توزيع كننده ، وسيلة انتقال سوخت از ايستگاه به خودرو مي باشد. توزيع كننده ها داراي سيستم كنترلي مي باشند و با استفاده از آنها مي توان ميزان سوخت تزريقي را اندازه گيري نمود. همچنين داراي امكاناتي مي باشند كه در هنگام پر شدن مخزن خودرو و رسيدن به فشار مورد نظر، تزريق سوخت قطع خواهدشد و از سرريز سوخت جلوگيري مي كنند.
تجهيزات و تكنيك به كار رفته در توزيع كننده بسته به نوع سوخت گيري كُند يا تند، با يكديگر متفاوت است. يك ايستگاه ممكن است از چندين نوع توزيع كننده با توجه به نوع خودروهاي سوخت گيري كننده، تشكيل شده باشد. شكل 19 نمايي ساده از عملكرد يك توزيع كننده را نشان مي دهد.
شكل 19 - توزيع كننده
فشار سوخت دهي
مخازن خودروهاي گازسوز اوليه احتياج به فشار psig2400 در دماي F ◦ 70 داشتند. در همان زمان ايستگاه ها و دستگاه هاي توزيع كننده بر اساس فشار psig2400 طراحي مي شدند. بعدها بيشتر تجهيزات مانند مخازن و تجهيزات سوخت رساني خودرو و ايستگاه ها و توزيع كننده ها بر اساس فشار طراحي psig3000 و در نهايت psig3600 بنا شدند. براي فشار سوخت گيري psig3600 ، كمپرسوري با فشار خروجي در حدود psig 5000-4500 پيشنهاد مي گردد. بالا بردن فشار سوخت دهي تا حد psig5000 ، به علت محدوديت هاي موجود در كمپرسور، لوله كشي، شيرها وغيره بسيار مشكل و گران خواهدبود.
جبران دما
معمولاً ظرفيت مخزن نصب شده در خودرو را براساس فشار و دماي مشخص تعيين مي كنند. معمول ترين ظرفيت مخازن خودروها ، psig2400 در دماي F ◦ 70 يا psig3000 در F ◦ 70 و psig3600 در دماي F ◦ 70 مي باشد .
براي حجم ثابتي از گاز، فشار و دماي آن به طور مستقيم به هم وابسته اند. به اين معني كه با افزايش دما، فشار نيز افزايش خواهد يافت. به طور مثال اگر مخزن يك خودرو، به هنگام صبح تا فشار psig3000 در دمايي F ◦ 70 پرشده باشد و در اثر پارك بودن در هواي داغ يك روز تابستاني دماي مخزن و گاز درون آن به F ◦ 100 برسد، فشار مخزن به psig3400 خواهد رسيد (شكل 20 ). اين نكته بايد در طراحي مخازن در نظر گرفته شود. به عنوان نمونه در طراحي سيلندرهاي DOT با ظرفيت نامي psig3000 ، فشار طراحي psig3750 در نظر گرفته خواهدشد.
شكل 20 - افزايش فشار مخزن در اثر افزايش دماي محيط
محدوديت هاي عملي
در ابتداي امر سهل و آسان به نظر مي آيد كه بتوانيم دقيقاً در فشار و دماي طراحي، سوخت رساني به مخزن خودرو را انجام دهيم. ولي حقيقت اين است كه دماي گاز درون مخزن در هنگام سوخت گيري، افزايش خواهديافت. بنابراين دماي گاز از دماي طراحي بالاتر خواهد رفت. اين افزايش دماي حاصل از فشرده سازي به آساني از بين نخواهدرفت. به طور مثال ممكن است سيلندر در فشار psig3000 پر شود و دماي گاز به حدود F ◦ 100 برسد. بنابراين بعد از خنك شدن گاز و رسيدن به دماي محيط F ◦ 100 ، فشار آن از مقدار psig3000 افت خواهد نمود. يك راه حل آشكار اين است كه دماي گاز درون مخزن را در حين سوخت گيري، مرتباً اندازه گيري نماييم. اين روش به علت محدوديت هاي عملي قابل كاربرد نيست، هر چند كه در حال حاضر تيم هايي به منظور پياده كردن اين روش در حال تحقيق مي باشند.
