رگلاتور CNG Regulator) CNG)

وظیفه اصلی رگلاتور در سیستم کیت گاز CNG کاهش و تنظیم فشار گاز خروجی می باشد. رگلاتور انژکتوری در طی دو مرحله و رگلاتور میکسری در سه مرحله اقدام به کاهش فشار می کنند.

رگلاتور ها از طریق اهرم ها و دیافراگم ها می توانند فشار را افزایش دهند، نیروی فنر را خنثی نمایند و موجب بسته شدن مسیر ورود گاز شوند.

ابتدا با رسیدن فشار گاز به اندازه 10 bar به واسطۀ حرکت دیافراگم ها و همچنین اهرم های متصل به آن شاهد بسته شدن سوپاپ ورودی خواهیم بود که مانع از افزایش فشار می شود.

در مرحله بعد نیز همین عمل تکرار خواهد شد. در نتیجه فشار خروجی در سیستم انژکتوری به 2 bar و در سیستم میکسری به 1 bar کاهش خواهد یافت. اساس کار رگلاتور CNG به شرح زیر است:

• فشار نوع دیافراگمی عبور گاز از طریق شیر با روزنه یا دهانه خیلی کوچک
  1. پرده دیافراگم یا پیستون: قطعه اتاقک رگلاتور توسط پرده دیافراگم یا پیستون به دو قسمت تقسیم می شود. قسمت پایینی اتاقک رگلا‌تور محلی است که گاز وارد آن می گردد. قسمت بالایی این اتاقک نیز ارتباط مستقیمی با خلاء منیفولد یا فشار اتمسفر دارد.
  2. قطعه بارگذاری (فنر): محل قرارگیری فنر قطعه بارگذاری در قسمت بالایی دیافراگم است. این قطعه تنظیم فشار Regulator را برعهده دارد. قطر و فشار وارده در سیستم مشخصات این فنر را تعیین می کنند. این قطعه به دلیل قرارگیری در بالای دیافراگم می تواند با فشار موجود در قسمت پایین دیافراگم مقابله نماید.
  3. شیر کاهنده فشار: نقش اصلی این قطعه تنظیم کردن مقدار جریان گاز در رگلاتور است.
  4. قطعه رابط: این قطعه در بین دیافراگم و شیر جریان قرار دارد.کنترل میزان باز بودن این روزنه یا دهانه به واسطۀ مکانیزم اهرمی متصل به دیافراگم و فنرطرز کارکرد شماتیک رگلاتور در این بخش به طرز کارکرد رگلاتور خواهیم پرداخت:

مشخصات مهم رگلاتور

• رگلا‌تور گاز می تواند در همه دور های مربوط به موتور و کارکرد ها فشار گاز مورد نیاز، ثابت و همچنین فشار مناسبی را تامین نماید.
• تغییرات تدریجی فشار گاز ورودی به رگلا‌تور را می تواند جبران کند.
• بدون تغییر فشار گاز خروجی می تواند در برابر تغییرات ناگهانی یا تغییرات تدریجی جریان گاز مقاومت نماید.
• در زمانی که سیستم فاقد نیاز به سوخت گاز است می تواند تامین گاز را متوقف کند.

کاربرد رگلا‌تور

برای داشتن کارکرد بی عیب و نقص در سیستم سوخت رسانی و همچنین کارکرد صحیح، دقت و حساسیت رگلاتورها از اهمیت بسزایی برخوردار می باشند. در حقیقت وظیفه رگلا‌تور ارائه شرایط تقریبا ایده آل برای عملکرد بهینه خودرو است.

در حالت ایده آل رگلا‌تور سعی می کند در تمام شرایط کاری مربوط به تغییر جریان خروجی یا تغییر فشار ورودی به حفظ فشار خروجی ثابت کمک کند. با این حال در عمل این امر با توجه به محدودیت های مختلف امکان پذیر نیست. این محدودیت ها عبارتند از:

• محدودیت های خاص در طراحی قطعات مکانیکی
• محدودیت های موجود در انتخاب نوع شیرها
• رطوبت گاز
• اندازه فیلتر ها و لوله ها

همه این محدودیت ها می توانند عملکرد Regulator را تحت تاثیر قرار دهند. از این رو با توجه به شرایط مختلف از رگلا‌‌تور های متنوعی در وسایل نقلیه دوگانه سوز سی ان جی استفاده می کنند.

در ورودی رگلا‌تور (در قسمت فشار بالا) باید از یک فیلتر یا سیستم تصفیه کننده استفاده شود.

اهمیت فیلتر

اگرچه در بسیاری از رگلاتور ها فیلتر داخلی در ورودی گاز وجود دارد اما تمام این تصفیه کننده ها کوچک هستند. از این رو خیلی راحت مسدود می گردند. این فیلتر هم می تواند مانع از مسدود شدن رگلاتور CNG شود و هم می تواند از آسیب به شیرها جلوگیری کند. شیرهایی که در رگلا‌تور قرار دارند می توانند جریان فشار بالا را کنترل نمایند و موجب کاهش فشار خروجی شوند.

گازی که از این شیر ها عبور می کند سریع سرد و منبسط خواهد شد. به عنوان مثال در صورتی که فشار گاز وارد شده به رگلاتور 200 bar باشد و در دمای اتاق وارد آن شود و فشار خود رگلا‌تور نیز 7 bar برآورد شود، این گاز به سرعت سرد خواهد شد و در محل خروجی لایه ای از یخ و هیدرات را ایجاد خواهد کرد.

