مروري بر سيستم سوخت رساني گاز فشرده
تكامل و بهره گيري از موتورهاي احتراق داخلي با چنان سرعتي صورت پذيرفته است كه امروزه مهمترين ابزارهاي توليد قدرت محسوب مي شوند. اما عواملي مانند آلودگي محيط زيست به وسيله آلاينده هاي خروجي اين موتورها و نيز به پايان رسيدن منابع نفت كره زمين در آينده نه چندان دور، ابهاماتي را فراروي استفاده از موتورها پديد آورده است. در راستاي تأمين منابع جديد انرژي و توجه به مسائل آلودگي محيط زيست و استفاده بهينه از منابع سوخت موجود، موضوع استفاده از سوخت هاي جايگزين در موتورهاي احتراق داخلي هر روز پراهميت تر مي شود.
يكي از سوخت هاي شناخته شده و جايگزين در اين زمينه، گازطبيعي ( natural gas) است كه به علت وجود منابع زياد، مي تواند پاسخي بر نگراني هاي موجود باشد.
گازسوز كردن موتورهاي درون سوز از همان بدو اختراع اين موتورها مدنظر مخترعان آنها بوده است، به طوري كه هم ديزل و هم اتو از سوخت گازي به عنوان سوخت اصلي موتورهاي خود نيز استفاده نموده اند. امروزه مسأله گازسوز كردن موتورها ي احتراق داخلي، با روند فزاينده اي دنبال مي شود.
در حال حاضر 30 درصد سازندگان موتورهاي احتراق داخلي، موتورهاي گازسوز نيز توليد مي كنند و بيش از پنج درصد خودروهاي جهان نيز از سوخت گاز استفاده مي نمايند.
هر چند كه گازسوز كردن موتورهاي احتراق داخلي امروزه در بعضي از كشورهاي دنيا با موفقيت به انجام رسيده است، اما كار نظري و تحقيقاتي در اين زمينه هم چنان ادامه دارد.
• انواع سوخت هاي گازي متداول
يكي از بهترين سوخت هاي جايگزين، سوخت گازي مي باشد. اين نوع سوخت ها در بعضي از مناطق جهان به ميزان كافي در دسترس هستند و استفاده از آنها اقتصادي مي باشد و نيز اين سوخت ها مزاياي جانبي ديگري نيز هم چون كاهش آلودگي محيط زيست به همراه دارند. سوخت هاي گازي متداول عبارتند از:
1- گازطبيعي صنعتي Synthetic Natural Gas
2- گازطبيعي مايع Liquid Natural Gas
3- گازطبيعي متراكمCompressed Natural Gas
4- گازنفتي مايع Liquified Petroleum Gas
5- بيوگاز Bio Gas
علت اشاره به بيوگاز اين است كه آزمايش هاو تحقيقات موفقيت آميزي براي به دست آوردنCNG از بيوگاز صورت گرفته است..
• گازطبيعي فشرده
عناصر اصلي تشكيل دهندهCNG متان و تا حدي اتان است و هميشه به صورت گازي مي باشد. از آن جا كه در فشار اتمسفر انرژي موجود در گاز نسبت به حجم آن پايين است، بنابراين به منظور استفاده از اين سوخت در قواي محركه بايد متراكم گردد تا انرژي كافي براي به حركت درآوردن در آن ذخيره شود. بنابراين براي بهره گيري از گازطبيعي بايد انرژي آن در واحد حجم به حدي برسد كه مخزن موجود در خودرو بتواند براي طي مسافت معقولي كفايت نمايد. لذا با متراكم نمودن گازطبيعي، گاز CNG حاصل مي شودكه حتي در فشارهاي بالا نيز به صورت گاز باقي مي ماند.
• مزايا ومعايب استفاده از سوخت هاي گازي
در بيان برتري سوخت هاي گازي مي توان به مزاياي زير اشاره نمود:
1- سوخت هاي گازي ارزان هستند و هم چنين ذخاير كشف شده آنها براي سال هاي متمادي پاسخگوي احتياجات خواهند بود.
