موضوع تحقیق:
سوخت رسانی گازی
استاد:
دانشجو:
فهرست مطالب
سوخت رسانی گازی
مقدمه
تعریف اصطلاحات
استحصال و استخراج مواد خام (مواد اولیه)
محتوای انرژی:
عدد اکتان:
عدد ستان:
2. سوخت های متعارف و جایگزین و ویژگی های آنها :
بنزین:
سوخت دیزل (گازوئیل) :
گاز مایع نفتی (LPG):
گاز طبیعی(NG):
سوخت های الکلی:
متانول
اتانول:
بیودیزل
هیدروژن :
DME (دی متیل اتر) :
تجهیزات سوخت رسانی گاز
مروری بر سیستم سوخت رسانی گاز فشرده
• انواع سوخت های گازی متداول
• گازطبیعی فشرده
مزایا ومعایب استفاده از سوخت های گازی
• معرفی اجزای مکانیکی سیستم سوخت رسانی گاز فشرده
مجموعه مخزن گازطبیعی – CNG Cylinder
فشار سنج Gas Manometer
شیردستی سرویس Manual Valve
شیریکطرفه – Non- Return Valve
رگولاتور Regulator
ریل انژکتور Gas Distributor
نازل ها Gas Nazzles
جعبه کنترل الکترونیکی ECU
ادوانسر Timing Advance Processor
امولاتور Emulator
سنسورها Sensors
عیب یابی در سیستم سوخت رسانی
8-1-1کنترل خالی بودن باک :
8-2-2 آزمایش سوخت ورودی به کاربراتور :
8-1-3 آزمایش ساسات و فلوت کردن سوخت
4-1-8 آزمایش وجود آب در مدار سوخت رسانی :
8-1-5 قفل گازی در مدار سوخت رسانی :
6-1-8 آزمایش گرفتگی لوله های بنزین :
8-1-7 موتور در حالت آرام کار نمی کند :
8-2 روش تنظیم دور آرام کاربراتور :
آزمایش سوخت موتور
8-2-1 کاربراتور به دلایل زیر فلوت می کند :
8-2-2 نشتی گاز در مانیفولد هوا :
8-2-3 عیب مکانیکی موتور
8-2-4 افت قدرت موتور:
8-2-5 رقیق بودن سوخت در حالت شتاب گیری
– پمپهای شتاب دهنده ، به دو صورت ساخته می شوند
8-2-6 اثر غنی بودن سوخت در افت قدرت موتور
8-2-7 اثر خرابی پمپ بنزین در افت قدرت موتور
8-2-8 اثر قفل گازی در افت قدرت موتور :
8-2-9 اثر گرفتگی خفه کن در افت قدرت موتور
8-2-10 یخ زدن کاربراتور :
سوخت رسانی گازی
از آنجا که بخش حمل و نقل سهم عمده ای را در مصرف انرژی و آلودگی محیط زیست به خود اختصاص داده است. بنابراین بیش از پیش لزوم استفاده از سوخت های جایگزین ارزان اما با آلایندگی پایین احساس می شود
مقدمه:
امروزه جهان در زمینه انرژی با دو بحران محدود بودن منابع سوخت های فسیلی و آلودگی محیط زیست روبه رو می باشد. در این میان بخش حمل و نقل، سهم عمده ای را در مصرف انرژی و آلودگی محیط زیست به خود اختصاص داده است لذا در طول نیم قرن گذشته تحقیقات زیادی برای جایگزینی انواع انرژی در بخش حمل و نقل انجام شده و هنوز هم در حال انجام است
این تحقیقات بیشتر در زمینه خودروهای برقی، پیل سوختی، هیدروژنی، گازسوز (LPG, NG) و همچنین خودروهایی با سوخت ,DME, اتانول و انرژی خورشیدی می باشد
به لحاظ مواردی چون راندمان حرارتی، شتاب، حداکثر سرعت و برد (پیمایش) خودرو، آلایندگی، مصرف انرژی از چاه تا چرخ، هزینه های تعمیر و نگهداری، در دسترس بودن سوخت (انرژی)، ذخیره سازی سوخت در خودرو و هزینه های مربوط به ایستگاه های سوخت گیری هر کدام از سوخت (انرژی )های مذکور دارای محاسن و معایبی است که در بحث جایگزینی سوخت تواماً مد نظر قرار می گیرند. برای مثال خودروهای برقی با وجود مزایای آلایندگی پایین (در حد صفر) کارکرد آرام و بی سروصدا، راه اندازی سریع و آسان، رانندگی راحت و قابل اطمینان و عدم نیاز به کلاچ و جعبه دنده دارای معایبی نظیر بالا بودن هزینه اولیه خودرو، محدود بودن سرعت خودرو (حدود 130 کیلومتر بر ساعت)، پایین بودن شتاب حرکت، طولانی بودن زمان شارژ باطری و عدم امکان شارژ مجدد در جاده می باشند.
1. تعریف اصطلاحات :
پیش از هر چیز لازم است به طور خلاصه تعریف چند اصطلاح مهم که در بحث تشریح و مقایسه سوخت ها از اهمیت فراوان برخوردارند، ذکر شود.
چاه تا چرخ: درک نادرست عمومی موجب شده تا در بحث سوخت و آلاینده های ناشی از آن بیشتر توجه مردم معطوف به زمانی باشد که آن سوخت سوزانده یا در موتور خودروها استفاده می شود. در مورد هزینه و ایمنی سوخت نیز چنین درک نادرستی وجود دارد. این امر موجب شده است تا توجه اندکی به فناوری ها و زیرساخت هایی که در تولید سوخت و رساندن آن به باک خودروها نقش دارند، معطوف شود
در یک مقایسه دقیق و مناسب میان سوخت های مورد استفاده در خودرو باید تاریخچه و میسر گذر هر سوخت از مرحله استخراج مواد اولیه تا مرحله تولید انرژی مدنظر قرار گیرد.
برای مثال سوخت هایی که هنگام مصرف در خودرو آلاینده های بسیار کمی تولید می کنند ممکن است در مراحل تولید دارای انتشار بسیار زیادی باشند؛ یا سوخت هایی که برای موتورهای احتراقی مناسبند ممکن است حمل و نقل دشوار و پرهزینه ای داشته باشند. در حقیقت تاریخچه هر سوخت در زنجیره کامل چاه تا چرخ (مصرف در خودرو) آن نهفته است. این زنجیره دارای 5 مرحله ذیل است:
استحصال و استخراج مواد خام (مواد اولیه)
حمل و نقل مواد خام
تولید سوخت
توزیع سوخت
استفاده در خودرو
در بررسی یک سوخت باید با نگرشی یکسان تمامی مراحل این زنجیره، همه جنبه های تولید و مصرف شامل استحصال مواد اولیه، مصرف انرژی، انتشار آلاینده ها، ایمنی، فناوری، هزینه ها و زیرساخت ها مورد توجه قرار گیرد.
محتوای انرژی:
محتوای انرژی عبارت است از ارزش گرمازایی یا گرمایی پایین که مبین انرژی حاصل از احتراق یک سوخت بوده و به عنوان مبنایی برای محاسبه بازده حرارتی موتوری که این سوخت را مصرف می کند می باشد. معمولاً محتوای انرژی بر حسب مگاژول بر کیلوگرم (MJ/Kg) یا مگاژول بر لیتر (MJ/Lit) بیان می شود.
