شرکت تکاب سی ان جی/ تولیدکننده قطعات CNG

تکنولوژی موتورهای گازسوز

تکنولوژی موتورهای گازسوز

www.takab-cng.ir

انواع سوخت هاي گاز طبيعي

گاز طبيعي فشرده (CNG)

گاز طبيعي فشرده (Compress Natural Gas) به عنوان يکي از سوختهاي جايگزين مورداستفاده قرار مي گيرد. ترکيب عمده گاز طبيعي، متان (CH4) مي باشد، معمولا گاز طبيعي شامل 85 الي 95 درصد متان و باقي آن دي اکسيدکربن،نيتروژن و مقدار کمي اتان،پروپان و بوتان است. در هنگام سوختگيري، سوخت توسط توزيع کننده ها به مخازن نصب شده بر روي خودرو متصل مي گردد و سوخت تحت فشار  200bar تزريق مي گردد.

از مزاياي استفاده از گاز طبيعي در مقايسه با بنزين مي توان به آلايندگي کمتر، عدد اکتان بالا (130)، افزايش راندمان 15 درصدي و فراواني و قيمت مناسب نام برد. در مقابل، هزينه احداث ايستگاههاي سوختگيري، وجود محدوديت فضا در نصب مخازن سوختگيري بر روي خودرو، کاهش پيمايش خودرو و نياز به طراحي و تقويت بخشهاي متعددي از خودرو نظير شاسي، اکسل (بدليل افزايش وزن)، سيستم خنک کاري و غيره در خوروهاي تبديلي، از معايب استفاده از اين سوخت مي باشد.

 

گاز طبيعي مايع (LNG) 
(Liquid natural Gas) يا LNG يا گاز طبيعي مايع به عنوان يکي ديگر از سوخت هاي جايگزين مي باشد.جهت توليد LNG، گاز طبيعي را تا دماي تقريبي 2/327- درجه فارنهايت يا 164- در جه سيلسيوس سرد کرده و سپس به مايع تبديل مي کنند.
آب، دي اکسيد کربن، نيتروژن،اکسيژن و ترکيبات سولفور از جمله اجزاي تشکيل دهنده گاز طبيعي هستند که طي مراحل تبديل گاز به مايع، اکسيژن، دي اکسيد کربن، آب و ترکيبات سولفور از آن جدا شده و مقدار متان موجود در LNG تقريباً به بيش از 98% مي رسد که در آن مقادير کمي اتان، پروپان و ساير هيدرو کربن هاي سنگين تر نيز وجود دارد. 
در حالت گازي، انرژي گاز طبيعي فشرده (CNG) در حدود 200 برابر گاز طبيعي غير فشرده است ولي در حالت مايع، انرژي گاز مايع طبيعي (LNG) در حدود 600 برابر گاز طبيعي غير فشرده مي باشد، که بدليل هزينه هاي تبديل گاز طبيعي به مايع و شرايط نگهداري آن، استفاده از گاز مذکور اقتصادي نمي باشد.

 

موتورهای پایه گازسوز (OEM)
موتورهای گازسوز کارخانه ای اصطلاحاً به موتورهایی گفته می شود که بصورت اولیه و پایه گازسوز در کارخانه تولید می شود و کلیه قطعات موتور جهت این نوع سوخت طراحی شده است، به این معنی که تغییراتی مانند، تغییر نسبت تراکم، مقاوم سازی بلوک سیلندر، سرسیلندر، تغییر در ساختار سیستم سوخت رسانی، سیستم جرقه، میل بادامک، سیستم خنک کاری، روغن کاری، جانمایی موتور، مخازن، کیت گازسوز و … به صورت اولیه و اصلی در هنگام تولید درکارخانه طراحی گردیده است. در این نوع موتورها به دلیل تولید اولیه به صورت گازسوز مشکلات، افت توان، گشتاور، آلایندگی بالا، مشکل خنک کاری موتور و … تا حدود بسیار زیادی مرتفع گشته است.

