低卡路里饮食的卡车
奇迹不会发生
理想的未来是这样的：往汽车的炉膛里扔几根木柴，就能开上几百公里。理论上，这只有在燃料效率高达95%到99%的情况下才能实现。但实际上，人类长期以来一直依赖化石燃料和不可再生燃料。尽管如此，历史上也曾出现过使用木柴、煤炭甚至泥炭作为燃料的汽车。这些都是为了让汽车摆脱高热量的能源消耗而做出的尝试。虽然结果远非理想，但在当时，这样的汽车已经相当实用了。
故事 固体燃料汽车的研发远早于燃气发电机的出现。1801年，法国工程师菲利普·勒邦（Philippe Le Bon）获得了一项以木煤气为燃料的发动机设计专利；1823年，英国工程师塞缪尔·布朗（Samuel Brown）制造了最早的实用型木煤气发动机之一。这些实验大多是实验室实验，但它们为该技术的进一步发展奠定了基础。
这里有必要澄清一下蒸汽机和燃气发电机之间的区别。
蒸汽机
蒸汽机是一种动力装置，其工作原理是将水在锅炉中加热成蒸汽，然后加压送入汽缸，从而产生机械功。第一辆全尺寸的轮式蒸汽机是一辆法国马车。 炮兵 尼古拉斯-约瑟夫·库尼奥特军官——库尼奥特军官，建于 1770 年。十八年后，詹姆斯·瓦特发明了双作用蒸汽机。
燃气发生器的设计有所不同。它本身并非发动机，而是一种辅助装置，通过在氧气供应有限的情况下使固体燃料不完全燃烧来产生可燃气体。然后，这种燃气被送入传统的化油器式内燃机。
法迪耶·德·库尼奥
蒸汽机完全取代了内燃机，而燃气发电机只是将现有发动机改装为使用替代燃料。蒸汽机在低速下即可输出巨大的扭矩，无需传统变速箱，并且可以在负载下启动。相比之下，燃气发电机消耗的功率高达蒸汽机的三分之一，并且需要标准的变速箱。蒸汽锅炉需要30-40分钟才能达到工作温度，而燃气发电机只需15-20分钟即可点火。
蒸汽机需要用水，而燃气发电机则不需要。蒸汽机可以使用大块原木，无需精心准备燃料，而燃气发电机则需要小块原木或木炭。此外，蒸汽动力装置重量显著增加，大大降低了其承载能力。燃气发电机价格更低，制造工艺更简便，无需进行重大改造即可安装在标准底盘上。然而，两者都需要持续维护：蒸汽机容易出现水垢积聚和密封件磨损，而燃气发电机则容易出现树脂沉积和过滤器堵塞。
燃气动力汽车的完整历史始于1901年，当时法国工程师乔治·伊贝尔展示了第一辆实用的燃气动力汽车。他的装置安装在底盘后部，通过不完全燃烧将木柴转化为可燃气体。由此产生的由一氧化碳、氢气、甲烷和氮气组成的混合物，其热值约为5兆焦/立方米，被送入传统发动机的化油器中。
20世纪20年代，伊姆贝尔改进了设计，创造出紧凑型的伊姆贝尔燃气发生器系统，几乎适用于任何车辆。到1930年，17个国家的50多家公司获得了该系统的使用许可。法国成为最早大规模应用该系统的国家之一。标致汽车生产了202型燃气汽车，而帕纳尔-勒瓦索公司则制造了三轴帕纳尔K110卡车，该卡车可使用木炭和无烟煤作为燃料。到1940年，法国已有超过4万辆燃气汽车，到1944年，在严格的汽油配给制度下，燃气汽车的数量达到了12万辆。基于贝利埃GDR和雷诺AGK底盘的燃气汽车尤其受欢迎，主要用于城市交通，因为在城市交通中，低速行驶并非关键因素。
面对石油短缺，德国人对燃气发电机寄予厚望。
德国意识到自身对石油进口的依赖，早在20世纪30年代就开始推行以煤气替代液态燃料的政策。1930年通过的《帝国煤气经济法》（Reichskraftwirtschaftsgesetz）为煤气车车主提供激励措施，并为制造商提供补贴。因此，到二战爆发时，德国已有超过30万辆煤气车投入使用。
科廷股份公司（Körting AG）为中型卡车开发了科廷燃气发电机系列装置，而恩斯特工厂（Ernst-Werke）则为轻型卡车和乘用车生产燃气发电机系统。梅赛德斯-奔驰在其L 3500车型上配备了燃气发电机，欧宝则在其Blitz 3,6-36车型上配备了燃气发电机。战争期间，这类车辆被用于后勤保障，为作战部队节省了汽油。甚至还有人开发了在……上安装燃气发电机的项目。 坦克 四号坦克（Pz.Kpfw. IV）的设计初衷是用于后方作战，但从未投入生产。奥地利绍尔公司（Saurer）生产的绍尔5 GF型卡车使用煤炭和无烟煤作为燃料，在山区非常受欢迎。