اجزاي توزيع كننده
جريان سنج
جريان سنج ، مقدار گاز وارد شده به مخزن خودرو را مشخص مي نمايد. معمول ترين نوع جريان سنجي كه در ايستگاه هاي سوخت رساني ايالات متحده به كار مي رود، جريان سنجي است ه با شتاب كوريوليس كار مي كند. اخيراً نيز جريان سنج هايي به وجود آمده اند كه با استفاده از سرعت صوتي گاز در يك گلوگاه ونتوري، ميزان جرم گاز را مشخص مي نمايند. تا هنگامي كه اين گلوگاه در سرعت صوت باقي بماند اندازه گيري جرم جريان بسيار آسان خواهد بود. از آنجايي كه اختلاف فشار مخزن خودرو و ايستگاه همواره در حد قابل قبولي مي باشد، مي توان براحتي از چنين گلوگاهي براي اندازه گيري جرم جريان استفاده نمود.
سنجش با استفاده از ميزان كيلوگرم گاز مصرفي بسيار دقيق و مناسب تر خواهد بود. ولي متأسفانه سنجش به وسيلة جرم گاز مصرفي باعث خواهد شد كه مصرف كننده تصور نمايد كه قيمت گاز از قيمت سوخت مايع معادل بالاتر مي باشد، چرا كه مثلاً يك كيلوگرم از گاز 50% بيشتر از يك ليتر گازوئيل انرژي دارد. به همين دليل تمايل بيشتر به سمت اندازه گيري سوخت براساس انرژي معادل (به طور مثال معادل ليتر گازوئيل مصرفي) مي باشد كه اين كار سبب خواهد شد مصرف كننده متوجة صرفة اقتصادي حاصل از مصرف CNG باشد.
اطلاعات دقيق در مورد اندازه گيري و توزين را مي توان از مرجع NIST ايالات متحده به دست آورد. يك استاندارد پذيرفته شده در مورد تبديل بين گازوئيل و CNG ، ليتر گازوئيل معادل يا گالن گازوئيل معادل مي باشد كه توسط مؤسسة ملي استاندارد ايالات متحده به صورت زير آورده شده است:
1 GLE= 0.678 kg of natural gas
1 GGE= 5.660 lb of natural gas
البته بايد در نظر داشت كه تغييرات كوچكي در ميزان انرژي موجود در گاز، از يك منطقه به منطقة ديگر وجود خواهد داشت. ولي در صورت استفاده از اندازه گيري جرم، اين ميزان تغييرات 50 % كمتر از حالتي است كه با اندازه گيري، بر اساس حجم كار نماييم. ولي در هر حال بايد گفت كه وسايل اندازه گيري جرم، بسيار گران بوده و احتياج به تكنولوژي پيشرفته دارند.
در نصب جريان سنج به يك توزيع كننده، بايد دقت نمود كه محل نصب تا حد امكان به خودرو نزديك باشد. هر چه جريان سنج از متصل كنندة انتهايي خودرو دورتر نصب گردد، در پايان زمان سوخت گيري، در هنگامي كه شلنگ تزريق از اتصال به خودرو برداشته شود، مقدار گاز باقي مانده در قسمت بين جريان سنج و انتهاي شلنگ بيشتر خواهدبود. در حالتي كه خودروهاي سوخت گيري كننده، فشار نهايي برابر داشته باشند در اندازه گيري مقدار گاز خطايي نخواهيم داشت. ولي از آنجايي كه فشار نهايي خودرو هاي مختلف ممكن است با هم متفاوت باشد اين مقدار گاز باقيمانده باعث خطا در اندازه گيري خواهدبود. براي كمينه كردن اين خطا بايد جريان سنج را هر چه نزديك تر به قسمت انتهايي شلنگ نصب نمود يا اين كه اندازة لوله هاي انتهايي را كمترين مقدار ممكن انتخاب نمود.
حسگرهاي فشار
حسگرهاي فشار روي لوله هاي توزيع كننده نصب مي گردند تا از فشار درون مخزن مطلع گرديم. حسگرهاي فشار نيز بايد تا حد امكان نزديك به خودرو، در توزيع كننده نصب گردند. معمولاً به علت سرعت بالاي گاز در داخل لوله هاي توزيع كننده و ديگر محدوديت ها، حسگرها نمي توانند فشار دقيق مخزن خودرو را ثبت نمايند.