عدد اکتان:
عدد اکتان از جمله ویژگی های مهم سوخت هایی است که در موتورهای اشتعال جرقه ای به کار می روند و نشان دهنده مقاومت آن در برابر کوبش می باشد. استفاده از یک سوخت با عدد اکتان خیلی پایین موجب می شود که موتور در شرایط بار زیاد دچار کوبش شود. لازم به ذکر است که پدیده کوبش موتور همان اشتعال خودبه خود و کنترل نشده مخلوط هوا و سوخت می باشد که منجر به ایجاد امواج پرفشار و در نتیجه صدمات شدید به موتور می شود. عدد اکتان معمولاً به صورت عدد اکتان تحقیقی RON و یا عدد اکتان حقیقی MON بیان می شود
عدد ستان:
از جمله ویژگی های مهم سوخت هایی است که در موتورهای اشتعال تراکمی (CI) به کار می روند و عبارت است از میزان آمادگی سوخت برای اشتعال خودبخود تحت شرایط دما و فشار داخل محفظه احتراق موتور.
سوخت تزریق شده به درون سیلندر باید درست پیش از رسیدن به حداکثر تراکم و در محدوده زمانی چند هزارم ثانیه ای مشتعل شود. در واقع عدد ستان بیانگر تمایل طبیعی سوخت به اشتعال است. به این معنی که عدد ستان بالاتر موجب روشن شدن (استارت) بهتر و زمان (مرحله)، تاخیر اشتعال کوتا ه تر (فاصله زمانی میان تزریق و اشتعال) و در نهایت احتراق یکنواخت و آرام تر می شود
2. سوخت های متعارف و جایگزین و ویژگی های آنها :
سوخت های متعارف و جایگزینی که در این نوشتار به آنها اشاره شده است عبارتند از:
1. بنزین.2 سوخت دیزل (گازوئیل) 3. گاز مایع نفتی .5(LPG). 4 گاز طبیعی (NG) 6 .متانول 7. اتانول 8. بیودیزل 9. هیدروژن 10. DME(دی متیل اتر) 11 .الکتریسیته12 .سوختهای سری p CNG .13
لازم به ذکر است که بنزین، گازوئیل و LPG همگی از پالایش نفت خام به دست می آیند
بنزین:
در طول یک قرن گذشته بنزین با دارا بودن بیشترین میزان تولید و زیرساخت های توزیع، بزرگ ترین سهم مصرف را در میان سوخت های بخش حمل و نقل جاده ای داشته است
استفاده گسترده از این سوخت، موجب پایین آمدن هزینه و توسعه و پیشرفت تجهیزات اختصاصی آن مانند پالایشگاه ها، موتورهای اشتعال جرقه ای، کاتالیست ها و زیرساخت های خدمات رسانی شده است. میزان نسبتاً بالای محتوی انرژی بنزین، این سوخت را برای موتورهای SI بسیار مناسب کرده، اما پایین تر بودن عدد اکتان آن نسبت به دیگر سوخت های مورد مصرف در موتورهای SI موجب شده است تا به ناچار نسبت های تراکم پائین تری مورد استفاده قرار گیرد
بنزین در مقایسه با دیگر سوخت ها از لحاظ میزان مصرف انرژی از چاه تا چرخ برای خودروهای سبک (LDV) در وضعیت متوسط قرار دارد. میزان انتشار NOX خودروهای بنزینی در مرحله چاه تا چرخ نسبتاً پایین بوده در حالی که میزان انتشار خروجی آنها نسبتاً بالا می باشد
کاهش میزان انتشارات خروجی و تبخیری انگیزه مهمی برای بهینه سازی بنزین و تولید بنزین با فرمولاسیون جدید بوده است. معمولاً فرایند فرمولاسیون جدید حداقل همراه با اضافه نمودن ترکیبات اکسیژنه (مانند MTBEو (ETBE، کاهش مواد آروماتیک بنزین و اولفین و نیز پایین آوردن دماهای تبخیر می باشد
به لحاظ ایمنی می توان بنزین و گازوئیل را سوخت هایی ایمن (البته نه بدون خطر) در نظر گرفت. از جمله معایب این دو سوخت می توان به مواردی چون سخت تجزیه شدن آنها در محیط (عدم زیست تجزیه پذیر بودن) و نفوذ در آب و خاک و بالطبع آلوده کردن آنها اشاره کرد.
خودروهای سواری بنزینی در صورتی می توانند از مخازن سوخت (باک) فلزی یا پلاستیکی استفاده کنند به مواد تشکیل دهنده آن با بنزین سازگاری داشته باشد. بنزین می تواند بعضی از مواد پلاستیکی و فلزی را در خود حل کرده یا موجب زنگ زدگی آن شود. به خصوص وقتی که در آن الکل وجود داشته باشد.MTBE :
مستطیل ترسیم بوتیلاتریک یک ترکیب آلی با فرمول شیمیایی c5h12o میباشد در دما و فشار استاندارد مایعی بی رنگ , قابل اشتغال و قابل احترق است.جرم ملکولی آن 15188بوده و دارای نقته ذوب -9 درجه سانتی گراد و نقطه جوش 55/2-53/6 درجه سانتی گراد می باشد.چگالی این ماده 758%و 744% گزارش شده است انحلال پذیری mtbe در آب بسیار بالا است 540/mg گزارش شده است
این ماده به عنوان جایگزین سرب در بنزین قرار گرفت و دارای مزایایی همچون افزایش عدد اکتان بنزین کاهش نشع گاز های آلاینده منتشر از اگزوز خودرو مانند :منو اکسید کربن و ازن , حذف سرب از بنزین ,به همراه تاثیرات بهبود نسبی کیفیت هوا ,تولید آسان و سهولت اخطلاط با بنزین میباشد
ولی متاسفانه این ماده mtbe از سه طریق خوردن یا آشامیدن ,استنشاق و تماس پوستی میتواند سلامت انسان را تهدید کند
سوخت دیزل (گازوئیل) :
سوخت دیزل پس از بنزین، دومین سوخت پرمصرف در حمل و نقل جاده ای به خصوص در خودروهای سنگین است. از آنجا که خودروهای سنگین (HDV) دارای موتورهایی با وزن زیاد می باشند لذا باید سوختی را مصرف کنند که دارای بازدهی انرژی بیشتری بوده و به این دلیل سوخت دیزل مناسب ترین گزینه برای آنهاست. مخزن سوخت گازوئیل در مقایسه با بنزین به دلیل داشتن محتوای انرژی بیشتر در هر لیتر و بازدهی موتور بالاتر می تواند اندکی کوچک تر باشد. گازوئیل علاوه بر آنکه همانند بنزین ارزان است دارای همان مزایای استفاده گسترده بوده و حتی دارای انرژی بیشتری نیز می باشد
گازوئیل در مقایسه با دیگر سوخت های قابل استفاده در موتورهای اشتعال تراکمی دارای عدد ستان پایین تر، مصرف انرژی چاه تا چرخ کمتر و میزان انتشارات CO و HC نسبتاً پایینی می باشد، اما میزان انتشار NOX و ذرات معلق (PM) چاه تا چرخ آن بالاست که این معایب نیز قابل رفع هستند. برای مثال کاهش میزان گوگرد گازوئیل نه تنها موجب کاهش SO2منتشره از خودرو می شود، بلکه میزان ذرات معلق منتشره را نیز کاهش می دهد
گاز مایع نفتی (LPG):
LPG یا همان گاز مایع نفتی سوختی جایگزین برای موتورهای SI می باشد که تاکنون نقش اندکی در تامین انرژی حمل و نقل جاده ای دنیا ایفا کرده است، اما در بعضی کشورها این سوخت، سهم قابل ملاحظه ای در بخش حمل و نقل دارد. برای مثال در کشور هلند 12 درصد از سهم انرژی مورد مصرف در خودروهای سواری را سوخت LPG تشکیل می دهد. عدد اکتان بالای LPG (به خصوص نوع پروپان آن)، موجب شده است تا موتورهایLPGسوز دارای نسبت تراکم بالاتری در مقایسه با موتورهای بنزین سوز بوده و در نتیجه از راندمان حرارتی بالاتری نیز برخوردار باشند. از آنجا که اغلب خودروهای سبک LPGسوز، خودروهای بنزینی مجهز به سیستم گازسوز هستند از این مزیت برخوردار نبوده و دارای بازدهی پائین تری از حد بهینه ای که می توانند داشته باشند می باشد. نسبت تراکم موتورهای سنگین LPGسوز پایین تر از موتورهای دیزل سنگین می باشند
میزان مصرف انرژی چاه تا چرخ LPG کمتر از بنزین و بیشتر از گازوئیل است. همچنین در خودروهای سبک میزان انتشارات NOX چاه تا چرخ LPG تقریباً معادل بنزین بوده، اما دیگر مواد آلاینده و منتشره پایین تر می باشند. در خودروهای سنگین LPGسوز میزان انتشار پایین ذرات معلق قابل توجه است.