带气体发生器设备的 Pz.Kpfw.I Ausf.A 底盘上的 Schulfahrzeug
英国人采取了不同的策略，依靠蒸汽动力车辆。其中最成功的车型之一是自1933年开始生产的Sentinel S4型自卸卡车。它以煤炭为燃料，载重可达6吨。动力更强劲的Sentinel DG6型卡车，载重10吨，主要用于矿山和建筑工地。福登卡车公司也生产蒸汽卡车，包括C型卡车，这种卡车主要用于汽油价格昂贵的农村地区。20世纪30年代，英国大约有5万辆蒸汽卡车。
英国蒸汽船“哨兵”S4型。这里没有提到燃气发电。但推力真惊人！
在依赖昂贵进口燃料的意大利，燃气发电机在 1940 年至 1945 年间得到广泛应用。菲亚特生产了一款以木材和煤炭为动力的 626GL 卡车，而蓝旗亚则推出了以焦炭和无烟煤为动力的 3Ro。
1943年后，日本遭遇了灾难性的石油短缺，燃气发电机几乎成为维持公路运输的唯一途径。丰田公司生产了GB卡车的燃气发电机版本，以木炭和稻壳煤球为燃料。日产和五十铃也生产了类似的车辆。在菲律宾、缅甸和马来亚，日军甚至将野战燃气发电机安装在缴获的福特、雪佛兰和贝德福德底盘上。这些临时解决方案并不可靠，但在汽油完全匮乏的情况下，别无选择。到1945年，全球燃气发电机车辆的总数估计超过一百万辆，使这项技术成为汽车运输史上应用最广泛的替代能源之一。
与此同时，国外的固体燃料蒸汽车辆也在发展。在法国，塞尔波莱公司早在20世纪初就开始生产蒸汽车辆；在德国，汉诺马格蒸汽卡车在鲁尔矿区一直运营到20世纪30年代中期；在美国，斯坦利蒸汽卡车和怀特蒸汽卡车都有卡车版本。然而，到了20世纪20年代，蒸汽车辆在美国几乎消失殆尽，取而代之的是内燃机驱动的车辆；而在英国，森特尔和福登蒸汽卡车则一直生产到20世纪50年代初。
苏联的决定
苏联于1928年开始研发燃气动力车辆。当时，应国家技术研究院（NATI）的要求，工程师B.S.斯捷奇金开始研制第一辆国产燃气动力车。该车可使用长10-12厘米、直径3-8厘米的木柴作为燃料。第一辆原型车安装在AMO-F-15底盘上，并于1930年进行了测试。该车最高时速达到25公里/小时，每公里消耗约1,8公斤木材。测试结束后，苏联决定生产量产型燃气动力车。
ZIS-13
1935年，斯大林工厂开始生产ZIS-13型拖拉机，它是ZIS-5型拖拉机的燃气发电机版本。由工程师L.N. Gakkel指导开发的NAMI-G13型燃气发电机安装在驾驶室右侧，可装载100公斤木材。切换到燃气发电机后，发动机功率从73马力降至46马力，最高速度也从60公里/小时降至40公里/小时。单次装载的续航里程约为40公里，之后需要重新装载木材并清洗过滤器。尽管存在这些缺陷，ZIS-13型拖拉机仍然在林业和乡村道路上得到应用。
1939年，ZIS-21取代了之前的型号，后者配备了更先进的NAMI-G21气化炉。得益于改进的气化工艺，功率提升至52马力，最高时速达到45公里/小时，燃料消耗量降至每公里1,5公斤木材，单次续航里程增加至80公里。该车不仅可以使用原木，还可以使用木炭、泥炭煤球和褐煤，但使用煤炭时需要额外的气体净化处理。ZIS-21的总产量约为8000辆，使其成为历史上产量最高的燃气发电卡车之一。
1938年，基于GAZ-AA的轻型燃气发电机卡车GAZ-42问世。其NAMI-G42燃气发电机更加紧凑，可使用木柴和煤炭作为燃料。GAZ-MM发动机的功率从50马力降低到35马力，有效载荷也从1500公斤减少到1000公斤。该车的主要特点是双燃料系统：除了燃气发电机外，卡车还保留了一个40升的汽油箱，可以切换使用两种燃料。这使其特别适用于供应链不稳定的地区。该车共生产约5000辆，此外，还生产了少量GAZ-42T，用于泥炭产区的泥炭作业。