صفحه نمايش
اين صفحه ميزان گاز انتقال يافته به مخزن خودرو را به اپراتور نشان مي دهد. همچنين ممكن است قيمت كل و قيمت هر واحد سوخت را نيز نمايش دهد. ميزان گاز منتقل شده مي تواند بر اساس جرم(پوند يا كيلوگرم) ، حجم (scf) ، ظرفيت گرمايي و يا ميزان گالن گازوئيل يا بنزين معادل، اندازه گيري شود. شكل 21 صفحه نمايش يك توزيع كننده را نشان مي دهد.
شكل 21 - صفحه نمايش توزيع كننده
اتصالات قطع كننده
براساس استاندارد NFPA-52 بايد تجهيزات لازم به منظور قطع گاز رساني، هنگام دور شدن خودرو از ايستگاه را فراهم نمود. به اين تجهيزات، اتصالات قطع كننده گويند. مجموعة اتصالات قطع كننده شامل يك سه پايه، يك ضامن قفل كننده و يك وسيلة انفصال مي باشد. بدين طريق مي توان با اعمال نيرو توسط اپراتور، قسمت نر و مادگي را از يكديگر جدا كرده و به اين ترتيب دريچة مخزن خودرو و ايستگاه بسته خواهد شد. در حالتي كه ميزان گاز انتقالي از طريق لولة بزرگ تر انجام گيرد، اندازة اتصالات قطع كننده نيز بزرگ تر شده و نيروي مورد نياز براي به عقب كشيدن ضامن قفل كننده بيشتر خواهدشد.
شلنگ
شلنگ ايستگاههاي CNG انعطاف پذيرند و معمولاً از فولاد ضد زنگ و از مواد بافتني مصنوعي به انضمام پلاستيك فلوئوري ساخته مي شود. معمولاً شلنگ تزريق ب هعنوان يك وسيلة از پيش ساخته شده تهيه مي گردد. جنس شلنگ را معمولاً طوري انتخاب م ينمايند كه هادي الكتريسيته ساكن باشد تا از تجمع الكتريسيته ساكن و احتمال جرقه زدن آن جلوگيري گردد. شلنگ را بايد در حد ايمني تجهيزات مربوط به كمپرسور و سيلندرها و حتي بالا تر از آنها طراحي نمود. معمولاً آنها را به طور هيدرواستاتيكي تا 5/1 برابر فشار پيشنهادي سازنده تست مي كنند و بعد برچسب " استفاده براي CNG " بر آن نصب مي گردد.
مقاومت الكتريكي شلنگ ايستگاه هاي سوخت رساني را مي توان در دو استاندارد زير پيدا نمود:
1) The New Zealand Refueling Station Standard (NZS 5425:Part 1,9994)
2) The Draft ANSI /CGA Standard for Hoses and Fuel Dispensers(ANSI-4.2/CGA-12.52)
نازل سوخت رساني
نازل سوخت رساني يك اتصال ايمن را به مخزن خودروي در حال سوخت گيري، فراهم مي كند. نازل ها معمولاً از مواد مقاوم در مقابل خوردگي ساخته مي شوند و به وسيلة برنج و آهن ضد زنگ، سخت كاري مي شوند. نازل ها معمولاً بر طبق استاندارد NSI ، NGV1 طراحي مي شوند. اين استاندارد شامل طراحي نازل مربوط به انواع ايستگاه هاي سريع و كند، با مخازني به ظرفيت psig 3600 ، 3000 و 2400 مي باشد. معمولاً به منظور جلوگيري از ورود ذرات خارجي به مخزن خودرو، از يك فيلتر در نازل ها استفاده مي شود.
شير و تنظيم كننده ها
تجهيزات ديگري علاوه بر تجهيزات ذكر شده، شامل انواع شير، تنظيم كننده و فيلتر، وجود دارد. طراحي و انتخاب اين وسايل به نوع توزيع كننده و نوع ايستگاه بستگي خواهد داشت.آموزش مكانيك خودرو شكل 22 توزيع كننده، كمپرسور و مخازن يك ايستگاه را در كنار يكديگر نشان مي دهد.
شكل 22 - نمايي از يك ايستگاه سوخت رساني CNG