موتورهای گازسوز تبدیلی
موتورهای تبدیلی به موتورهایی گفته می شود که سیستم از حالت اولیه و اصلی دیزل و یا اتو به سیستم گازسوز تبدیل می گردد. در این موتورها بدلیل طراحی اولیه بر اساس سیکل دیزل و یا اتو، نمی توان از سوخت گاز طبیعی استفاده نمود. لذا بدین منظور می بایست تغییراتی در ساختار سیستم سوخت، سیستم خنک کاری و … ایجاد گردد.
با وجود تغییرات ایجاد شده در موتور و سایر قسمت های خودرو، بدلیل اینکه ساختار اصلی و طراحی موتور همانند حالت اولیه می باشد لذا کارایی سیستم گازسوز تا حدی کاهش یافته، بطوریکه توان و گشتاور خودرو دچار افت ۱۵ تا ۲۰ درصدی گشته و آلاینده های خودرو به حد مطلوب نمی رسد و در اثر افزایش وزن خودرو به دلیل اضافه شدن تجهیزات کیت گازسوز، مصرف سوخت خودرو در حالت بنزینی نیز افزایش می یابد.

انواع موتورهای گاز طبیعی فشرده

موتورهای دوگانه سوز (Bi Fuel)
موتورهای دوگانه سوز دارای دو سیستم جداگانه سوخت رسانی بنزینی و گاز طبیعی می باشد که بصورت اختیاری
امکان استفاده از یک سوخت را دارا می باشند. بدین شکل که راننده در صورت تمایل به استفاده از هر یک از سوخت ها با فشار کلید انتخابگر (Fuel select switch)، نوع سوخت مورد نظر خود را انتخاب کرده و موتور به کمک تجهیزات کیت گازسوز با سوخت مورد نظر کار خواهد کرد.
در حال حاضر خودروهای دو گانه سوز موجود در کشور از نوع تبدیلی می باشد.
در این قبیل خودروها طراحی اولیه خودرو برای استفاده از بنزین صورت گرفته است در نتیجه امکان بهره گیری از عدد اکتان و ضریب تراکم بالای گاز مقدور نمی باشد و غالباً موتور این خودروها با کاهش ۱۵% توان مواجه می گردند. مصرف گاز معادل بنزین خودروهای گازسوز در هر کیلومتر مسافت، تقریباً معادل سوخت این خودروها در حالت بنزین سوز بوده و مسافت پیمایش خودرو بستگی به مشخصات خودرو، تعداد، حجم و نوع مخازن مورد استفاده دارد.

موتورهای دو سوخته دیزل و گاز طبیعی (Dual-Fuel)
در این موتورها سوخت خودرو بصورت ترکیبی از گاز طبیعی و گازوئیل می باشد و جهت تزریق گاز طبیعی به درون سیلندر دو روش وجود دارد :
1.تزریق مستقیم گاز
در این روش همزمان با تزریق سوخت دیزل، سوخت گاز نیز توسط شیرهای برقی سرعت بالا به داخل سیلندر تزریق
می گردد. در این روش گاز تامین کننده بیشتر انرژی مورد نیاز موتور بوده و گازوئیل به عنوان سوخت آتش زا بکار می رود.

2.استفاده از کاربراتور برای مخلوط کردن هوا و گاز
در این روش با استفاده از از میکسر، همزمان با ورود هوا به داخل سیلندر، گاز نیز وارد شده و در سیلندر یک مخلوط همگن از گاز و هوا وجود خواهد داشت.
سپس در انتهای مرحله تراکم گازوئیل به عنوان سوخت آتش زا به درون سیلندر تزریق می گردد. در این روش با تغییر بار موتور نسبت ترکیب دو سوخت تغییر می کند.

موتورهای تک سوخته گازسوز (Dedicated)
این موتورها با یک سوخت کار کرده و بدلیل عملکرد موتور به لحاظ بازده، شتاب و صدای آرام موتور در مقایسه با نوع دوگانه سوز تبدیلی، بیشتر مورد توجه قرار گرفته اند. بطور کلی موتورهایی که با گاز طبیعی طراحی شده اند، بازده بیشتری نسبت به انواع بنزینی و دیزلی مشابه خود دارند. موتورهای تک سوخته CNG نسبت تراکم بالاتری در مقایسه با انواع مشابه بنزینی داشته که در عمل باعث کاهش مصرف سوخت و افزایش عملکرد خودرو می گردد.