2- به لحاظ بالا بودن عدد اكتان سوخت هاي گازي، اين سوخت ها از خاصيت ضدكوبش بهتري برخوردارند و احتراق كامل به وسيله آنها امكان پذير است.
3- از آنجا كه سوخت هاي گازي فاقد خاكستر ومواد زائد هستند واحتراق آنها كاملتر است، انتظار مي رودكه آلودگي هوا كمتر شود.
4- در هنگام استارت موتور در حالت سرد، سوخت هاي گازي بهتر عمل مي كنند (درموتورهايي كه صرفا گازسوز مي باشند)، زيرا برخلاف سوخت هاي مايع نيازي به تبخير آنها نيست.
ضمنا استفاده از سوخت هاي گازي، محدوديت ها و معايبي را نيز به همراه دارد كه از آن جمله عبارتند از:
1- مخزن گاز جاي اضافي اشغال مي كند و بر وزن كل خودرو مي افزايد.
2- محدوده عملكرد خودروها را محدود مي سازد، ولي با توجه به اين كه در خودروهاي بنزيني، گازسوز كردن خودور بدون هيچ گونه تغييري روي موتور صورت مي پذيرد، مي توان با استفاده از هر دو نوع سوخت به صورت بهينه، محدوديت ها را كاهش داد.
3- قدرت خروجي موتور و راندمان حرارتي آن كاهش مي يابد.
4- اين نوع موتورها (دوگانه سوز) كه با كيت هاي مربوط همراه هستند، هزينه اول تقبل شده توسط خريدار را افزايش مي دهند.
5- در حال حاضر به لحاظ اين كه مراكز سوخت رساني، كم مي باشند، مشتري در استفاده از اين نوع خودروها دچار مشكل مي شود.
• معرفي اجزاي مكانيكي سيستم سوخت رساني گاز فشرده
اجزاي سيستم سوخت رساني گازفشرده به شرح زير خلاصه مي شوند:
مجموعه پركن از بيرون و متعلقات - Rehueling Valve and related Part
پركن ياشير سوخت گيري وسيله اي است كه از طريق آن سوخت به داخل لوله ها و مخازن گاز وارد مي گردد.اين قطعه همانند يك شير يك طرفه عمل مي كند و از برگشت گاز به سمت نازل سوخت گيري جلوگيري مي نمايد. اين شير مي تواند در محفظه موتور يا به روي بدنه خودرو نصب گردد كه در اين صورت به آن پركن از بيرون گفته مي شود. محل نصب پركن نبايد در نزديكي باطري باشد و بايد به خوبي به بدنه محكم شود. ضمنا پركن بايد داراي درپوشي مناسب براي جلوگيري از ورود گردو غبار و ذرات خارجي باشد.
مجموعه مخزن گازطبيعي - CNG Cylinder
در حال حاضر با توجه به محدوديت حجم خودروها و لزوم كاهش فضاي مورد نياز، جايگاه هاي سوخت گيري گازطبيعي، سه روش براي ذخيره گازطبيعي موجود مي باشد. بهترين اين روش ها، روشي است كه با صرف حداقل هزينه، فضا و وزن ممكن، مقادير بيشتري از اين گاز را با ايمني بيشتر ذخيره نمايد. فشرده كردن گازطبيعي و ذخيره ي آن در دماي محيط و فشار بين207بار الي250بار در مخازن تحت فشار يكي از رايج ترين روش ها مي باشد. اين مخازن اغلب به شكل استوانه اي مي باشند و بايد در محل مناسبي در خودرو و به دور از ضربات احتمالي نصب گردند كه به طور معمول در خودروهاي سواري مخازن در صندوق عقب خودرو يا در زيرخودر نصب مي گردند.
شيريكطرفه - Non- Return Valve
اين شير در مسير بين لوله هاي پركن تا مخازن و در نزديكي مخازن نصب مي گردد تا در صورت بروز مشكلي در اين مسير يا شكستن لوله بين پركن تا مخازن از برگشت گاز از مخازن جلوگيري نمايد.
شيرسر مخزن - CNG Cylinder Valve
اين شير به صورت دستي است و روي مخزن نصب مي گردد. توسط اين شير مي توان جريان گاز به داخل مخزن يا از مخزن به خارج آنرا مسدود نمود.