LPG در فشار و دمای محیط به شکل گاز بوده و در مخزن سوخت تحت فشار متوسط 6 تا 8 بار به صورت مایع ذخیره می شود . با در نظر گرفتن میزانی از انرژی یکسان، مخزن سوخت LPG در مقایسه با مخزن بنزین دارای حجمی معادل دو برابر و وزنی بیش از 5/1 برابر می باشد
شیر اطمینان فشار مخزن LPG در فشار بالاتر از 20 بار عمل می کند. این در حالی است که انفجار مخزن در فشارهای بالاتر از 100 بار امکان پذیر خواهد بود
مخزن سوخت خودرو را نباید بیشتر از 80 تا 85 درصد گنجایش پر کرد تا فضای کافی برای انبساط سوخت وجود داشته باشد
گاز LPG سنگین تر از هوا بوده و در صورت ریزش یا نشت بخارات آن در سطح زمین باقی مانده و ممکن است توسط یک عامل اشتعال زا منفجر شود. به این دلیل باید از پارک کردن این خودروها در پارکینگ های زیرزمینی پیشگیری کرد
LPG در هوا بسیار سهل تر از بنزین و گازوئیل مشتعل می شود، اما از آنجا که سعی می شود مخازن سوختLPG به گونه ای ساخته شوند که ایمنی و استحکام لازم را داشته باشند لذا احتمال نشت سوخت در هنگام تصادفات و خطرات احتمالی آن نسبت به مخازن بنزین و گازوئیل کمتر است . در مجموع LPG را می توان سوختی ایمن در نظر گرفت.
معمولاً عمدتاً از دو ترکیب هیدروکربنی پروپان و بوتان با فرمول شیمیایی C4H10, C3H8 تشکیل شده است. بوتان خود شامل دو ترکیب ایزوبوتان ونرمال بوتان است. LPG که معمولاً در برخی نقاط دنیا به نام ترکیب عمده آن، پروپان، نیز شناخته می شود بعنوان محصول فرعی فرآیندهای تصفیه و تولید گاز طبیعی و پالایش نفت خام تولید می شود.
LPG در آمریکا عمدتاً از 90% پروپان، 5/2% بوتان و هیدروکربنهای سنگین و مقدار کمی نیز اتان و پروپلین تشکیل شده است. گاز مایع فاقد رنگ، بو و مزه است و بطور کلی زیان آور نیست ولی در صورتیکه حجم زیادی از آن استشمام گردد باعث بیهوشی خواهد شد. به منظور آگاهی از نشت گاز مایع ترکیبات گوگرد دار بنام مرکاپتان شامل "اتیل مرکاپتان" و "متیل مرکاپتان" به گاز مایع افزوده می شود. خواص مهم این سه ترکیب در جدول انتها درج شده است
LPG در شرایط فشار و دمای عادی بصورت گاز است و تحت فشار atm10-8 ، اجزا آن به مایع تبدیل می شود. بنابراین نگهداری و حمل و نقل این محصول به سادگی امکان پذیر است. البته ترکیبات LPG برای مکانهای مختلف و در فصول مختلف متفاوت است. برای مثال گاز مایع ارائه شده به مصرف کنندگان در ایران در فصول مختلف بین (90-50) درصد بوتان و (50-10) درصد پروپان و تا 2% ترکیبات سنگین تر مثلاً پنتان دارد. به علت کیفیت سوخت گاز مایع LPG و کاهش انتشار آلاینده ها، استفاده از این سوخت در جهان به صورت فزاینده ای مورد توجه بوده و در کشورهای مختلف مانند ایتالیا (با 1500000 خودرو)، ژاپن، امریکا، انگلیس استفاده از این سوخت جایگزین مورد حمایت و تشویق دولتها می باشد
الف- محاسن: عدد اکتان بالا (نسبت تراکم بالا و بالطبع راندمان حرارتی بالا)، مصرف پایین انرژی از چاه تا چرخ (نسبت به بنزین)، انتشار بسیار پایین ذرات معلق و دیگر مواد آلاینده نسبت به بنزین (به جز اکسیدهای نیتروژن.)
ب- معایب: مخزن سوخت (باک) سنگین و حجیم تر نسبت به بنزین، ایمنی کمتر نسبت به بنزین و گازوئیل، افت توان در موتورهای دوگانه سوز و هزینه بالای جایگاه های سوخت گیری و تجهیزات گازسوز کردن خودرو
گاز طبیعی(NG):
گاز طبیعی (CH4) که از پوسته زمین استخراج می شود، تنها سوختی است که تقریباً نیازمند انجام هیچ فرایندی برای قابل استفاده شدن در خودرو نیست و تنها لازم است تا خشک شده و سولفید هیدروژن (H2S) آن (از گاز ترش) جدا شود. گاز طبیعی تبدیل شده به گاز ترکیبی به عنوان منبع تولید متانول، DME و هیدروژن به کار گرفته می شود
در کشورهایی همچون ایتالیا، آرژانتین، روسیه و امریکا، خودروهای NGسوز فراوانی وجود دارد در کشور ایران نیز به تازگی استفاده از گاز طبیعی فشرده (CNG) مورد توجه قرار گرفته و سعی شده است تا در بخش نتیجه گیری به آن پرداخته شود. در حال حاضر این سوخت به عنوان سوختی مهم برای استفاده در خودروهای سراسر دنیا مطرح نمی باشد و تنها کشورهایی که دارای شبکه توزیع کافی گاز طبیعی باشند می توانند این سوخت را به عنوان سوخت خودروهای خود برگزینند و کشورهای فاقد چنین زیرساخت هایی قطعاًَ چنین کاری را پرهزینه خواهند یافت. سوخت NG همانند LPG دارای عدد اکتان بالا بوده و در نتیجه با استفاده از آن می توان به نسبت های تراکم بالاتری دست یافت. به این لحاظ است که بازدهی حرارتی یک موتور صد در صد NGسوز در حدود 10 درصد بیشتر از موتورهای بنزینی است. البته باید توجه داشت که بازدهی موتور NGسوز در حدود 15 تا 20 درصد کمتر از موتورهای سنگین گازوئیل سوز است.
گاز طبیعی که عمدتاً در مصارف صنعتی و خانگی، تاسیسات تولید بخار و برق کاربرد دارد بعلت کیفیت سوختن خوب، وجود منابع کافی و در دسترس بودن از دیدگاه اقتصادی بعنوان اصلی ترین سوخت جایگزین مطرح است. گاز طبیعی شامل بیش از 95 درصد متان و ترکیبات سنگین تر مانند اتان یا پروپان و درصد ناچیزی از ترکیبات ناخالصی مانند CO2 و ترکیبات گوگردی از مخازن گاز یا به صورت گازهای همراه با نفت از منابع نفت خام استخراج می گردد. جهت استفاده از آن به صورت تجاری ابتدا در پالایشگاههای گاز که در نزدیکی منابع استخراج قرار دارند مورد تصفیه فیزیکی و شیمیایی قرار گرفته و سپس با مشخصات فنی مورد نیاز خطوط انتقال به پایانه های تحویل گاز جهت مصارف متعدد انتقال می یابد. در مسیر خطوط انتقال گاز ایستگاههای تقویت فشار نیز مورد نیاز است.