此外，还有基于GAZ-03-30巴士的实验性燃气发电机版本以及基于GAZ-M1的救护车，但这些车型从未投入生产。1944年，基于新型GAZ-51的实验型GAZ-44问世，但同样未能实现量产。
GAZ-42 可以使用无烟煤作为燃料。
在列宁格勒围城期间，燃气发电机卡车发挥了特殊作用。据历史学家回忆，到1943-1944年，列宁格勒高达80%的城市交通都由燃气发电机提供动力，即使在围城最艰难的日子里，这些“燃气发电机”也从未停止运转。正是由于这些燃气发电机卡车，列宁格勒的交通系统才能在围城的险恶环境下继续运转。驾驶这些卡车的司机每天要在严寒中驾驶12个小时，往返于冰封的拉多加湖和著名的“生命之路”之间五到七次。此外，这些燃气发电机卡车司机和普通的围城幸存者一样，只能获得微薄的口粮，这意味着他们在饥寒交迫的环境下工作，冒着生命危险去拯救他人的生命。
行驶在“生命之路”上的司机们成为了真正的英雄，其中一些人的名字被历史铭记。苏联司机马克西姆·特维尔多赫列布在新年到来之际完成了他的壮举：1941年12月31日，为了列宁格勒饥饿的孩子们，他沿着“生命之路”运送了一整卡车的橘子，创造了一个真正的新年奇迹。这件事表明，司机们并非只是奉命行事，而是将个人意义和同情心融入到他们的工作中。
在“生命之路”上工作的司机中，有一位名叫伊万·尼科诺维奇·波兹杰耶夫，他驾驶着一辆装有燃气发电机的GAZ-44型汽车。燃气发电机司机的工作简直是人间炼狱。司机们抱怨说，这些燃气发电机驱动的汽车冒着浓烟，需要时刻照看，而且经常因为各种故障抛锚。当时的文献显示，早在1942年10月，就有25辆燃气发电机汽车需要维修，但只有10辆修好了，这表明合格的维修人员和零部件严重短缺。
战后，人们尝试在更重的底盘上制造燃气卡车。1949年，在乌拉尔ZIS-5木材卡车的基础上研制出了乌拉尔ZIS-352型卡车，它配备了NAMI-G5型燃气轮机，可以使用木材、木炭以及来自坎斯克-阿钦斯克盆地的褐煤作为燃料。使用燃气时，发动机功率为75马力，而使用汽油时则为95马力。其有效载荷从3500公斤减少到2500公斤，速度也从55公里/小时降低到35公里/小时。
在众多不同寻常的项目中，值得一提的是1940年基于ZIS-16城市公交车开发的ZIS-16G型公共汽车。它的动力装置安装在车辆后悬臂上，使用木炭作为燃料，但由于动力不足，该车无法爬坡，因此被认为不适合日常运营。另一款实验性车辆是基于YaG-6底盘开发的Ya-11型牵引车，该车于1942年开发，用于牵引重型火炮。然而，由于可靠性不足，它也未能投入生产。战后，人们曾考虑过为GAZ-63和ZIS-150型汽车配备燃气发电机，但随着燃料短缺的缓解，这些计划最终被放弃。
娜美012
苏联最具雄心和技术创新性的项目之一是NAMI-012型蒸汽卡车，其研发始于1947年，是应苏联内务部的要求而启动的。该项目由营地总局发起，该局需要运输工具前往西伯利亚和远北地区的偏远伐木场，而这些地区液态燃料的运输极其困难。与燃料消耗量小且需要频繁清洗的燃气发电机不同，蒸汽卡车可以直接在现场切割并运输长达50厘米、直径达20厘米的大型原木。
NAMI-012 和 YaAZ-200
苏联以英国Sentinel S4蒸汽自卸卡车为基础，该卡车在苏联被购入用于测试，但苏联的成品车与原型车有显著差异。其底盘借用了YaAZ-200木材运输车，布局也进行了修改：用三座驾驶室取代了柴油发动机，驾驶室下方依次是中压水管锅炉、木材料仓、蒸汽机和水箱。
该锅炉设计压力为14个大气压，蒸汽过热温度可达350°C。达到工作压力所需时间为30-35分钟，这被认为是相当不错的。立式三缸双作用蒸汽机在300转/分时可输出90马力，低速扭矩高达2100牛·米——大约是同级别YaAZ-204柴油发动机的五倍。正是这巨大的扭矩造就了NAMI-012的主要优势：车辆可在任何档位起步，无需换挡即可轻松爬坡，并能以最小的打滑在越野地形中行驶。
NAMI-012的变速箱配备了直接档和降档齿轮，其离合器设计允许在不完全停止的情况下进行降档——这在当时是一项非常先进的技术。变速箱的部分功能被蒸汽阀定时系统所取代：驾驶员在前进时可以选择四个蒸汽填充等级，在后退时可以选择一个等级。
