкДж основного импульса 800 нм внутри кристалла CaF 2 толщиной 2 мм.Насос и зонд имеют линейную поляризацию в конфигурации с магическим углом и фокусируются в проточную ячейку толщиной 0,5 мм, где образцы циркулируют с помощью перистальтического насоса. Спектр переданного зонда собирается спектрографом и камерой CCD. Измеренный сигнал соответствует индуцированной накачкой оптической плотности Δ A как функции задержки накачки-зонда τ и длины волны зонда λ. Временное разрешение эксперимента от 60 до 80 фс. После каждого эксперимента ТА мы записываем сигнал растворителя, который иногда называют когерентным артефактом.Этот сигнал используется для измерения зависимости нулевого времени от длины волны в результате дисперсии групповой скорости зондирующего луча. 25 Мы выполняем традиционный анализ данных ТА, который заключается в вычитании этого сигнала растворителя из данных, записанных на молекулах в растворе, и последующей обработке данных для исправления чирпа. Затем мы выполняем глобальный анализ. Разложение по сингулярным значениям (SVD) используется для разложения данных как продукта трех матриц: сингулярных спектров, сингулярных значений (SV) и сингулярных переходных процессов (ST).Глобальная подгонка выполняется на двух или трех доминирующих ST. Количество ST, учитываемых для подгонки, таково, что игнорируемые ST должны иметь амплитуду более слабую, чем остатки глобального подбора. Подгоночная функция представляет собой сумму экспоненциальных функций, свернутых с функцией Гаусса, моделирующей функцию отклика прибора (IRF). Для минимизации хи-квадрат глобального соответствия требуется до трех постоянных времени. Наконец, каждая постоянная времени, определяемая с помощью подгонки, связана со спектром, связанным с затуханием (DAS), определяющим зависимость от длины волны соответствующего предэкспоненциального фактора и, следовательно, спектральную эволюцию, связанную с каждой постоянной времени.Для этих измерений исходные растворы th G b разбавляли до конечной концентрации 1 мМ в водном растворе (<2% ДМСО).
Детали вычислений
Характеристика минимумов
Минимумы энергии в основном и возбужденном состояниях различных компонентов были оптимизированы с помощью теории функций плотности (DFT) и ее зависящей от времени версии (TD-DFT) с использованием PBE0 26 , 27 функционала и 6–31 + G (d, p) базис. Их энергии (и свободные энергии G wa ) были вычислены с помощью одноточечных вычислений с использованием большего базиса 6–311 + G (2d, 2p).Чтобы смоделировать эффекты растворителя, мы прибегли к модели смешанного дискретного континуума, в которой 6 молекул воды были явно включены в расчеты (), в то время как объемные эффекты растворителя учитывались моделью поляризуемого континуума (PCM). 28,29 Этот вычислительный подход уже успешно использовался для изучения th G, обеспечивая точное описание равновесий таутомеризации и электронных спектров. 21 Мы будем использовать вычисленные энергии вертикального поглощения и излучения для интерпретации экспериментальных спектров.На самом деле, эти величины нельзя напрямую сравнивать с максимумами поглощения и излучения, которые сильно зависят от колебательного перекрытия между различными возбужденными состояниями. 30 Как следствие, учитывая другой возможный источник ошибок наших расчетов (функционал плотности, базисный набор, учет эффекта растворителя, отсутствие тепловых эффектов), расхождения в 0,2–0,3 эВ между вертикальными энергиями и спектральными максимумами не обнаруживаются. удивительно, и нельзя ожидать, что он будет одинаковым для всех молекул.
p
K a и время жизнидля основного и возбужденного состояний p K a значения были получены с использованием:
Δ G wa соответствует разнице свободной энергии (в ккал-моль −1 ) между нейтральной и кислотной / основной формами, вычисленной в воде (с использованием экспериментального значения, 269 ккал-моль −1 , для свободной энергия H + в воде). 31,32 Мы дважды проверили наши предсказания p K a , используя также другую процедуру, 33 , которая объединяет Δ G , вычисленное в газовой фазе на более высоком уровне теории с дифференциальными энергиями сольватации ( см. ESI †).
Время жизни радиационной флуоресценции оценивалось с использованием протокола, описанного в ссылке. 21, который учитывает энергии излучения (VEE) и дипольные моменты ( μ ):
Теор τR = 1kRkR = 43VEE3c3μ2
Время жизни флуоресценции ( c τ ) можно оценить, учитывая экспериментальный квантовый выход ( ) и соотношение ниже:
Результаты
Абсорбционные свойства
Спектры поглощения th G b регистрировали в водных буферах в диапазоне pH 2–12 (и).В нашей предыдущей работе, 14 , мы продемонстрировали, что спектр th G при pH = 7,5 представляет собой сумму двух вкладов, приписываемых таутомерам h2 и h4, характеризующихся четкими максимумами поглощения ( λ max ) при 334 и 313 нм соответственно. Спектры поглощения h2 и h4 были получены с использованием спектров возбуждения при 500 нм и 380 нм, где излучают только h2 и h4 соответственно. 14 Здесь мы показываем, что для th G b , измеренные спектры и их максимумы поглощения () остаются почти наложенными в диапазоне pH 6–9, предполагая, что таутомеры h2 и h4 являются единственными разновидностями при этом pH. диапазон.Их равновесие, очевидно, не зависит от pH в этом диапазоне, что указывает на то, что их взаимное превращение не включает стадии протонирования или депротонирования. Кроме того, измеренные спектры таутомеров th G b были идентичны уже опубликованным. 14 Напротив, прогрессивный синий сдвиг наблюдается при более низких значениях pH, сходящийся к спектру, который почти совмещается при pH 2 и 3. При двух последних значениях pH положение максимума поглощения (309 нм) равно смещены в синий цвет относительно максимумов поглощения форм h2 и h4 (334 и 313 нм, соответственно), что позволяет предположить, что при этих кислых значениях pH образуется новый вид, условно названный формой A.Параллельно с этим при pH> 9 наблюдается сильный красный сдвиг, сопровождающийся увеличением поглощения, сходящийся к спектру, который почти накладывается при pH 11 и 12. При таких основных значениях pH положение максимума поглощения (340 нм) равно значительно смещен в красную область по сравнению со спектрами h2 и h4, что указывает на то, что дополнительная форма, называемая формой B, появляется при основном pH. Взятые вместе, наши данные по абсорбции предполагают, что в дополнение к таутомерам h2 и h4 появляются две дополнительные формы при кислом и основном pH.Предполагая, что кислые формы A и основные формы B th G b являются единственными видами в растворе при pH 2 и 12, соответственно, мы могли бы вывести их молярные коэффициенты экстинкции. Значения 4210 M -1 см -1 при 309 нм и 5950 M -1 см -1 при 340 нм были получены для pH 2 и 12 соответственно.