لوله هاي فشار قوي گاز و اتصالات مربوط Hp Pipe با توجه به فشار بالايي كه در سيستم وجود دارد، لوله و اتصالات به كار رفته در اين سيستم همگي از نوع فولادي هستند و براي آب بندي مناسب از اتصالاتي كه مجهز به ممگيهاي تكي يا دوبل هستند استفاده شده است كه قادر به تحمل فشارهاي بالا مي باشند.
شيردستي سرويس Manual Valve
اين شير در قسمت محفظه موتور و قبل از رگولاتور قرار مي گيرد. وظيفه اين شير مقطع كردن جريان گاز به صورت دستي در هنگام تعمير قطعات پايين دست است.
فشار سنج Gas Manometer
توسط اين فشار سنج مي توان فشار گاز داخل مخازن و سيستم را مشاهده كرد كه به طور معمول بين صفر تا دويست و پنجاه بار درجه بندي شده است.
رگولاتور Regulator
رگولاتور در سيستم كيت گاز وظيفه كاهش فشار گاز را برعهده دارد واين كاهش فشار به طورمعمول دو يا سه مرحله داخل رگولاتور با استفاده از ديافراگم هايي، خنثي مي شود. با توجه به كاهش فشار گاز در مراحل مختلف رگولاتور به همراه آن كاهش دما، اين حلقه بايد مجهز به سيستم جبران دما باشد تا از يخ زدگي آن جلوگيري شود. به همين دليل از لوله هاي آب گرم رادياتور براي گردش آب گرم استفاده مي شود.
ريل انژكتور Gas Distributor
انژكتورها به طور معمول برروي يك بلوكه نصب مي گردند و از طريق اين بلوكه گاز ورودي آنها تأمين مي شود. ريل انژكتور بايد در نزديكترين مكان ممكن نسبت به محل ورود سوخت موتور نصب گردد و طول تمامي لوله هاي خروجي از ريل انژكتور كه به نازل ها متصل مي گردند بايد يكسان باشند.
نازل ها Gas Nazzles
نازل ها لوله هايي هستند كه داراي قطر داخلي مشخصي مي باشند و برروي منيفولد هوا يا سرسيلندر نصب مي شوند. وظيفه آن رساندن سوخت به نزديكترين محل در پشت سوپاپ ورودي هر سيلندر مي باشد.
• معرفي اجزاي الكترونيكي سيستم سوخت رساني گازفشرده
اجزاء الكترونيكي سيستم سوخت رساني گازفشرده را مي توان به شرح زير خلاصه نمود:
جعبه كنترل الكترونيكي ECU
اين سيستم داراي يك جعبه كنترل الكترونيكي به صورت مجزا نسبت به حالت بنزيني مي باشد.
ادوانسر Timing Advance Processor
به دليل اين كه ماهيت سوخت به صورتي مي باشد كه نسبت به بنزين داراي احتراق كندتري است، بنابراين در خودروهاي دوگانه سوز، زماني كه راننده سوخت گاز را انتخاب مي نمايد، بايد سيستم جرقه ادوانس شود، لذا از چنين قطعه الكترونيكي استفاده مي گردد كه فرمان خود را از سنسور فلايويل دريافت مي نمايد.
امولاتور Emulator
درموتورهاي دوگانه سوز، زماني كه راننده حالت گاز را انتخاب مي كند، بايد انژكتورهاي بنزين از مدار خارج شوند تا سوخت بنزين به داخل موتور تزريق نگردد. اين وظيفه برعهده ي امولاتور است كه يك قطعه الكترونيكي مي باشد.
سنسورها Sensors
اين سنسورها اطلاعات خاصي را ثبت مي كنند و به عنوان ورودي هاي ECU ارسال مي نمايند.از جمله آنها مي توان به سنسورهاي فشار گاز ورودي رگولاتور، دماي گاز ورودي موتور، فشار گاز ورودي موتور و ... اشاره كرد.
كليد تبديل سوخت Fuel Change Over Switch اين كليد به صورت يك مبدل براي تغيير نوع سوخت مصرفي استفاده مي شود.