میزان مصرف انرژی چاه تا چرخ آن قابل قیاس با LPG است (یعنی کمتر از بنزین و گازوئیل). همچنین گاز طبیعی به غیر از هیدروکربن ها دارای انتشارات چاه تا چرخ کمتری می باشد
گاز طبیعی که سبک تر از هوا بوده و دمای اشتعال بالایی دارد، در مقایسه با LPG دارای خصوصیات و ویژگی های ایمنی مناسب تری است. NG درشرایط محیطی دارای محتوای انرژی پایینی می باشد، اما زمانی که به شکل مایع تبدیل گردد قابل مقایسه با LPG خواهد بود . مخازن سوخت نصب شده بر روی خودرو معمولاً دارای فشار بالا بوده (مانند مخازن CNG) و گاهی اوقات دارای دماهای پایین می باشند (مانند گاز طبیعی مایعLNG). معمولاً گاز CNG درون مخازن فولادی، کامپوزیتی و یا آلومینیمی تحت فشار 240-200 بار قرار دارد. این مخازن برای دست یافتن به همان برد رانندگی خودروهای بنزینی به وزنی معادل پنج برابر و حجمی معادل 4 برابر نیاز دارند. مخازن سوخت کامپوزیتی یا آلومینیمی دارای وزنی معادل 50 درصد مخازن فولادی هستند، اما بهای آنها نسبتاً گران است.
گاز LNG در مخازن نصب شده روی خودرو تحت فشار 2 تا 6 بار و دمای 161- درجه سلسیوس قرار دارد. یک مخزن LNG با در نظرگیری محتوای انرژی یکسان با مخزن گازوئیل دارای فضایی معادل دو برابر و وزنی معادل 40 درصد بیشتر خواهد بود.
روش ANG یا همان گاز طبیعی جذب شده روش دیگر استفاده از این سوخت است که همچنان در مرحله تحقیق می باشد. در این روش گاز متان در یک ساختار کربنی متخلخل جذب مولکول های کربن شده و 12 درصد از حجم موجود را در برمی گیرد. با توجه به فشار آزمایشی 35 باری که برای این سوخت در نظر گرفته شده، جرم سوخت و مخزن آن در شرایط بینابینی سوخت های بنزین، گازوئیل و CNG قرار گرفته است. مخزن ANGنسبتاً ارزان و ایمن بوده و به خاطر فشار پایین آن و در نتیجه عدم نیاز به استفاده از کمپرسورهای گران قیمت، برای ایستگاه های سوخت گیری خانگی بسیار مناسب است.
الف- محاسن: عدد اکتان بالا (راندمان حرارتی بالا)، میزان مصرف انرژی چاه تا چرخ کمتر از بنزین و گازوئیل، انتشار هیدرو کربن های غیرمتان کمتر از بنزین و انتشار بسیار کم ذرات معلق، منواکسید و دی اکسید کربن
ب- معایب: هزینه های بالای جایگاه های سوخت گیری و تجهیزات گازسوز کردن خودرو، افت توان دموتورهای دوگانه سوز و سنگین و حجیم بودن مخازن سوخت.
سوخت های الکلی:
متانول:
سوخت مایع متانول (CH3OH) الکلی است که معمولاً از گاز طبیعی ساخته می شود. به این صورت که ابتدا با استفاده از بخار آب، گاز طبیعی به گاز ترکیبی تبدیل شده و سپس با تغییر نسبت CO/H2 بر روی این گاز تغییراتی انجام می شود
CO + H2O ? CO2 + H2 و CH4 + H2O ? CO + 3H2
در مرحله بعد پس از خروج ناخالصی ها، اکسیدهای کربن و هیدروژن با یکدیگر واکنش داده و متانول ایجاد می شود
CO2 + 2H2 ? CH3OH و CO2 + 3H2 ? CH3OH + H2O
همچنین تولید متانول از بیومس (مواد سلولزی، نشاسته ای و چوب) به لحاظ فنی امکان پذیر بوده، اما هنوز از دید اقتصادی مقرون به صرفه نیست. در این فرایند ابتدا بیومس به گاز ترکیبی تبدیل و سپس متانول تولید می شود
متانول نسبت به بنزین، دارای چگالی انرژی کمتر و عدد اکتان بیشتر می باشد. همچنین بهای آن از بنزین گران تر است. کاربرد متداول متانول در موتورهای احتراق جرقه ای اغلب به صورت مخلوط با بنزین می باشد، اما می توان از آن در موتورهای احتراق تراکمی به صورت خالص استفاده کرد. البته با توجه به پایین بودن عدد ستان آن باید جهت ایجاد تطابق از تجهیزات کمک اشتعال یا افزودنی ها استفاده کرد
با توجه به پایین بودن چگالی انرژی متانول نسبت به بنزین باید برای دستیابی به برد یکسان از مخزن سوختی با گنجایش 75 درصد بزرگ تر و تقریباً دو برابر وزن بیشتر استفاده کرد. از طرفی سیستم سوخت رسانی این نوع خودروها باید از موادی ساخته شود که در مقابل خوردگی و اثرات شیمیایی الکل مقاوم باشد
متانول به عنوان متداول ترین سوخت مورد مصرف برای خودروهای پیل سوختی به کار می رود به این صورت که متانول به هیدروژن تبدیل شده و هیدروژن به عنوان سوخت استفاده می شود. از جمله کاربردهای دیگر متانول، ترکیب آن با ایزوبوتان و تولید MTBE است که به عنوان ماده افزودنی ضدکوبش به بنزین افزوده می شود و جایگزین افزودنی های سرب دار است.
میزان مصرف انرژی چاه تا چرخ متانول به خصوص زمانی که از بیومس تهیه می شود بسیار بالا می باشد. همچنین میزان انتشار هیدروکربنی چاه تا چرخ این سوخت به خصوص در مورد متانول به دست آمده از گاز طبیعی بالا بوده و میزان انتشار دی اکسید کربن زمانی که این سوخت از بیومس تهیه می شود بسیار اندک می باشد. سرعت تبخیر متانول پایین است در نتیجه دارای انتشارات تبخیری کمتری نسبت به بنزین خواهد بود.
الف- محاسن: عدد اکتان بالاتر از بنزین، قابلیت تبدیل به هیدروژن مورد استفاده در خودروهای پیل سوختی، انتشار دی اکسید کربن کم و انتشارات تبخیری پایین تر نسبت به بنزین.
ب- معایب: چگالی انرژی کمتر از بنزین، بهای بالاتر از بنزین، عدد ستان پایین، سنگین و حجیم بودن مخزن سوخت نسبت به مخزن بنزین، دارا بودن اثر خورندگی بر تجهیزات سوخت رسانی و سمی بودن بخارات سوخت.
روشهای تولید:
اتانول از زمانهای قدیم توسط تخمیرشکر تهیه می شده است . در حال حاضر حدود 91 درصد تولید اتانول از طریق تخمیر منابع کربنی (فرمانتاسیون) و 9 درصد به روشهای سنتزی تولید می شود. از جمله منابع کربنی متعددی که در کشورهای مختلف یافت می شود می توان به نیشکر ، چغندرقند،ملاس، ذرت ، گندم و دیگر ترکیبات نشاسته دار و کلیه ترکیبات لیگنوسلولزی مانند ضایعات چوب ، ضایعات کشاورزی ، کاغذ زباله و حتی خود زباله اشاره نمود.