(A) и (B) Спектры поглощения th G b , записанные при различных значениях pH. (C) Зависимость длины волны максимума поглощения от pH.Экспериментальные точки (красные диски) были аппроксимированы уравнением, полученным из модели Хендерсона-Хассельбаха (сплошная линия, уравнение (1)).
Зная индивидуальные спектры поглощения всех четырех видов th G b (), мы можем восстановить относительные концентрации различных частиц в диапазоне pH 2–12 (). Было обнаружено, что относительная концентрация формы A падает при pH> 3 и становится незначительной при pH 6. Форма B наблюдалась при pH> 9, достигая 100% при pH ≥ 11.Относительные концентрации таутомеров h4 и h2 были постоянными при pH 6–9 и составляли около 43 ± 1% и 57 ± 1% соответственно. Интересно, что концентрации обоих таутомеров снижались при pH 4 и 5, а также при pH 10, но их соотношение оставалось постоянным. Это подтверждает, что значение константы равновесия между двумя таутомерами, K = [h2] / [h4] = 1,33 ± 0,05, не зависит от pH.
(A) Спектры поглощения четырех видов th G b .Спектры форм h2 и h4 взяты из Шолох и др. ., 14 , в то время как спектры кислых и основных форм были выведены из спектров при pH 2 и 12 дюймов. (B) Профили концентрации различных видов th G b в основном состоянии, полученные в результате деконволюции спектров в и. Сплошные линии соответствуют подгонке экспериментальных точек к уравнению (1).
Более того, изменения концентраций форм A и B с изменением pH можно использовать для определения их значений p K a , используя уравнение (1) ().Полученные значения (4,3 ± 0,1 и 10,2 ± 0,1) отлично согласуются с рассчитанными из зависимости максимумов поглощения от pH (4,4 ± 0,1 и 10,3 ± 0,1,).
Характеристики излучения
Чтобы подтвердить и дополнительно охарактеризовать различные формы th G b , спектры излучения th G b были записаны на разных длинах волн возбуждения, выбранных по всему спектру поглощения. Спектры излучения в диапазоне pH 6–9 () были очень похожи на ранее сообщенные спектры th G при pH 7.5 14 и показал сопоставимую зависимость от длины волны возбуждения, подтверждая, что равновесие между таутомерами h2 и h4 не зависит от pH в этом диапазоне.
Спектры излучения th G b , записанные при различных значениях pH и длинах волн возбуждения.
При pH 11 и 12 было обнаружено, что спектры излучения не зависят от длины волны возбуждения, демонстрируя максимум при 451 нм (), который четко отличается от максимумов излучения как h2 (470 нм), так и h4 (400 нм). ) таутомеры.Более того, независимость спектров возбуждения от длины волны излучения, а также его перекрытие с соответствующим спектром поглощения (рис. S1A и B, ESI †) подтверждают, что форма B, присутствующая в растворе при pH = 11–12, является уникальный вид, отличный от таутомеров h2 и h4. При pH 10 () и длинах волн возбуждения ≥350 нм максимум излучения был при 458 нм и, таким образом, был промежуточным по сравнению с таковым для таутомера h2 (470 нм) и формы B (451 нм). Это убедительно свидетельствует о том, что формы h2 и B выделяют при этом pH.Более того, эмиссия h4 может быть отчетливо видна при pH = 10, когда длина волны возбуждения ниже 350 нм. Одновременное присутствие трех форм дополнительно подтверждается спектрами возбуждения (рис. S2, ESI †). Действительно, спектры возбуждения, записанные при 375 нм (рис. S2A, ESI †) и 450 нм (рис. S2B, ESI †), хорошо перекрываются со спектрами поглощения форм h4 и B соответственно, в то время как спектр возбуждения, записанный при 500 –550 нм (рис. S2C, ESI †) сравним со спектром поглощения таутомера h2.
Подобно pH 11 и 12, спектры испускания при pH 2 не зависели от длины волны возбуждения и показали максимум испускания при 482 нм (). В соответствии с данными поглощения, спектры излучения показывают, что форма A вносит вклад в процесс излучения. Кроме того, независимость спектров возбуждения от длины волны излучения предполагает, что только форма A поглощает и излучает при pH 2 (рис. S3, ESI †).
