فرايند گازسوز كردن خودرو

سوخت رساني گازي

مقدمه:

گاز طبيعي اولين بار در سال ۱۷۷۶ ميلادي توسطAlessandro Voltaكشف شد، اما استفاده از اين گاز به عنوان سوخت در خودروها به سالهاي بعد از آن بر ميگردد.

ايتاليا به عنوان اولين كشور استفاده كننده از گاز طبيعي شناخته ميشود، اين اقدام در اوايل سال ۱۹۱۰رخ داد از سال ۱۹۳۰ ميلادي استفاده از گاز طبيعي به طور چشمگيري گسترش يافت. از جمله كشورهاي پيشرو در اين حوزه مي توان به كشورهاي فرانسه، ايتاليا، آمريكا، برزيل، آرژانتين و نيوزلنداشاره نمود.

در ايران اولين بار در سال ۱۳۵۶ طرح گاز سوز كردن خودروها به صورت آزمايشي در شهر شيرازبا تبديل ۱۲۰۰ دستگاه سواري به مرحله اجرا درآمد. مشابه اين طرح در مشهد نيز در سال ۱۳۶۶اجرا شد. شركت اتوبوسهاي تهران و حومه نيز در سال ۱۳۷۱ ، تحقيقاتي را در زمينه گاز سوز كردناتوبوسهاي درون شهري آغاز نمود كه در سال ۱۳۷۵ ، به بهره برداري رسيد

از سال ۱۳۸۳ شركت سايپا با هدف همراستا نمودن فعاليت ها و توليد محصولات مطابق با خط مشي هاي كل سازمان، شروع به توليد خودروهاي گازسوز نيسان وانت و پرايد نمود و اين روند با گذر زمان، رشدفزاينده داشته است.

اطلاعات عمومي: هدف گذاري

۱ دستيابي به خودروهايي با ميزان توليد آلايند ههاي كمتر

۲ ايجاد محصولاتي با هزينه سوخت كمتر براي مشتريان و حضور در بازارهاي خودرو سالم

خودروها:

از نقطه نظر اينكه خودرو تك سوخت بوده و يا دوگانه سوز است و اينكه فرآيند دوگانه سوز كردن خودرودر كارخانه انجام شده است يا نه، نامهاي زير استفاده ميشود:

DEDICATED (OEM):

اين گونه خودروها توانايي استفاده از يك سوختCNGرا داشته و به دليل عملكرد بهتر موتور و نيز فضاي در دسترس بيشتر به علت تغييرات بنيادي در ساختار خودرو، مورد توجه بيشتري قرار دارند. موتور اين گونه خودروها داراي طراحي خاص بوده و از نسبت تراكم بالاتري سود م يبرند، كه خود موجب كاهش مصرف سوخت و افزايش راندمان موتور ميگردد

اصطلاحOEMاز اين جهت به كار برده م يشود كه فضاي لازم جهت نصب مجموعه سيستم گاز سوز وهمچنين ديگر پارامترهاي نصب از ابتدا توسط سازنده در طراحي خودرو در نظر گرفته شده است.

BI-FUEL:

اين گونه خودروها از دو نوع سوخت استفاده م يكنند، به طور مثال، گاز و بنزين. اين گروه نيز از اين منظركه از ابتدا براي استفاده از دو سوخت طراحي شده باشند يا نه، خود به دو زير گروه تقسيم ميشوند

:BI-Fuel /OEM

اين گونه خودروها با هدف استفاده از دو نوع سوخت طراحي و در كارخانه توليد م يشوند (از جمله تغييرات انجام شده بر روي خودرو م يتوان به تقويت مكانهاي نصب مخزن گاز در روي شاسي خودرو و انجام آزمايشات ايمني اشاره كرد).

:BI-Fuel/Retrofit

اين گونه خودروها ذاتاً تك سوخت بوده (سوختي به جز گاز) و بعداً با ايجاد تغييرات ممكن به يك خودروي دوگانه سوز تبديل مي شوند، كه البته كاهش فضاي مفيد و در دسترس و نيز كاهش بازده موتور از مشكلات اي نگونه خودروهاست. قطعات موتور و بدنه خودرو در مواردي تحمل حرارت و بار ايجاد شده را نداشته و احتمال آسيب به خودرو و سرنشينان را بالا ميبرد

: Dual-Fuel

اين خودروها كه با نام خودروهاي دو سوخته همزمان نيز ناميده ميشوند، مخلوطي از گازوئيل و گاز طبيعي را به كار م يبرند.

انواع سوختهاي گازي:

1.گاز طبيعي مايع شده: LNG:LIQUEFIED NATURAL GAS

در اين روش گاز طبيعي در دمايي پايي نتر از ۱۶۲ درجه زير صفر و در فشار اتمسفر مايع م يشود. اين سوخت در مخزنهايي عايق بندي شده ذخيره و به نقاط مختلف حمل ميشود. اين روش نگهداري در حال حاضر تنها در موارد حمل و نقل مقادير بالاي گاز طبيعي بين نقاط مختلف مورد استفاده قرار گرفته و در خودروها استفاده نميشود

2.گاز طبيعي جذب شده:ANG: ABSORBED NATURAL GAS

در اين روش گاز طبيعي در مخازني حاوي مواد جامد جاذب گاز ذخيره م يشود. اين مواد جامد متخلخل بوده و منفذهاي ميكروني با قطر كمتر از ۲ نانومتر دارند. حسن اين روش استفاده از مخازن ذخيره با اشكال چهار ضلعي و بجز مخزن استوان هاي است كه با توجه به فضاي محدود موجود در خودرو سيار مناسب خواهند بود. اين مخازن هنوز به طور عملي مورد استفاده قرار نگرفته و فشارهاي ذخيره نمونه هاي موجود اين مخازن در حدود ۴۰ بار ميباشد، كه با اين تفسير حجم گاز اندكي را در خود نگه ميدارند.