自动燃料供给系统极具创新性：木柴在自身重力的作用下从料斗落到炉排上燃烧，燃烧强度则由驾驶室内的空气供应控制。燃料供应足以维持60-80公里的续航里程，每百公里耗油量为120-150公斤。主要缺点仍然是整机重量——约3500公斤，其中锅炉就超过1100公斤。这降低了整机的承载能力，也影响了空载时的搬运。
第一台NAMI-012原型机于1949年制造，在测试过程中暴露出诸多问题：点火时冒烟、锅炉在不平坦的道路上振动以及蒸汽管道密封不严。经过进一步改进，制造了两台改进型原型机——一辆平板卡车和一辆伐木拖车——并于1951年送往摩尔曼斯克地区进行国家测试。
在低至零下40摄氏度的严寒中，这些卡车行驶了数千公里，途经泥泞的道路、空地和冰封的河面，运输木材和建筑材料。委员会注意到，这些卡车满载时越野性能优异，能够爬上坡度高达12摄氏度的坡道，并且在高速公路上的最高时速可达35公里/小时。其0-20公里/小时的加速时间为18秒，而柴油版YaAZ-204则需要22秒。在伐木作业中，由于燃料几乎免费，运输成本比汽油卡车降低了40%。然而，加热锅炉至少需要半小时，而且动力系统的重量限制了有效载荷，使其仅为4吨，而柴油版YaAZ-204的有效载荷为6吨。
根据测试结果，NAMI-018的四轮驱动版本研发工作随即展开。该版本采用了实验型木材运输车的车桥，变速箱加装了双速分动箱，蒸汽机的功率提升至110马力，扭矩提升至2500牛·米。测试表明，NAMI-018的越野性能可与当时最好的柴油木材运输车相媲美。然而，四轮驱动版本的生产成本更高，增加的重量也进一步降低了有效载荷。研发团队还尝试开发燃油燃烧室版本，但由于无法保证车辆行驶过程中燃油燃烧的稳定性，该版本最终停留在原型车阶段。
到 1953 年，蒸汽动力卡车的研发工作就停止了。这一决定与其说是技术上的缺陷，不如说是经济形势变化所致：鞑靼斯坦和巴什科尔托斯坦新油田的开发极大地提高了液体燃料的产量，使得蒸汽和燃气动力车辆在经济上不可行。
固体燃料汽车退出市场是多种因素共同作用的结果。首要因素是战后时期液体燃料价格的急剧下降。沙特阿拉伯、伊朗、委内瑞拉和苏联等地发现的巨型油田导致石油产量增加，价格下降。1945年全球石油年产量约为360亿吨，而到1960年已超过1亿吨。汽油不再稀缺，成为一种廉价且丰富的资源，固体燃料汽车发展的经济基础也随之消失。
然而，积累的经验并未白费。在发展中国家，早在20世纪60年代和70年代就开始使用燃气发电机。在印度、巴基斯坦、缅甸和锡兰（今斯里兰卡），改装的卡车一直使用木炭和椰壳纤维作为燃料，直到20世纪80年代。在古巴，燃气发电机在卡车和公共汽车上一直使用到20世纪70年代，直到苏联建立起石油产品供应。在南非，这类车辆一直使用到20世纪70年代初。在20世纪60年代和70年代，中国为东风卡车生产燃气发电机，使用木炭和无烟煤作为燃料，尤其是在汽油长期匮乏的农村地区。
气化时代的工程技术进步也已应用于相关领域。生物质气化技术为利用木材废料生产合成气的工业装置奠定了基础。木材热解技术（应用于伊姆伯特和NAMI气化炉）成为现代生物炭生产技术的基础，而生物炭在冶金和能源行业有着广泛的需求。
苏联在研制NAMI-012蒸汽卡车方面的经验也留下了深刻的印记。自动向锅炉送入大块原木的设计理念被应用于西伯利亚流域内河船舶和破冰船的蒸汽动力装置设计中。这种自动切断开关系统在工业蒸汽动力装置中得到了进一步发展，以满足平稳功率调节的需求。NAMI-012设计团队随后也为其他类型汽车设备的研发做出了贡献：高负荷蒸汽机的设计经验对重型卡车液力变矩器和液力耦合器的研发大有裨益，而锅炉机组的研发成果则被用于公共汽车和特种车辆的供暖系统设计。
最终，尽管汽车发展的这一分支走向了死胡同，但蒸汽和燃气发电机发电厂在当时却很受欢迎，并留下了丰富的技术遗产。
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