Результаты, полученные при pH 4 и 5, интерпретировать труднее.Хотя спектры поглощения предполагали, что соотношение между концентрациями h2 и h4 было постоянным в диапазоне pH 4–10, мы ясно наблюдали, что относительный вклад эмиссии таутомера h4 уменьшался при pH 4 и 5 (сравните и с). Более того, при pH 3, хотя вклад таутомера h2 составлял менее 10% в спектре поглощения, было обнаружено, что спектры излучения не зависят от длины волны возбуждения и полностью перекрываются со спектром излучения таутомера h2 ().Таким образом, явное несоответствие между данными по абсорбции и эмиссии при pH 3-5 указывает на возможную реакцию в возбужденном состоянии, в которой накапливается таутомер h2.
Затем мы охарактеризовали квантовые выходы флуоресценции th G b как функцию pH. Для каждого значения pH мы определяли QY на нескольких длинах волн возбуждения (310–340 нм при pH 2 и 3 и 310–370 нм при pH 4–12). При всех значениях pH значения QY оказались постоянными во всем исследованном диапазоне длин волн возбуждения.Более того, значения QY оказались удивительно постоянными (0,48 ± 0,03) в диапазоне pH 5–12 (рис. S4, ESI †). Так как в диапазоне pH 6–9 только таутомер h2 возбуждается на длинах волн ≥350 нм, тогда как таутомеры h2 и h4 возбуждаются на более низких длинах волн, это ясно указывает на то, что таутомеры h2 и h4 обладают одинаковым QY (0,48 ± 0,03 ). Этот вывод согласуется с нашим предыдущим вкладом, где сообщалось о QY 0,49 (± 0,03) как для таутомеров h2, так и для h4 th G при pH 7.5. 14 Более того, поскольку при pH 12 наблюдается только форма B, а форма B смешивается с таутомерами h2 и h4 при pH 10 и 11, постоянство значения QY при pH 10–12 убедительно свидетельствует о том, что QY формы B идентичен QY таутомеров h2 и h4. Напротив, форма A демонстрирует существенно более низкий QY (0,11 ± 0,01), измеренный при pH 2. Зная процентное содержание форм h2, h4 и A в основном состоянии при pH 3-5 () и QY трех формы, легко рассчитать QY, которые можно было бы ожидать в этом диапазоне pH, если бы не происходила реакция в возбужденном состоянии.Расчетные значения (0,13, 0,23 и 0,41 при pH 3, 4 и 5 соответственно) заметно ниже экспериментальных (0,3, 0,42 и 0,48), что позволяет предположить, что форма A должна быть преобразована в одну из других форм в возбужденное состояние.
Спектроскопия с временным разрешением
Для сбора дополнительной информации о реакции в возбужденном состоянии при кислом pH и фотофизике th G b был проанализирован ее затухание флуоресценции с временным разрешением. Сначала мы регистрировали спектрально разрешенные затухания флуоресценции в зависимости от pH (4–12) при возбуждении на длине волны 360 нм.Как показано на фиг.4, только таутомер h2 и форма B поглощают на этой длине волны. Для каждого значения pH было подобрано I ( λ , t ) с использованием алгоритма глобального анализа. Время жизни оставалось постоянным для всех значений pH и λ , а амплитуды были единственными свободными параметрами подгонки. DAS рассчитывались, как описано в разделе «Материалы и методы». В диапазоне pH 4–9 затухания флуоресценции характеризовались единичным временем жизни флуоресценции, равным 20.5 нс приписывается h2 *, возбужденному состоянию таутомера h2 (и). Подобное поведение также наблюдалось при pH ≥ 11, когда затухание флуоресценции отображало единственный компонент (13,5 нс), который может быть связан с распадом B *, возбужденного состояния формы B (). При pH 10 распад хорошо описывался двухэкспоненциальной функцией (были зафиксированы 13,5 и 20,5 нс), что позволяет предположить, что как формы h2 *, так и B * испускают ().
(A-D) Спектры, связанные с распадом, полученные при pH 5, 7, 10 и 12, при возбуждении на 360 нм.Спады флуоресценции с разрешенным спектром анализировали с использованием алгоритма глобального подбора, как описано в основном тексте.
Затем мы выполнили измерения затухания флуоресценции с разрешенным спектром в зависимости от pH (2–12) при возбуждении 315 нм, когда все частицы поглощают ().
В диапазоне pH 6–9 затухание флуоресценции соответствовало двухкомпонентной модели со временем затухания 20,5 нс (фиксированное, как получено из экспериментов, проведенных при возбуждении на длине волны 360 нм) и 12.6 нс (-). Поскольку DAS более короткого компонента хорошо соответствовал спектру излучения h4, этот более короткий компонент можно однозначно отнести к этому таутомеру. Чтобы исключить возможность сверхбыстрой конверсии между двумя таутомерами в их возбужденном состоянии (т.е. на быстрее, чем временное разрешение 40 пс нашей установки TCSPC), измерения ТА-спектроскопии (разрешение 80 фс) были выполнены при pH 7. ( λ exc = 315 нм). Результаты показаны в.В сигнале TA преобладает сильная полоса поглощения возбужденного состояния во всем спектральном диапазоне (325-600 нм), которая не показывает никаких спектральных изменений, но монотонно медленное уменьшение со временем, что согласуется с долгоживущими временами жизни формы h2 и h4. Это ясно показывает отсутствие конверсии возбужденного состояния между h2 и h4.