گاز طبيعي:CNG: COMPRESSED NATURAL GAS

مقبول ترين تئوري براي تشكيل گاز طبيعي تئوري منشاء آلي است كه تشكيل آن را ناشي از مدفون شدن بقاياي موجودات زنده در زير زمين و تبديلات شيميايي آنها م يداند. متان قسمت اصلي گاز طبيعي را تشكيل ميدهد.

مزايايCNGدر مقايسه با بنزين:

CNGداراي چگالي كمتري نسبت به بنزين ميباشد، مصرف CNG به طور تئوري ۱۵ درصد بيشتر ميباشد. اگرچه با در نظر گرفتن بعضي از مزاياي CNG نسبت به سوخت بنزين، مصرف CNG به طور ميانگين تنها ۵ تا ۱۰ درصد بيشتر از بنزين خواهد بود

مقدار كالريCNGكمتر از بنزين ميباشد.

همگن سازي و ايجاد مخلوط آسانتر ميباشد، كه اين امر احتراق كاملتر و سريعتر را به ويژه در استارت سرد ممكن ميسازد.

به دليل پايين بودن مقدار اينرسي گاز، چگالش مجدد رخ نخواهد داد

روغن موتور رقيق خواهد شد. (افزيش طول عمر روغن موتور و كاهش فرسودگي موتور)

CNGهيچ ماده افزودن ياي ندارد، احتراق صحيح باعث كاهش درصد هيدروكربن ها و مونوكسيد كربن خواهد شد و بسيار براي كنترل آلايند هها مناسب م يباشد. اگرچه، براي جبران كسري مواد افزودني ميبايست مقاومت سوپاپها و نشيمنگاه آنها تصحيح گردند

ساختار گازهاي تشكيل دهنده پايه:

متان 4CH

اتان 6H2C

پروپان 8H3C

بوتان 10H4C

ويژگيهاي احتراق: يك احتراق كاملCNGباعث توليد گاز كربنيك و بخار آب ميشود.

نيتروژن + بخار آب + گاز كربنيك =هوا+CNG

طي احتراق كامل، مقدار گازكربنيك گاز خروجي از واكنش تقريبا ۱۴ ٪ ميباشد

طي احتراق ناقص (اختلاط ضعيف)، گازكربنيك ، مونواكسيد كربن و هيدروكربنهاي نسوخته توليد خواهند شد

اجزا سيستم گازسوز:

مخزن گاز: مخزن CNGمحفظ هاي است كه گاز طبيعي تحت فشارهاي زياد (بيش از ۲۰۰ بار) در آن ذخيره ميشود.

تحت فشار قرار دادن گاز طبيعي در مخزن، به منظور ذخيره سازي سوخت گاز بيشتر براي پيمايش بيشتر خودرو م يباشد. تعداد مخازن در يك خودرو و محل قرارگيري اين مخازن، بسته به نوع طراحي شكل بدنه خودرو م يتواند در صندوق عقب و يا كنار با ك بنزين قرار گيرد.

انواع مخزنهاي نگهداري گاز فشرده :

مخزنها را باتوجه به جنس مخزن و نيز درجه مقاومت آن در برابر فشار و عوامل محيطي به چهار گروه تقسيم مي كنند (مطابق با: الزامات استاندارد ملي ايران به شماره ۶۳۰۳ جهت مخازن CNG-انواع مخازن):

۱ مخزن تمام فلزي:

مخزن فلزي از جنس فولاد و يا آلياژ آلومينيوم ميباشد سطوح داخلي و بيروني اين مخازن براي جلوگيري از پوسيدگي سخت كاري ميشوند.

۲ مخزن كمر پيچ:

مخزن فولادي و يا آلومينيومي با پوشش خارجي از پيچيدن محيطي رشته تقويت كننده بر روي قسمت استوانه اي لايه داخلي توليد شده است و رشته تقويت كننده ميتواند از جنس الياف شيشه، آراميد و يا كربن بوده كه همراه با رزين استفاده شده باشد.

اين ساختاركامپوزيتي كه به مخزن داده شده، اين امكان را به وجود مي آورد كه بتوان ضخامت قسمت فلزي را كاهش داده و مخزني سبكتر را ساخت.

3. مخزن تمام پيچ:

مخزن فولادي و يا آلومينيومي توسط رشته هاي تقويت كننده در دو جهت محيطي و محوري پوشيده شده است و رشته تقويت كننده ميتواند از جنس الياف شيشه ، آراميد و يا كربن بوده كه همراه با رزين استفاده شده باشد.

۴ مخزن مركب:

مخزن تماما از رشت ههايي با جنسي الياف شيشه، آراميد و يا كربن، همراه با رزين ساخته شده است.آموزش مكانيك خودرو اين مخزن داراي يك لايه از جنس پليمر بدون درز است كه اين ساختار تمام كامپوزيت از سبكترين انواع در مخازن CNG ميباشد.

تهيه كننده :ابولفضل حسين پور(مشهد مقدس)