گازسوز کردن خودرو

گازسوز کردن خودرو

مقدمه:

گاز طبیعی اولین بار در سال ۱۷۷۶ میلادی توسط Alessandro Volta کشف شد اما استفاده از این گاز به عنوان سوخت در خودروها به سالهای بعد از آن بر میگردد.

ایتالیا به عنوان اولین کشور استفاده کننده از گاز طبیعی شناخته می شود این اقدام در اوایل سال ۱۹۱۰ رخ داد از سال ۱۹۳۰ میلادی استفاده از گاز طبیعی به طور چشمگیری گسترش یافت. از جمله کشورهای پیشرو در این حوزه می توان به کشورهای فرانسه، ایتالیا، آمریکا، برزیل، آرژانتین و نیوزیلند اشاره نمود.

در ایران اولین بار در سال ۱۳۵۶ طرح گاز سوز کردن خودروها به صورت آزمایشی در شهر شیراز با تبدیل ۱۲۰۰ دستگاه سواری به مرحله اجرا درآمد. مشابه این طرح در مشهد نیز در سال ۱۳۶۶ اجرا شد. شرکت اتوبوسرانی تهران و حومه نیز در سال 1371 تحقیقاتی را در زمینه گاز سوز کردن اتوبوس های درون شهری آغاز نمود که در سال ۱۳۷۵ به بهره برداری رسید.

از سال ۱۳۸۳ شرکت سایپا با هدف هم راستا نمودن فعالیت ها و تولید محصولات مطابق با خط مشی های کل سازمان شروع به تولید خودروهای گازسوز نیسان،وانت و پراید نمود و این روند با گذر زمان رشدفزاینده ای داشته است.

هدف گذاری:

1- دستیابی به خودروهایی با میزان تولید آلایند ههای کمتر

2- ایجاد محصولاتی با هزینه سوخت کمتر برای مشتریان و حضور در بازارهای خودرو سالم

گازسوز کردن خودرو:

انواع سوختهای گازی:

1-گاز طبیعی مایع شده: LNG:LIQUEFIED NATURAL GAS

در این روش گاز طبیعی در دمایی پایین تر از ۱۶۲ درجه زیر صفر و در فشار اتمسفر مایع می شود. این سوخت در مخزنهایی عایق بندی شده ذخیره  و به نقاط مختلف حمل میشود. این روش نگهداری در حال حاضر تنها در موارد حمل و نقل مقادیر بالای گاز طبیعی بین نقاط مختلف مورد استفاده قرار گرفته و در خودروها استفاده نمیشود  

2-گاز طبیعی جذب شده:ANG: ABSORBED NATURAL GAS

در این روش گاز طبیعی در مخازنی حاوی مواد جامد جاذب گاز ذخیره می شود. این مواد جامد متخلخل بوده و منفذهای میکرونی با قطر کمتر از ۲ نانومتر دارند. حسن این روش استفاده از مخازن ذخیره با اشکال چهار ضلعی و بجز مخزن استوانه ای است که با توجه به فضای محدود موجود در خودرو سیار مناسب خواهند بود. این مخازن هنوز به طور عملی مورد استفاده قرار نگرفته و فشارهای ذخیره نمونه های موجود این مخازن در حدود ۴۰ بار میباشد، که با این تفسیر حجم گاز اندکی را در خود نگه میدارند.

گاز طبیعی:CNG: COMPRESSED NATURAL GAS

مقبول ترین تئوری برای تشکیل گاز طبیعی تئوری منشاء آلی است که تشکیل آن را ناشی از مدفون شدن بقایای موجودات زنده در زیر زمین و تبدیلات شیمیایی آنها می داند. متان قسمت اصلی گاز طبیعی را تشکیل می دهد.

مزایای CNG در مقایسه با بنزین:

 CNGدارای چگالی کمتری نسبت به بنزین میباشد، مصرف CNG به طور تئوری ۱۵درصد بیشتر میباشد. اگرچه با در نظر گرفتن بعضی از مزایای CNG نسبت به سوخت بنزین  مصرف CNG به طور میانگین تنها  ۵ تا ۱۰ درصد بیشتر از بنزین خواهد بود.

مقدار کالری CNG کمتر از بنزین میباشد.

همگن سازی و ایجاد مخلوط آسانتر میباشد که این امر احتراق کاملتر  و سریعتر را به ویژه در استارت  سرد ممکن میسازد.

به دلیل پایین بودن مقدار اینرسی گاز، چگالش مجدد رخ نخواهد داد

روغن موتور رقیق خواهد شد. (افزیش طول عمر روغن موتور و کاهش فرسودگی موتور)

CNG هیچ ماده افزودنیی ندارد  احتراق صحیح باعث کاهش درصد هیدروکربن ها و مونوکسید کربن خواهد شد و بسیار برای کنترل آلاینده ها مناسب می باشد. اگرچه برای جبران کسری مواد افزودنی می بایست مقاومت سوپاپها  و نشیمنگاه  آنها تصحیح گردند.