(A-E) Спектры, связанные с распадом, определенные при pH 6, 7, 9, 10 и 12, при возбуждении на длине волны 315 нм. Спады флуоресценции с разрешенным спектром анализировали с использованием алгоритма глобального подбора, как описано в основном тексте.(F) Относительные концентрации различных видов th G b в возбужденном состоянии, полученные с помощью DAS, скорректированные на основе различий в коэффициентах экстинкции.
ТА-спектроскопия th G b при возбуждении при λ ex = 315 нм: 2D-карты сигнала ТА (Δ A , цветовая шкала) в зависимости от длины волны зонда (нм) и задержка насос-зонд (пс) измерена при (A) pH = 7 и (B) pH = 2. Сигнал везде положительный (красный), i.е. преобладает сильное поглощение в возбужденном состоянии (ESA). Горизонтальные и вертикальные пунктирные линии на панели (B) соответственно показывают временную задержку 2,5 пс, при которой мы строим переходный спектр на панели (C), и длину волны 400 нм, при которой мы отслеживаем кинетику затухания на панели (D). . Мы идентифицируем зеленую область, видимую на панели B около 400 нм на ранних временах задержки, как стимулированное излучение (SE, отрицательный сигнал) вида A *, которое перекрывает его положительное и более интенсивное ESA на той же длине волны.Результат глобального подбора (см. «Экспериментальный раздел») показан на панели (D) (красная линия). После быстрой спектральной релаксации в течение первых 1 пс (вероятно, из-за внутримолекулярной релаксации и / или релаксации растворителя) определяется постоянная времени (48 ± 2) пс, которая соответствует кинетике преобразования возбужденного состояния A *.
При pH 10 спектры излучения и возбуждения показывают, что при этом значении pH наблюдается излучение от h2, h4 и B. Поскольку время жизни h4 * (12,6 нс) и B * (13.5 нс) слишком близки для разрешения, мы зафиксировали их (вместе со временем жизни h2 * , т.е. ,20,5 нс) при анализе затуханий флуоресценции. Из глобального анализа распадов, зарегистрированных в спектре излучения th G b , мы получили три DAS, которые очень хорошо согласуются со спектрами излучения трех форм (). Что касается возбуждения 360 нм, затухание флуоресценции при pH ≥ 11 показало единственную составляющую (13,5 нс), которую можно отнести к испусканию B * ().
При pH 2 измеренные затухания флуоресценции были проанализированы с использованием метода глобальной подгонки путем разделения времени жизни (плавающих параметров) между всеми длинами волн. Для точного соответствия измеренным значениям распада потребовалось три компонента. Два короткоживущих времени жизни (0,14 и 1,1 нс) показали положительную амплитуду в синей части спектра и отрицательную — в красной части спектра. Это предполагает существование по крайней мере одной реакции в возбужденном состоянии, где A (который поглощает с максимумом 309 нм), вероятно, превращается в другие частицы, которые дают спектр излучения с центром на 481 нм ().Было обнаружено, что долгоживущий компонент (7 нс) является в значительной степени доминирующим и, вероятно, связан с частицами, образующимися в результате реакции возбужденного состояния. Для дальнейшего подтверждения этого преобразования возбужденного состояния были выполнены измерения ТА-спектроскопии. В отличие от данных при pH = 7, спектр ТА, измеренный при pH = 2 (-), показывает четкое преобразование между двумя различными спектроскопическими сигнатурами с временной шкалой 50 пс (см.). За этим преобразованием следует медленный спад, соответствующий компоненту 7 нс, измеренному TCSPC.Истощение раннего сигнала ESA наблюдается около 400 нм (зеленая полоса при задержках <10 пс) и, вероятно, связано со стимулированным излучением от A *, перекрывающим сигнал ESA в этом спектральном диапазоне.
Три компонента необходимы для точного соответствия затуханию флуоресценции, полученному при pH 3, а именно: два коротких времени жизни (0,14 и 1,1 нс), связанные с реакцией в возбужденном состоянии, и долгоживущее время жизни (14,8 нс). При pH 4 h4 уже присутствует в основном состоянии (12.6 нс) и поэтому вносит значительный вклад в затухание флуоресценции. Таким образом, соответствие данных дало 4 компонента (0,14, 1,1, 12,6 и 19,7 нс). При pH 5 в распадах в значительной степени преобладали вклады h4 (12,6 нс) и h2 (20,5 нс), связанные с их прямым возбуждением, так что было невозможно обнаружить какое-либо короткоживущее время жизни. Таким образом, наши измерения с временным разрешением подтверждают модель, в которой реакция возбужденного состояния имеет место при низком pH. В результате, как уже сообщалось для других соединений, 24,34 измеренные времена жизни флуоресценции должны зависеть от времени жизни взаимопревращающих частиц и кинетических констант возбужденного состояния, которые управляют их взаимопревращением.Эта гипотеза согласуется с увеличением самого длительного срока службы с 7 нс (pH 2) до 20,5 нс (pH 5).
Расчеты
Виды основного состояния и абсорбционные свойства
Подтверждая результаты, полученные для -го нуклеозида G, 21 , только таутомеры h2 и h4 -го G b заселяются при нейтральном pH, первые немного более стабильна, что согласуется с экспериментальными наблюдениями (таблица S1 в ESI †).Рассчитанные энергии вертикального поглощения хорошо согласуются с экспериментальными спектрами поглощения, но с небольшим завышением (0,3 эВ) энергии перехода h4 ().