این امر به نوبه خود موجب می شود تا میزان جریان گاز کاهش پیدا کند. از این رو برای جلوگیری از یخ زدگی رگلا‌‌تور از جریان آب گرم استفاده می کنند. منبع تامین کننده این آب گرم مسیر گردش آب موتور است.

در شکل بالا دو نمونه از رگلاتور را مشاهده می نمایید.

در ساختار رگلاتور ها می توانید سوپاپ اطمینان را مشاهده کنید. در صورتی که فشار داخل رگلاتور بنا به هر دلیلی افزایش یابد و رگلاتور قادر به کاهش فشار نباشد، سوپاپ اطمینان عمل می کند و موجب تخلیۀ فشار داخل ر‌گلاتور می شود تا از انفجار و خرابی رگلاتور و همچنین آسیب به قسمت های دیگر جلوگیری نماید.

با  توجه به بررسی نوع رگلاتور، این سوپاپ می تواند راندمان فشاری بین 2 الی 5/2 بار داشته باشد.

انواع رگولاتور CNG به دو دسته طبقه بندی می شوند:

• انواع رگلاتور میکسری یا مکشی
• انواع رگلاتور انژکتوری یا فشار بالا

میکسری

انواع رگلاتور میکسری را در کیت های مربوط به نسل های اول و دوم به کار می برند. با توجه به مکش منیفولد این نوع ر‌گلا‌تور ها دارای دو مرحله برای کاهش فشار اولیه و همچنین دارای یک مرحله برای دیافراگم تنظیم جریان خروجی هستند.

این نوع ر‌گلاتور ها می توانند در موتور وضعیت پایداری را به وجود آورند. البته بیشتر در موتورهایی کاربرد دارند که توان شان 20 تا 90 کیلو وات باشد.

بیایید نگاهی به نحوه عملکرد انواع رگلاتور میکسری بیاندازیم.

سه مرحلۀ رگولاتور های میکسری

مرحله اول: در این مرحله کاهش فشار از 200 bar به 400 bar است. در این مرحله یک شیر تفلونی را به کار می برند. این شیر تفلونی را دیافراگم و فنر کنترل می کنند. همچنین در این مجموعه شاهد یک سیستم مبدل حرارتی می باشید که می تواند از طریق انتقال گرما به رگولاتور از یخ زدن آن در زمان انبساط گاز ممانعت به عمل بیاورد.

مرحله دوم: در این مرحله نیز شاهد کاهش فشار از 4 bar به 1-2/1 bar هستیم که دارای یک شیر با پوشش لاستیکی می باشد. این شیر را دیافراگم و فنر کنترل می کنند. با توجه به نوع ر‌گلاتور میزان فشار در این مرحله متغیر می باشد.

مرحله سوم: در این مرحله یک شیر با دریچه پلاستیکی وجود دارد که دیافراگم و فنر آن را کنترل می کنند. در حقیقت دیافراگم موجب افزایش کنترل می گردد. فنر وظیفه اندازه گیری بار روی موتور را برعهده دارد.

این بار به دیافراگم منتقل می شود تا موتور در حالت ایده آل قرار بگیرد.در ورودی مرحله سوم شاهد یک شیر برقی خواهیم بود که در صورت لزوم می تواند جریان را قطع کند. علاه بر این در زمان راه اندازی موتور و زمانی که سوئیچ در شرایط گاز قرار دارد این شیر موجب عبور جریان گاز می شود. ولتاژ 12 ولت، جریان 6/0آمپر و همچنین مقاومت 5/19 اهم از مشخصات این شیر برقی هستند.

این ر‌گولاتورها معمولاً دارای دو پیچ تنظیم جریان گاز می باشند

1. پیچ تنظیم دور آرام (Idle Adjustment) که وظیفه آن کنترل جریان گاز در حالت درجا است.
2. پیچ تنظیم اصلی (Main Adjustment): این پیچ را در دور های بالای موتور استفاده می کنند. همچنین از آن برای تنظیم دقیق رگلاتور میکسری استفاده می شود که معمولا یک فنر نیز در کنارش وجود دارد.با استفاده از دستگاه عیب یاب سی ان جی می توان مقدار فشار خروجی رگلاتور میکسری را تنظیم کرد. در زمان تنظیم فشار مقدار باز بودن استپر موتور گاز باید بین مرحله 70 تا 90 نوسان داشته باشد. زمانی که مقدار استپر موتور گاز بالا است، پیچ مربوط به تنظیم بالایی رگولاتور میکسری را باز می کنیم. در زمان پایین ماندن مقدار استپر موتور گاز نیز باید پیچ تنظیم را ببندیم. همچنین اگر مقدار عددی استپر موتور با باز و بسته شدن پیچ تنظیم تغییر نکند، موتور گاز معیوب می باشد و باید آن را تعویض کنیم.در شکل بالا می توانید شماتیک رگلا‌تور میکسری سه مرحله ای را مشاهده نمایید.

انژکتوری

در کیت های نسل های سوم و چهارم از این نوع رگلاتور ها استفاده می کنند. انواع رگلاتور انژکتوری برخلاف رگلاتو‌رهای نوع قبلی بدون مکش کار می کنند. در خروجی انواع رگلاتور انژکتوری فشار گاز وجود دارد. این فشار گاز با عبور از فیلتر گاز می تواند به ورودی انژکتور ها متصل شود. این رگلا‌‌تور ها می توانند طی یک یا دو مرحله فشار را کاهش دهند. همچنین Regulator دو مرحله ای در مقایسه با رگلا‌تور یک مرحله ای در خروجی گاز دارای وضعیت پایدارتری است.