نتیجه: علیرغم تجدید پذیر بودن سوخت اتانول و کاهش انتشار گازهای گلخانه ای حاصل از احتراق آن نسبت به بنزین ، بواسطه محدودیت منابع تولید و همچنین مشکلات توزیع و عرضه و بالا بودن هزینه های تولید ؛ امکان جایگزینی بنزین توسط اتانول در مقیاس وسیع در داخل وجود ندارد
اتانول:
این سوخت به لحاظ خصوصیات و ویژگی ها بسیار شبیه متانول است، اما تنها از بیومس تهیه می شود. برای تهیه اتانول ابتدا محصولات گیاهی کوبیده و فشرده می شوند سپس به کمک مخمرها و انجام عمل هیدرولیز اتانول استخراج می شود. بسته به نوع گیاه از روش های هیدرولیز گوناگون استفاده می شود. اگر گیاه حاوی مواد قندی زیاد باشد هیدرولیز ضعیف بر روی آن انجام می شود. در صورتی که گیاه دارای نشاسته زیاد باشد از روش هیدرولیز آنزیمی و اگر مواد سلولزی وجود داشته باشد از شیوه هیدرولیز اسیدی استفاده می شود. هزینه تهیه اتانول 3 تا 5 برابر بنزین است و عمدتاً مربوط به هزینه های مواد اولیه آن دارد. هر دو نوع موتور CI وSI قابلیت استفاده از این سوخت را داشته و همانند متانول می توان از این سوخت به صورت مخلوط با بنزین و یا پس از تبدیل آن به ETBE به عنوان ماده افزودنی ضدکوبش استفاده کرد. امروزه با توجه به تجزیه پذیر بودن ماده اولیه اتانول (بیومس)، جایگزینی ETBE به جای MTBE مورد توجه قرار گرفته است. مخزن سوخت اتانول بر روی خودرو مانند متانول است
این سوخت برای به دست آوردن انرژی معادل با بنزین نیاز به مخزنی دارد که 50درصد سنگین تر از مخزن بنزین داشته باشد. اگرچه چگالی انرژی اتانول از متانول بیشتر است، اما هنوز قابل مقایسه با بنزین و گازوئیل نیست. از آنجا که عدد اکتان اتانول نسبت به متانول کمتر است بازده انرژی کمتری نیز نسبت به آن دارد. میزان مصرف انرژی چاه تا چرخ اتانول به خصوص وقتی که از مواد سلولزی تهیه می شود زیاد است، اما میزان انتشارات CO2 چاه تا چرخ آن با توجه به تهیه آن از بیومس، در مقایسه با بنزین و گازوئیل پایین تر می باشد. اتانول در مقایسه با خودروهای سبک بنزینی انتشارات CO و HC کمتر و در مقایسه با خودروهای سنگین گازوئیلی انتشارات CO و HC بیشتری دارد.
به لحاظ ایمنی چون سوخت های الکلی سرعت تبخیر پایینی دارند لذا در هنگام تصادفات خطر کمتری نسبت به بنزین خواهند داشت. متانول در صورت مصرف شدن یا تنفس ایجاد مسمومیت می کند، اما اتانول این گونه نیست. باید توجه داشت که متانول و اتانول هر دو قابل تجزیه بیولوژیک هستند
اتانول: ویژگی های این سوخت بسیار شبیه متانول است، اما در مقایسه با آن دارای عدد اکتان کمتر و نیز بخارات غیرسمی می باشد.
بیودیزل:
به گروهی از روغن های گیاهی استری شده گفته می شود که از محصولات حاوی روغن به دست می آید. این محصولات دامنه وسیعی از گیاهان را شامل می شود و مهم ترین آنها عبارتند از: دانه های روغنی، سویا، آفتاب گردان و درخت نخل. برای تولید سوخت بیودیزل ابتدا گیاه مورد نظر تحت فشار قرار گرفته و مایع روغنی آن جدا می شود
در این مرحله محصولی فرعی به نام کیک روغنی تولید می شود که در دامداری ها مصرف دارد. سپس بعد از صاف نمودن مایع روغنی، به کمک عمل استریفیکاسیون ساختار مولکولی پرانشعاب و پیچیده روغن ها به انشعابات کوچک تر با ساختار مولکولی راست زنجیره تبدیل می شود. در طول فرایند استریفیکاسیون الکل تک ظرفیتی (معمولاً متانول) جایگزین گلیسیرین الکل سه ظرفیتی شده و متیل استر تولید و گلیسیرین به عنوان دومین محصول فرعی آزاد می شود که از آن می توان در صنایع آرایشی و دارویی استفاده کرد. میزان مصرف انرژی چاه تا چرخ بیودیزل بیشتر از گازوئیل (دیزل فسیلی) و کمتر از بنزین است. میزان انتشارات چاه تا چرخ بیودیزل بسیار نزدیک به انتشارات گازوئیل، میزان انتشارات NOX و ذرات معلق آن بیشتر اما CO و هیدروکربن های آن کمتر می باشد. میزان CO2 بیودیزل همچنان پایین است زیرا این سوخت از بیودیزل تهیه می شود. برای کسب برد رانندگی یکسان با گازوئیل، خودرویی با سوخت بیودیزل به 15 درصد وزن سوخت بیشتر و مخزنی با 9 درصد حجم بیشتر نیاز دارد.
بیودیزل در مقایسه با گازوئیل خطر بهداشتی کمتری برای انسان و حیوانات داشته و به خاطر تجزیه پذیر بودن آن به محیط زیست، آسیب کمتری می رساند.
الف- محاسن: میزان مصرف انرژی چاه تا چرخ کمتر از بنزین، انتشار کمتر دی اکسید کربن و هیدروکربن های نسوخته نسبت به گازوئیل، خطر بهداشتی کمتر نسبت به گازوئیل
ب- معایب: نسبت به گازوئیل دارای مصرف بالاتر انرژی چاه تا چرخ، انتشار بیشتر اکسیدهای نیتروژن و ذرات معلق و مخزن سنگین و حجیم تر می باشد.