Таблица 1
Вычисленные энергии поглощения (геометрия Франк-Кондона) и излучения (S 1 мин) в эВ (нм), стоксов сдвиг, сила осциллятора ( f ) и время жизни различных форм th G b на уровне теории TD-PBE0 / 6-311 + G (2d, 2p) // PBE0 / 6-31 + G (d, p), явно включая 6 H 2 молекул O и PCM в расчеты.Время жизни флуоресценции рассчитывали исходя из квантового выхода (а) 0,5 или (б) 0,1. (c) Предположительно очень низкая флуоресценция QY из-за реакции в возбужденном состоянии, о чем свидетельствуют эксперименты по TA и флуоресценции с временным разрешением
| Теоретическая | Экспериментальная | ||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| FC | S 62 1 84 мин.| Δ E (сдвиг Стокса) | f | c τ | Поглощение | Эмиссия | Сдвиг Стокса | c τ | | 902 902 | ||||||||||||||||||
| 3.76 (329) | 2,99 (414) | 0,77 | 0,0668 | 16 (а) | 3,73 (334) | 2,65 (470) | 1,08 | 20 | |||||||||||||||||||
| h3 | |||||||||||||||||||||||||||
| h4 | |||||||||||||||||||||||||||
| 4,23 (293) | 3,40 (364) | 0,83 | 0,0855 | 9 (a) | 0,86 | 13 | |||||||||||||||||||||
| [ th G b –h2 – h4] + | 05 (306) | 3,24 (382) | 0,81 | 0,0534 | — (c) | 4,00 (309) | |||||||||||||||||||||
| [ th – G b ] + | |||||||||||||||||||||||||||
| 3,24 (382) | 2,58 (479) | 0,66 | 0,66 | 0,66 | 2,57 (482)7 | ||||||||||||||||||||||
| [ th G b –h4 – OH] + | .81 (325) | 3,00 (412) | 0,81 | 0,0546 | 5 (б) | ||||||||||||||||||||||
| [ th G b 604 | [ th G b 604] 8 — 82 3 | ||||||||||||||||||||||||||
| 3,78 (328) | 3,06 (405) | 0,72 | 0,0949 | 10 (a) | 10 (а) | 0.90 | 13 | ||||||||||||||||||||
В качестве первого шага к изучению основного pH th G b мы рассмотрели возможные частицы, соответствующие анионной форме th G b (рис. S5, ESI †). Как показано в Таблице S1 (ESI †), наиболее стабильным веществом является кетоамино-он, в котором депротонированы как N99, так и N11. Эта форма, обозначенная как [ th G b ] –, должна быть единственной заполненной в основных условиях и, таким образом, соответствовать форме B.Эта атрибуция подтверждается хорошим совпадением вычисленной энергии вертикального поглощения для этого вида с экспериментальным максимумом поглощения при высоком pH ().
Для кислых растворов мы охарактеризовали три возможные формы протонированного th G b (). Наиболее стабильным (таблица S1, ESI †) является тот, в котором протонированы как атомы N9, так и N11, в дальнейшем обозначенный как [ th G b -h2-h4] +. Она по крайней мере на 0,4 эВ более стабильна, чем две другие возможные формы, что позволяет предположить, что она должна быть единственной при низком pH и, таким образом, соответствовать форме A.Более того, максимум поглощения, вычисленный для [ th G b -h2-h4] + , обеспечивает интенсивный переход при 306 нм, что прекрасно согласуется с экспериментальным максимумом поглощения при низком pH (). Максимумы поглощения, рассчитанные для двух других форм, в меньшей степени согласуются с экспериментами, что подтверждает наше предположение.
Интересно, что вычисленные значения p K a (3,2 для h2 и 4,2 для h4) полностью согласуются с экспериментальными, учитывая присутствие двух почти равноправных таутомеров при нейтральном pH и внутреннюю сложность точного вычисления p K a значений в растворе (подробное обсуждение см. в ESI †).
Виды возбужденного состояния и свойства излучения
Оптимизация геометрии яркого возбужденного состояния с наименьшей энергией h2 и h4 (обозначенных как h2 * и h4 *) приводит к стабильным минимумам поверхности потенциальной энергии (PES) в соответствии с существенными экспериментальный квантовый выход обоих таутомеров. Рассчитанные энергии излучения и стоксов сдвиг довольно хорошо согласуются с их экспериментальным аналогом (). 21
Для выбросов th G b при базовом pH оптимизация геометрии [ th G b ] — приводит к стабильному минимуму PES, характеризующемуся сильным излучением при 3.06 эВ ( f = 0,095). Мы также оптимизировали минимумы яркого возбужденного состояния четырех других возможных форм. Основываясь на их относительной стабильности (Таблица S1, ESI †), энергии излучения (Таблица S2, ESI †) и связанных временах жизни, мы можем сделать вывод, что только минимум S 1 [ th G b ] — способствует флуоресценции th G b при высоком pH.