اجزا سیستم گازسوز:

مخزن گاز:

مخزن CNG محفظه ای است که گاز طبیعی تحت فشارهای زیاد(بیش از ۲۰۰ بار)در آن ذخیره میشود.

تحت فشار قرار دادن گاز طبیعی در مخزن به منظور ذخیره سازی سوخت گاز بیشتر برای پیمایش بیشتر خودرو می باشد. تعداد مخازن در یک خودرو و محل قرارگیری این مخازن بسته به نوع طراحی شکل بدنه خودرو می تواند در صندوق عقب و یا کنار باک بنزین قرار گیرد.

انواع مخزنهای نگهداری گاز فشرده :

مخزنها را باتوجه به جنس مخزن و نیز درجه مقاومت آن در برابر فشار و عوامل محیطی به چهار گروه تقسیم می کنند(انواع مخازن CNG مطابق با الزامات استاندارد ملی ایران به شماره ۶۳۰۳)

1- مخزن تمام فلزی:

مخزن فلزی از جنس فولاد و یا آلیاژ آلومینیوم میباشد سطوح داخلی و بیرونی این مخازن برای جلوگیری از پوسیدگی سخت کاری میشوند.

 

مخزن تمام فلزی

2- مخزن کمر پیچ:

مخزن فولادی و یا آلومینیومی با پوشش خارجی از پیچیدن محیطی رشته تقویت کننده بر روی قسمت استوانه ای لایه داخلی تولید شده است و رشته تقویت کننده میتواند از جنس الیاف شیشه،آرامید و یا کربن بوده که همراه با رزین استفاده شده باشد.

این ساختارکامپوزیتی که به مخزن داده شده این امکان را به وجود می آورد که بتوان ضخامت قسمت فلزی را کاهش داده و مخزنی سبکتر  ساخت.

 

مخزن کمر پیج

 3- مخزن تمام پیچ:

مخزن فولادی و یا آلومینیومی توسط رشته های تقویت کننده در دو جهت محیطی و محوری پوشیده شده است و رشته تقویت کننده میتواند از جنس الیاف شیشه،آرامید و کربن بوده که همراه با رزین استفاده شده باشد.

 

 مخزن تمام پیچ

۴- مخزن مرکب:

مخزن تماما از رشت ههایی با جنس الیاف شیشه،آرامید و کربن، همراه با رزین ساخته شده است. این مخزن دارای یک لایه از جنس پلیمر بدون درز است که این ساختار تمام کامپوزیت از سبکترین انواع در مخازن CNG میباشد.

مخزن مرکب

ایمنی در خودروهای گازسوز:(SAFETY)

خودروهای گازسوز به سه دلیل از ایمنی بیشتری نسبت به خودروهای بنزینی و گازوئیلی برخوردارند:

1- دمای اشتعال گاز طبیعی ( c° 540) تقریباٌ دو برابر بنزین (c°232) بوده ، که همین باعث می شود خطر انفجار یا آتش سوز

ی خودروهای گازسوز به شدت کاهش یابد.

2- گاز طبیعی نسبت به هوا سبک تر بوده و به این دلیل در صورت نشت از مخزن یا اتصالات کیت، گاز به سرعت به سمت بالا حرکت کرده، خطر انفجار کاهش می یابد.

3- مخازن ذخیره گاز طبیعی ، به علت وجود استانداردهای سخت گیرانه نسبت به باکهای بنزین و گازوئیل دارای استحکام و دوام بیشتری می باشند و حتی مخزن گاز CNG این قابلیت بالقوه را دارد که در هنگام آتش سوزی موجب خاموش شدن آتش مجاور خود گردد.

«معایب و مشکلات خودروهای گازسوز»

 1- به دلیل اینکه تکنولوژی موتورهای بنزین سوز با سوخت گاز‌ تناسب چندانی ندارد، خودرو در هنگام کار با سوخت گاز با مشکلاتی زیادی روبه رو می شود که از جمله آنها می توان به احتراق ناقص گاز در موتور ،افت شدید قدرت، تشدید تولید آلایندهایی چون NOX و متان اشاره کرد.

2- همچنین دوگانه‌ سوز کردن خودروها 30 درصد ازعمرموتور می کاهد، زیرا آلیاژهای به کار رفته در ساخت قطعات موتور برای کار با سوخت بنزین طراحی شده اند و قابلیت تحمل حرارت بالای ناشی از احتراق گاز را ندارند و بعد از مدت کوتاهی دچار فرسایش می شوند.

3- طبق تحقیقات صورت گرفته، خودروهای دوگانه‌سوز کنونی در طول 5 تا 6 سال رقمی بالغ بر 10 میلیون ریال ضرر به مالک آن تحمیل می‌کنند که ناشی از ایرادات وارده به موتور و دیگر اجزای خودرو است.

4- محدودیت پیمایش، افزایش وزن خودرو به دلیل سنگینی مخازن و اشغال فضای زیادی از صندوق عقب توسط مخازن از دیگر مشکلات خودروهای گازسوز به شمار می روند.