هیدروژن :
هیدروژن، سوختی است که می توان آن را از هر ماده اولیه دارای هیدروژن به دست آورد. روش های عمده تهیه آن عبارتند از: 1. الکترولیز آب 2. تبدیل به گاز مواد خام حاوی هیدروژن. همچنین هیدروژنی که به عنوان محصول فرعی در صنایع شیمیایی حاصل می شود نیز به عنوان منبع سوم تامین هیدروژن مطرح می باشد. با انجام فرایند تبدیل توسط بخاربر روی گاز طبیعی (به عنوان مهم ترین ماده اولیه)، LPG و یا نفتا می توان هیدروژن تولید کرد
با توجه به آنکه فرایند الکترولیز توسط جریان برق انجام می شود بنابراین در این روش باید هزینه های استفاده از جریان برق و جنبه های زیست محیطی آن مدنظر قرار گیرند. استفاده از انرژی الکتریکی تولید شده توسط انرژی های قابل تجدیدی مانند باد و نیروی آب برای الکترولیز آب منتج به انتشار آلاینده های کمتر می شود، اما انرژی الکتریکی تولیدی توسط نیروگاهی با سوخت زغال منتج به انتشار آلاینده های بیشتر می شود. هیدروژن در مقایسه با دیگر سوخت ها دارای بالاترین مصرف انرژی چاه تا چرخ بویژه در مرحله تولید می باشد. میزان انتشارات چاه تا چرخ این سوخت به شدت بسته به فرایند تولید آن است و انتشارات ناشی از خودرو به جز در مورد NOX منتشره از موتورهای احتراقی، قابل چشم پوشی است
محتوای انرژی هیدروژن (برمبنای حجمی) نسبتاً پایین است بنابراین به استفاده از منبع سوخت بزرگی بر روی خودرو نیاز خواهد بود، اما به هر جهت از آنجا که هیدروژن دارای محتوای انرژی بالا در واحد جرمی بوده (تقریباً 3 برابر بنزین) و عدد اکتان بالا دارد لذا موتورهای هیدروژن سوز دارای بازده حرارتی بهتر نسبت به همتاهای بنزینی خود می باشد. موتورهای SI و پیل های سوختی می توانند از هیدروژن استفاده کنند، اما این نوع خودروها و سوخت ها نسبت به انواع متعارف خود بسیار گران قیمت هستند. ذخیره سازی هیدروژن به شکل هیدرید و هیدروژن مایع انجام می شود. در شیوه ذخیره سازی به صورت هیدرید وزن مخزن سوخت 20 برابر وزن مخزن بنزین می باشد و در شیوه ذخیره سازی به روش هیدروژن مایع وزنی معادل 5/1 برابر و حجمی معادل چهار برابر مخزن بنزین را خواهد داشت
هیدروژن نیازمند انرژی اشتعال بسیار پایینی است لذا مسئله ایمنی آن به خصوص در فضای بسته و ذخیره سازی آن روی خودرو بسیار مورد توجه می باشد. از آنجا که این گاز در ترکیب با هوا دارای قابلیت اشتعال در دامنه مخلوط خیلی رقیق تا مخلوط خیلی غلیظ می باشد لذا حتی کوچک ترین جرقه ای (مانند زدن یک کلید برق) می تواند آغازگر حادثه باشد.
الف- محاسن: عدد اکتان بالا (سه برابر بنزین) و بسیار پایین بودن تمامی آلاینده ها به جز اکسیدهای نیتروژن
ب- معایب: هزینه بالای تجهیزات، مخزن بسیار حجیم سوخت و ایمنی بسیار پایین.
DME (دی متیل اتر) :
دیر زمانی نیست که DME به عنوان سوخت مطرح شده است. نحوه تولید این سوخت بسیار شبیه به متانول است که در آن گاز طبیعی یا بیومس به گاز ترکیبی تبدیل شده و سپس در فرایند سنتز اکسیژنه، DMEتولید می گردد. حمل و نقل و اقدامات احتیاطی این سوخت مشابه LPG می باشد. DME در شرایط محیطی به صورت گاز بوده و در فشاری متوسط (6 بار) می توان آن را به صورت مایع ذخیره کرد.
DME در مقایسه با بنزین بسیار گران قیمت تر است و احتمالاً تا مدت ها به این صورت باقی خواهد ماند. این سوخت دارای چگالی انرژی معادل 50 درصد گازوئیل است لذا به مخازن سوخت بزرگ بر روی خودرو نیاز دارد. عدد ستان بالای DME نسبت به گازوئیل آن را برای موتورهای CI بسیار مناسب ساخته و بازده موتور را قابل رقابت با موتورهای CI گازوئیل سوز کرده است. میزان مصرف انرژی مربوط به خودرو این سوخت (خودروهای سبک) کمتر از بنزین است. به طوری کلی داده های مربوط به انتشار آلاینده های خودروهای با سوخت DMEنشانگر مقادیر بسیار پایین آنها نسبت به دیگر سوخت ها می باشد. میزان انتشار CO و HC آن معادل گازوئیل و میزان NOX و ذرات معلق آن معادل بنزین است. ذخیره DME در خودرو مانند LPG و در فشار 9 بار می باشد. مخزن این سوخت دارای حجمی حدود 66 درصد و وزنی حدود 47 درصد بیشتر از مخزن سوخت بنزین است
DME هیچ گونه مسمومیتی برای انسان ایجاد نمی کند، اما می تواند موجب تحریک چشم ها و سیستم تنفسی شود
الف- محاسن: عدد ستان بالا (در حد گازوئیل)، مصرف انرژی چاه تا چرخ کمتر از بنزین و انتشار آلاینده های کم (منواکسید کربن و هیدروکربن های نسوخته در حد گازوئیل- اکسیدهای نیتروژن و ذرات معلق در حق بنزین).
ب- معایب:بهای بسیار بالاتر از بنزین و مخزن سنگین و حجیم سوخت.
تجهیزات سوخت رسانی گاز
مروری بر سیستم سوخت رسانی گاز فشرده
تکامل و بهره گیری از موتورهای احتراق داخلی با چنان سرعتی صورت پذیرفته است که امروزه مهمترین ابزارهای تولید قدرت محسوب می شوند. اما عواملی مانند آلودگی محیط زیست به وسیله آلاینده های خروجی این موتورها و نیز به پایان رسیدن منابع نفت کره زمین در آینده نه چندان دور، ابهاماتی را فراروی استفاده از موتورها پدید آورده است. در راستای تامین منابع جدید انرژی و توجه به مسائل آلودگی محیط زیست و استفاده بهینه از منابع سوخت موجود، موضوع استفاده از سوخت های جایگزین در موتورهای احتراق داخلی هر روز پراهمیت تر می شود.
یکی از سوخت های شناخته شده و جایگزین در این زمینه، گازطبیعی ( natural gas) است که به علت وجود منابع زیاد، می تواند پاسخی بر نگرانی های موجود باشد.
گازسوز کردن موتورهای درون سوز از همان بدو اختراع این موتورها مدنظر مخترعان آنها بوده است، به طوری که هم دیزل و هم اتو از سوخت گازی به عنوان سوخت اصلی موتورهای خود نیز استفاده نموده اند. امروزه مساله گازسوز کردن موتورها ی احتراق داخلی، با روند فزاینده ای دنبال می شود.
در حال حاضر ۳۰ درصد سازندگان موتورهای احتراق داخلی، موتورهای گازسوز نیز تولید می کنند و بیش از پنج درصد خودروهای جهان نیز از سوخت گاز استفاده می نمایند.
هر چند که گازسوز کردن موتورهای احتراق داخلی امروزه در بعضی از کشورهای دنیا با موفقیت به انجام رسیده است، اما کار نظری و تحقیقاتی در این زمینه هم چنان ادامه دارد.
• انواع سوخت های گازی متداول
یکی از بهترین سوخت های جایگزین، سوخت گازی می باشد. این نوع سوخت ها در بعضی از مناطق جهان به میزان کافی در دسترس هستند و استفاده از آنها اقتصادی می باشد و نیز این سوخت ها مزایای جانبی دیگری نیز هم چون کاهش آلودگی محیط زیست به همراه دارند. سوخت های گازی متداول عبارتند از:
گازطبیعی صنعتی Synthetic Natural Gas
گازطبیعی مایع Liquid Natural Gas
گازطبیعی متراکمCompressed Natural Gas
گازنفتی مایع Liquified Petroleum Gas
بیوگاز Bio Gas
علت اشاره به بیوگاز این است که آزمایش هاو تحقیقات موفقیت آمیزی برای به دست آوردنCNG از بیوگاز صورت گرفته است.
• گازطبیعی فشرده
عناصر اصلی تشکیل دهندهCNG متان و تا حدی اتان است و همیشه به صورت گازی می باشد. از آن جا که در فشار اتمسفر انرژی موجود در گاز نسبت به حجم آن پایین است، بنابراین به منظور استفاده از این سوخت در قوای محرکه باید متراکم گردد تا انرژی کافی برای به حرکت درآوردن در آن ذخیره شود. بنابراین برای بهره گیری از گازطبیعی باید انرژی آن در واحد حجم به حدی برسد که مخزن موجود در خودرو بتواند برای طی مسافت معقولی کفایت نماید. لذا با متراکم نمودن گازطبیعی، گاز CNG حاصل می شودکه حتی در فشارهای بالا نیز به صورت گاز باقی می ماند.