Затем мы оптимизировали минимумы спектроскопического состояния для трех возможных частиц при кислом pH.Расчетная энергия излучения для [ th G b -h2-h4] * + (наиболее стабильная в основном состоянии) составляет 382 нм. Это значение хорошо согласуется с отрицательным сигналом, появляющимся на ~ 400 нм в раннем спектре ТА (и), который затем может быть отнесен к стимулированному излучению этого вида. С другой стороны, он не совпадает со спектром излучения в установившемся режиме, так как он значительно смещен в синий цвет (). Наши расчеты фактически предсказывают, что минимум яркого возбужденного состояния формы [ th G b -h2-OH] * + более стабилен на 0.3 эВ (таблица S1, ESI †) по сравнению с [ th G b -h2-h4] * + , предполагая, что [ th G b -h2-OH] * + играет основная роль в эмиссии th G b при кислом pH. Этот вывод дополнительно подтверждается расчетной длиной волны излучения (479 нм) из минимума [ th G b -h2-OH *] + , который почти совпадает с экспериментальным максимумом (482 нм) (). Напротив, минимум [ th G b -h4-OH] * + является наименее стабильным и не должен использоваться в фотофизике th G b .
Наконец, вычислив радиационное время жизни различных возбужденных состояний и используя измеренные QY, мы предсказали время жизни флуоресценции различных видов (). Сравнение с экспериментальными временами жизни показывает разумное согласие, правильно предсказывающее, что h2 имеет большее время жизни, чем h4. Наши расчеты также хорошо согласуются с экспериментом для формы B; расчетное время жизни флуоресценции близко к экспериментальному значению.
Обсуждение
В этом исследовании мы исследовали фотофизические свойства th G b , высокоэмиссионного аналога G, в зависимости от pH.При нейтральном pH абсорбционные и эмиссионные свойства th G b оказались очень похожими на те, о которых ранее сообщалось для th G рибонуклеозида 13 и дезоксирибонуклеозида. 14,17,35 Это указывает на то, что, как и для других флуоресцентных азотистых оснований, 8,36 сахар существенно не изменяет фотофизические свойства ароматического хромофора.
Спектры DAS и деконволюции излучения использовались для определения относительных вкладов различных частиц в возбужденном состоянии ().Проценты были скорректированы с использованием различий в коэффициентах вымирания между разными формами (). В диапазоне pH 6–9 процентное содержание двух таутомеров, рассчитанное с помощью DAS и деконволютированных спектров излучения, хорошо согласуется с данными, полученными по данным поглощения, подтверждая, что у нас есть два таутомера в равновесии в основном состоянии с К. = [h2] / [h4] = 1,3 ± 0,1, что указывает на то, что в возбужденном состоянии не происходит взаимного преобразования. Равновесие в основном состоянии между h2 и h4 также полностью подтверждается расчетами ab initio .Поскольку каждый из двух таутомеров возбужден и излучает независимо от другого, кинетические константы скорости, определяющие равновесие между двумя формами, вероятно, медленные по сравнению с временем жизни возбужденного состояния. Действительно, в возбужденном состоянии не наблюдается взаимного превращения, как показывают данные TA () и тот факт, что возбуждение только таутомера h2 на длинах волн ≥350 нм не генерирует излучения таутомера h4. Видно хорошее совпадение для популяции форм B, h2 и h4 при pH 10, что было получено из спектров поглощения, спектров деконволюции излучения и DAS.Более того, соотношение между таутомерами h2 и h4 составляет около 1,2 и хорошо согласуется с константой равновесия между двумя формами. Данные при pH 10 убедительно свидетельствуют о том, что равновесие между таутомерами h2 и h4 и формой B, приписываемой аниону [ th G b ] —, является равновесием в основном состоянии. Значение p K a * (10,2 ± 0,1), рассчитанное с помощью DAS (), полностью согласуется со значением p K a , рассчитанным по данным поглощения (10.2 ± 0,1) и рассчитывается на основе теории цикла Фёрстера или квантово-механических расчетов (таблица S4, ESI †), подтверждая, что преобразование происходит в основном состоянии. В результате каждая из этих форм возбуждается и излучает независимо от двух других. Наконец, в соответствии со значениями p K a , спектры поглощения и излучения показывают, что таутомеры h2 и h4 полностью превращаются в анион [ th G b ] — при pH ≥ 11.
При кислом pH были идентифицированы два короткоживущих времени жизни, которые отображали положительную и отрицательную амплитуды в исследуемом спектральном диапазоне, что свидетельствует о реакции в возбужденном состоянии.Из квантово-механических расчетов эта реакция была отнесена к преобразованию [ th G b -h2-h4] * + , возбужденного состояния [ th G b -h2-h4] + в возбужденное состояние [ th G b -h2-OH] + . Расчетный максимум поглощения [ th G b -h2-h4] + и максимумы выбросов для обоих [ th G b -h2-h4] * + и [ th G b -h2-OH] + * согласуются с экспериментальными данными.Более того, было обнаружено, что [ th G b -h2-OH] + далее превращается в возбужденном состоянии в таутомер h2, о чем свидетельствует увеличение долгоживущего времени жизни, которое достигает 20,5 нс при pH 5. Наконец, при pH 4 и 5 можно было подогнать затухание флуоресценции, включив и зафиксировав время жизни h4 (12,6 нс), что, вероятно, указывает на то, что h4 поглощает и испускает независимо от двух других форм и, следовательно, не участвует в переносе протона. процесс. Интересно, что квантово-механические расчеты предсказывают явное уменьшение p K a * (2.8) по сравнению с p K a в основном состоянии (4,4 ± 0,1).
На основе этих данных мы разработали глобальную модель, показанную в, для описания фотофизики th G b в кислых pH (<6). В этой модели возбужденное состояние [ th G b -h2-h4] * + может преобразоваться в более стабильную форму [ th G b -h2-OH] * + через внутримолекулярный перенос протона в возбужденном состоянии (ESIPT). Как свидетельствует эксперимент TA, проведенный при pH 2, скорость ESIPT была зафиксирована на уровне 20 нс -1 в нашей модели.В то же время, поскольку p K возбужденного состояния значение * ниже, чем значение p K в основном состоянии a , [ th G b -h2-OH] * + может подвергаться опосредованному водой переносу протона в возбужденном состоянии (ESPT) с образованием h2 *. В предложенной модели опосредованный водой обратный перенос протона (связанный с превращением h2 * в [ th G b -h2-OH] * + ) зависит от pH и, таким образом, регулируется кажущейся константой ( k + = k [H 3 O + ]), где [H 3 O + ] — концентрация протонов в буфере.
Модель фотоцикла, используемая для описания эмиссионных свойств th G b в кислых условиях. Равновесия в основном состоянии не указаны.
Для проверки этой модели затухания флуоресценции в диапазоне pH 2–5 были подогнаны путем численного решения системы связанных дифференциальных уравнений, приведенных в ESI. † Спады, использованные для подгонки, регистрировались с возбуждением на 315 нм и излучение при 480 нм, чтобы учесть распады как формы [ th G b -h2-OH] * + , так и формы h2 *.Используя нашу модель, можно было получить зависящие от времени концентрации различных частиц в возбужденном состоянии после начального импульсного возбуждения (40 пс). Принимая во внимание, что затухания флуоресценции, измеренные на длине волны 480 нм, пропорциональны населенностям возбужденных состояний ([ th G b -h2-OH] * + и h2 *), генерируемых возбуждением [ th G b -h2-h4] + плюс фракция h2, непосредственно возбужденная на длине волны 315 нм (относительный вклад отображается в), мы смогли подогнать затухание флуоресценции () и определить кинетические константы скорости.
(A-D) Затухание флуоресценции зарегистрировано при pH 2, 3, 4 и 5 (красные кривые). Длины волн возбуждения и испускания составляли 315 нм и 480 нм соответственно. Сплошные черные линии соответствуют подгонкам с использованием численного интегрирования системы дифференциальных уравнений, описанной в ESI † , и значений, приведенных в таблице S6 ( ESI † ) и.
Константы кинетической скорости и время жизни флуоресценции, полученные с помощью этого подхода, собраны в Таблице S6 (ESI †) и.Интересно, что расчетное значение времени жизни h2 очень близко к экспериментальному. Кроме того, было обнаружено, что соотношение k + / k — изменяется в 10 раз для каждого изменения pH на одну единицу, в полном соответствии с изменением концентрации протонов, как предсказано нашей моделью. Наконец, достоверность модели была дополнительно подтверждена путем расчета значения 1.0 p K a *, равного 1,0 из отношения констант скорости ESPT, что находится в разумном согласии с вычисленным p K a * (2.8). Наконец, реакции как ESIPT, так и ESPT протекают в масштабе времени менее 50 пс, что полностью согласуется со значениями, найденными в литературе для органических соединений. 24,37
Водородный топливный элемент: описание, характеристики, принцип действия, фото
Топливный элемент — это устройство, которое эффективно производит тепло и постоянный ток в результате электрохимической реакции и использует топливо, богатое водородом. По принципу действия похож на аккумулятор. Конструктивно топливный элемент представлен катодом, анодом и электролитом.Чем это примечательно? В отличие от тех же батарей, топливные элементы на водороде не накапливают электрическую энергию, не нуждаются в электричестве для подзарядки и не разряжаются. Производство электроэнергии клетками продолжается до тех пор, пока в них есть воздух и топливо.
Особенности
Отличие топливных элементов от других генераторов электроэнергии состоит в том, что они не сжигают топливо во время работы. Благодаря этой особенности они не нуждаются в роторах высокого давления, не издают громкого шума и вибрации.Электроэнергия в топливных элементах вырабатывается бесшумной электрохимической реакцией. Химическая энергия топлива в таких устройствах преобразуется непосредственно в воду, тепло и электричество.
Топливные элементы очень эффективны и не производят больших количеств парниковых газов. При работе элементов выделяется небольшое количество воды в виде пара и углекислого газа, которое не выделяется, если в качестве топлива действует чистый водород.
История появления
В 1950-х и 1960-х годах потребность НАСА в источниках энергии для длительных космических полетов вызвала одну из самых важных задач для топливных элементов, существовавших в то время.Щелочные элементы используют кислород и водород в качестве топлива, которое во время электрохимической реакции превращается в побочные продукты, полезные во время космического полета, — электричество, воду и тепло.
Топливные элементы были впервые обнаружены в начале XIX века — в 1838 году. Тогда же появились первые сведения об их эффективности.
Работа над топливными элементами, использующими щелочные электролиты, началась в конце 1930-х годов. Никелированные электроды высокого давления были изобретены только к 1939 году.Во время Второй мировой войны топливные элементы, состоящие из щелочных элементов диаметром около 25 сантиметров, были разработаны для британских подводных лодок.
Интерес к ним возрос в 1950-80-е годы, характеризовавшимися дефицитом мазута. Страны по всему миру начали решать проблемы загрязнения воздуха и окружающей среды, стремясь разработать экологически безопасные способы производства электроэнергии. Технология производства топливных элементов в настоящее время активно развивается.
Принцип работы
Тепло и электричество вырабатываются топливными элементами в результате электрохимической реакции с использованием катода, анода и электролита.
Катод и анод разделены протонпроводящим электролитом. После подачи кислорода на катод и водорода на анод запускается химическая реакция, в результате которой выделяются тепло, ток и вода.