• مزایا ومعایب استفاده از سوخت های گازی
در بیان برتری سوخت های گازی می توان به مزایای زیر اشاره نمود:
۱- سوخت های گازی ارزان هستند و هم چنین ذخایر کشف شده آنها برای سال های متمادی پاسخگوی احتیاجات خواهند بود.
۲- به لحاظ بالا بودن عدد اکتان سوخت های گازی، این سوخت ها از خاصیت ضدکوبش بهتری برخوردارند و احتراق کامل به وسیله آنها امکان پذیر است.
۳- از آنجا که سوخت های گازی فاقد خاکستر ومواد زائد هستند واحتراق آنها کاملتر است، انتظار می رودکه آلودگی هوا کمتر شود.
۴- در هنگام استارت موتور در حالت سرد، سوخت های گازی بهتر عمل می کنند (درموتورهایی که صرفا گازسوز می باشند)، زیرا برخلاف سوخت های مایع نیازی به تبخیر آنها نیست.
ضمنا استفاده از سوخت های گازی، محدودیت ها و معایبی را نیز به همراه دارد که از آن جمله عبارتند از:
۱- مخزن گاز جای اضافی اشغال می کند و بر وزن کل خودرو می افزاید.
۲- محدوده عملکرد خودروها را محدود می سازد، ولی با توجه به این که در خودروهای بنزینی، گازسوز کردن خودور بدون هیچ گونه تغییری روی موتور صورت می پذیرد، می توان با استفاده از هر دو نوع سوخت به صورت بهینه، محدودیت ها را کاهش داد.
۳- قدرت خروجی موتور و راندمان حرارتی آن کاهش می یابد.
۴- این نوع موتورها (دوگانه سوز) که با کیت های مربوط همراه هستند، هزینه اول تقبل شده توسط خریدار را افزایش می دهند.
۵- در حال حاضر به لحاظ این که مراکز سوخت رسانی، کم می باشند، مشتری در استفاده از این نوع خودروها دچار مشکل می شود.
• معرفی اجزای مکانیکی سیستم سوخت رسانی گاز فشرده
اجزای سیستم سوخت رسانی گازفشرده به شرح زیر خلاصه می شوند:
مجموعه پرکن از بیرون و متعلقات – Rehueling Valve and related Part
پرکن یاشیر سوخت گیری وسیله ای است که از طریق آن سوخت به داخل لوله ها و مخازن گاز وارد می گردد.این قطعه همانند یک شیر یک طرفه عمل می کند و از برگشت گاز به سمت نازل سوخت گیری جلوگیری می نماید. این شیر می تواند در محفظه موتور یا به روی بدنه خودرو نصب گردد که در این صورت به آن پرکن از بیرون گفته می شود. محل نصب پرکن نباید در نزدیکی باطری باشد و باید به خوبی به بدنه محکم شود. ضمنا پرکن باید دارای درپوشی مناسب برای جلوگیری از ورود گردو غبار و ذرات خارجی باشد.
مجموعه مخزن گازطبیعی – CNG Cylinder
در حال حاضر با توجه به محدودیت حجم خودروها و لزوم کاهش فضای مورد نیاز، جایگاه های سوخت گیری گازطبیعی، سه روش برای ذخیره گازطبیعی موجود می باشد. بهترین این روش ها، روشی است که با صرف حداقل هزینه، فضا و وزن ممکن، مقادیر بیشتری از این گاز را با ایمنی بیشتر ذخیره نماید. فشرده کردن گازطبیعی و ذخیره ی آن در دمای محیط و فشار بین۲۰۷بار الی۲۵۰بار در مخازن تحت فشار یکی از رایج ترین روش ها می باشد. این مخازن اغلب به شکل استوانه ای می باشند و باید در محل مناسبی در خودرو و به دور از ضربات احتمالی نصب گردند که به طور معمول در خودروهای سواری مخازن در صندوق عقب خودرو یا در زیرخودر نصب می گردند.
شیریکطرفه – Non- Return Valve
این شیر در مسیر بین لوله های پرکن تا مخازن و در نزدیکی مخازن نصب می گردد تا در صورت بروز مشکلی در این مسیر یا شکستن لوله بین پرکن تا مخازن از برگشت گاز از مخازن جلوگیری نماید.
شیرسر مخزن – CNG Cylinder Valve
این شیر به صورت دستی است و روی مخزن نصب می گردد. توسط این شیر می توان جریان گاز به داخل مخزن یا از مخزن به خارج آنرا مسدود نمود.
لوله های فشار قوی گاز و اتصالات مربوط Hp Pipe با توجه به فشار بالایی که در سیستم وجود دارد، لوله و اتصالات به کار رفته در این سیستم همگی از نوع فولادی هستند و برای آب بندی مناسب از اتصالاتی که مجهز به ممگیهای تکی یا دوبل هستند استفاده شده است که قادر به تحمل فشارهای بالا می باشند.
شیردستی سرویس Manual Valve
این شیر در قسمت محفظه موتور و قبل از رگولاتور قرار می گیرد. وظیفه این شیر مقطع کردن جریان گاز به صورت دستی در هنگام تعمیر قطعات پایین دست است.
فشار سنج Gas Manometer
توسط این فشار سنج می توان فشار گاز داخل مخازن و سیستم را مشاهده کرد که به طور معمول بین صفر تا دویست و پنجاه بار درجه بندی شده است.
رگولاتور Regulator
رگولاتور در سیستم کیت گاز وظیفه کاهش فشار گاز را برعهده دارد واین کاهش فشار به طورمعمول دو یا سه مرحله داخل رگولاتور با استفاده از دیافراگم هایی، خنثی می شود. با توجه به کاهش فشار گاز در مراحل مختلف رگولاتور به همراه آن کاهش دما، این حلقه باید مجهز به سیستم جبران دما باشد تا از یخ زدگی آن جلوگیری شود. به همین دلیل از لوله های آب گرم رادیاتور برای گردش آب گرم استفاده می شود.
ریل انژکتور Gas Distributor
انژکتورها به طور معمول برروی یک بلوکه نصب می گردند و از طریق این بلوکه گاز ورودی آنها تامین می شود. ریل انژکتور باید در نزدیکترین مکان ممکن نسبت به محل ورود سوخت موتور نصب گردد و طول تمامی لوله های خروجی از ریل انژکتور که به نازل ها متصل می گردند باید یکسان باشند.
نازل ها Gas Nazzles
نازل ها لوله هایی هستند که دارای قطر داخلی مشخصی می باشند و برروی منیفولد هوا یا سرسیلندر نصب می شوند. وظیفه آن رساندن سوخت به نزدیکترین محل در پشت سوپاپ ورودی هر سیلندر می باشد.
• معرفی اجزای الکترونیکی سیستم سوخت رسانی گازفشرده
اجزاء الکترونیکی سیستم سوخت رسانی گازفشرده را می توان به شرح زیر خلاصه نمود:
جعبه کنترل الکترونیکی ECU
این سیستم دارای یک جعبه کنترل الکترونیکی به صورت مجزا نسبت به حالت بنزینی می باشد.
ادوانسر Timing Advance Processor
به دلیل این که ماهیت سوخت به صورتی می باشد که نسبت به بنزین دارای احتراق کندتری است، بنابراین در خودروهای دوگانه سوز، زمانی که راننده سوخت گاز را انتخاب می نماید، باید سیستم جرقه ادوانس شود، لذا از چنین قطعه الکترونیکی استفاده می گردد که فرمان خود را از سنسور فلایویل دریافت می نماید.