Молекулярный водород диссоциирует на анодном катализаторе, что приводит к потере электронов. Ионы водорода текут к катоду через электролит, а электроны проходят через внешнюю электрическую сеть и создают постоянный ток, который используется для питания оборудования.Молекула кислорода на катодном катализаторе соединяется с электроном и поступающим протоном, в конечном итоге образуя воду, которая является единственным продуктом реакции.
Типы
Выбор конкретного типа топливного элемента зависит от области его применения. Все топливные элементы делятся на две основные категории — высокотемпературные и низкотемпературные. Последние используют в качестве топлива чистый водород. Такие устройства, как правило, требуют переработки первичного топлива в чистый водород.Процесс осуществляется на специальном оборудовании.
Высокотемпературные топливные элементы в этом не нуждаются, потому что они преобразуют топливо при повышенных температурах, что устраняет необходимость в водородной инфраструктуре.
Принцип работы топливных элементов на водороде основан на преобразовании химической энергии в электрическую без неэффективных процессов горения и преобразования тепловой энергии в механическую.
Общие концепции
Водородные топливные элементы — это электрохимические устройства, вырабатывающие электричество в результате высокоэффективного «холодного» сгорания топлива.Есть несколько видов таких устройств. Наиболее перспективная технология — водородно-воздушные топливные элементы, оснащенные протонообменной мембраной PEMFC.
Протонпроводящая полимерная мембрана предназначена для разделения двух электродов — катода и анода. Каждый из них представлен углеродной матрицей, покрытой катализатором. Молекулярный водород диссоциирует на анодном катализаторе, отдавая электроны. Катионы переносятся на катод через мембрану, однако электроны передаются во внешнюю цепь, поскольку мембрана не предназначена для переноса электронов.
Молекула кислорода на катодном катализаторе соединяется с электроном из электрической цепи, и появляется протон, в конечном итоге образуя воду, которая является единственным продуктом реакции.
Водородные топливные элементы используются для изготовления мембранно-электродных блоков, которые действуют как основные генерирующие элементы энергетической системы.
Преимущества водородных топливных элементов
Среди них следует выделить:
- Повышенная удельная теплоемкость.
- Широкий температурный диапазон эксплуатации.
- Отсутствие вибрации, шума и теплового пятна.
- Надежный холодный старт.
- Отсутствие саморазряда, что обеспечивает длительное хранение энергии.
- Неограниченная автономность за счет возможности регулировки энергоемкости за счет изменения количества топливных картриджей.
- Обеспечивает практически любую энергоемкость за счет изменения емкости хранения водорода.
- Длительный срок службы.
- Бесшумная и экологически чистая работа.
- Высокая энергоемкость.
- Устойчивость к сторонним примесям в водороде.
Область применения
Благодаря высокому КПД водородные топливные элементы используются в различных областях:
- Зарядные устройства переносные.
- Системы питания БПЛА.
- Источники бесперебойного питания.
- Приборы и оборудование прочие.
Перспективы водородной энергетики
Широкое распространение топливных элементов на перекиси водорода станет возможным только после создания эффективного метода получения водорода.Внедрение технологий в активное использование требует новых идей, при этом большие надежды возлагаются на концепцию биотопливных элементов и нанотехнологий. Некоторые компании недавно выпустили эффективные катализаторы на основе различных металлов, тогда же появилась информация о создании топливных элементов без мембран, что значительно удешевило производство и упростило конструкцию таких устройств. Достоинства и характеристики водородных топливных элементов не перевешивают их главного недостатка — их дороговизны, особенно по сравнению с углеводородными устройствами.На создание единой водородной электростанции требуется не менее 500 тысяч долларов.
Как собрать топливный элемент на водороде?
Топливный элемент небольшой емкости можно создать самостоятельно в условиях обычной домашней или школьной лаборатории. В качестве материалов использовались старый противогаз, кусочки оргстекла, водный раствор этилового спирта и щелочи.
Корпус топливного элемента на водороде своими руками создается из оргстекла толщиной не менее пяти миллиметров.Перегородки между отсеками могут быть меньшей толщины — около 3 миллиметров. Для приклеивания оргстекла используется специальный клей из хлороформа или дихлорэтана и крошки оргстекла. Все работы производятся только при запущенной вытяжке.
Во внешней стенке корпуса просверливается отверстие диаметром 5-6 сантиметров, в которое вставляется резиновая пробка и сливная стеклянная трубка. Активированный уголь из противогаза засыпается во второй и четвертый отсеки корпуса топливного элемента — он будет использоваться в качестве электрода.
Топливо будет циркулировать в первой камере, а пятая заполнена воздухом, из которого будет подаваться кислород. Залитый между электродами электролит пропитывают раствором парафина и бензина во избежание его попадания в воздушную камеру. На угольный пласт кладут медные пластины с припаянными к ним проводами, по которым будет отводиться ток.
В собранный водородный топливный элемент заправляют водку, разбавленную водой в соотношении 1: 1.В смесь осторожно добавляют кислый калий: 70 граммов калия растворяют в 200 граммах воды.
Перед испытанием водородного топливного элемента топливо заливается в первую камеру, а электролит — в третью. Показания вольтметра, подключенного к электродам, должны варьироваться от 0,7 до 0,9 вольт. Для обеспечения бесперебойной работы элемента отработавшее топливо необходимо выгружать, а через резиновую трубку заливать новое. Путем сжатия трубки регулируется расход топлива.Такие водородные топливные элементы, собранные в домашних условиях, обладают небольшой мощностью.
.