امولاتور Emulator
درموتورهای دوگانه سوز، زمانی که راننده حالت گاز را انتخاب می کند، باید انژکتورهای بنزین از مدار خارج شوند تا سوخت بنزین به داخل موتور تزریق نگردد. این وظیفه برعهده ی امولاتور است که یک قطعه الکترونیکی می باشد.
سنسورها Sensors
این سنسورها اطلاعات خاصی را ثبت می کنند و به عنوان ورودی های ECU ارسال می نمایند.از جمله آنها می توان به سنسورهای فشار گاز ورودی رگولاتور، دمای گاز ورودی موتور، فشار گاز ورودی موتور و … اشاره کرد.
کلید تبدیل سوخت Fuel Change Over Switch این کلید به صورت یک مبدل برای تغییر نوع سوخت مصرفی استفاده می شود .
عیب یابی در سیستم سوخت رسانی
8-1- موتور ، روشن نمی شود .
قبلا عیب سیستم برق و جرقه را برطرف نمایید .
خالی نبودن باک را آزمایش کنید .
بسته بودن ساسات و فلوت نمودن موتور را کنترل کنید .
نفوذ آب را در مدار آزمایش کنید .
مجرای تعادل هوای باک را بازدید نمایید .
لوله بنزین را از کاربراتور کشیده ، با استارتر زدن کار پمپ را آزمایش کنید . اگر بنزین از این لوله خارج نشود ، یا پمپ بنزین خراب شده ، یا لوله های ورودی به آن هوا می گیرند و یا اینکه گرفتگی در باک و لوله ها به وجود آمده است .
7- ممکن است به علت بالا رفتن درجه حرارت ، قفل گازی در مدار به وجود آمده ، راه عبور سوخت را مسدود
نموده باشد ، لذا مدار را بررسی کنید .
نشتی لوله خروجی پمپ بنزین را بررسی کنید .
8-1-1کنترل خالی بودن باک :
اگر سوخت سنج ، کار نمی کند ، با لاوله لاستیکی نرمی که از ورودی باک در آن وارد می شود ، می توان از وجود سوخت اطلاع حاصل نمود .
معمولا لوله خروجی بنزین به اندازه 20mm از کف باک بالاتر است تا رسوبات کف باک، داخل مدار نشود . بنابراین ، سوخت کم ، با نداشتن سوخت یکسان است . در صورتی که سوخت در اختیار نباشد ، می توان اتومبیل را طوری کج نمود تا سوخت آن در یک جا جمع شده ، به دهانه لوله خروجی باک برسد . در این حالت ، مدار سوخت رسانی را آزمایش می نمایند .
8-2-2 آزمایش سوخت ورودی به کاربراتور :
پس از حصول اطمینان از موجودی سوخت باک ، باید سوخت ورودی به پیاله کاربراتور را آزمایش نمود : – لوله بنزین کاربراتور را جدا نموده ف به موتور استارت بزنید ولی موتور را روشن نکنید . – اگر بنزین از لوله ، خارج شود دلیل سالم بودن پمپ بنزین است . لذا فیلتر کاربراتور و سوپاپ سوزنی شناور را کنترل نمایید . در صورت خارج شدن بنزین از لوله پمپ بنزین ، مخلوط بودن آب با بنزین را بررسی کنید .
– اگر از لوله ، بنزین خارج نشود دلیل خرابی مدار – از باک تا کاربراتور – است .
8-1-3 آزمایش ساسات و فلوت کردن سوخت
– ابتدا ساسات را از نظر درست کارکردن ، آزاد بودن دریچه و محور آن آن و بسته شدن کامل دریچه بازدید نمایید .
– اگر ساسات بسته نمی شود ، هواکش را باز کرده ، با دست هوای ورودی کاربراتور را کنترل کنید تا سوخت غنی شود . اگر موتور در این حال روشن شود دلیل کمبود سوخت و کار نکردن ساسات است
– گاهی ممکن است در اثر آب بندی نبودن سوزن شناور ، در جایگاه خود ، حالت فلوت کردن رخ دهد . آن را آزمایش کنید .
– اگر ساسات باز نشود و یا شناور کاربراتور تنظیم نباشد ، سوخت زیادی به موتور ارسال گردیده ، موتور خفه می کند ( فلوت کردن ). اگر کاربراتور فلوت کند از دور درپوش پیاله ، سوخت نشت می کند و یا سوخت در دور محور دریچه گاز جمع می شود . گاهی واشر بین کاربراتور و مانیفولد مرطوب می شود
.
اگر موتوری فلوت نموده و خفه کرده باشد ، باید دریچه های ساسات و گاز را باز نگه داشت و در این حال به موتور استارت زد تا سوخت اضافی آن خارج گردیده ، با سوخت لازم روشن شود . – گاهی در اثر گرم شدن بنزین در پیاله کاربراتور و انبساط آن فشار زیادی در پیاله به وجود می آید و سوخت اضافی از ژیگلور خارج شده ، موتور فلوت می کند . در کاربراتور های جدید ، منفذی برای جلوگیری از حالت انبساط بنزین در پیاله کاربراتور پیش بینی می کنند . گاهی به این مدار مجرای « ضد تراوش » یا « ضد جوش » می گویند . وظیفه مدار ضد جوش ، خارج کردن بخارات بنزین از پیاله در بعضی مدلها به وسیله یک سوپاپ بخار ف سوخت پیاله دائما تخلیه گردیده ، به باک برگشت داده می شود و به جای آن ، سوخت خنک از پمپ بنزین به پیاله بنزین می ریزد .
بهرحال در صورت بروز انبساط بنزین در پیاله کاربراتور ، باید مانند فلوت کردن رفتار نمود .
نتیجه آزمایش روی کاربراتور چنین است :
اولا باید سوخت به کاربراتور ارسال شود .
– ثانیا مدار ساسات بخوبی عمل کند .
4-1-8 آزمایش وجود آب در مدار سوخت رسانی :
وجود آب در بنزین ، باعث مسدود شدن مدارات و ژیگلورها می شود . برای آزمایش ، کمی بنزین از مدار کشیده ، در ظرف تمیزی می ریزند . هر گاه در سوخت آب وجود داشته باشد ، در کف ظرف حبابهایی از آب ، ظاهر خواهد گردید .
روش دیگر پی بردن به وجود آب ، آن است که استکانی پمپ بنزین یا صافی آن را باز کرده ، سوخت آن را روی زمین بریزند . سوخت بسرعت تبخیر می شود ولی آب برای مدتی به صورت حباب روی زمین باقی می ماند .
– اگر مقدار کمی آب در استکان پمپ بنزین وجود داشته باشد ، با دستمال تمیزی آن را خشک نموده ، روی پمپ بنزین نصب کنید و به موتور استارت بزنید تا روشن شود .
– اگر مجددا در استکانی ، آب جمع شود لازم است مدار را تخلیه نموده ، تمیز کنند تا موتور روشن شود .
8-1-5 قفل گازی در مدار سوخت رسانی :
گاهی در هوای گرم ، جریان سوخت ارسالی به موتور قطع می گردد و در حال حرکت ، پس از چند بار ریپ زدن ، موتور خاموش می شود . معمولا موتوری که داغ کند ، سوخت مدارات آن تبخیر گشته ، در اثر ازدیاد حجم گاز بنزین ، راه عبور سوخت مسدود می شود . در چنین حالتی ، وقتی دریچه گاز بسته شد موتور خاموش شده ، دیگر با گاز دادن روشن نمی شود .
6-1-8 آزمایش گرفتگی لوله های بنزین :
برای آزمایش گرفتگی لوله بنزین ، آن را از ورودی پمپ بنزین درآورده ، پس از برداشتن در باک از انتهای لوله در آن می دمند . برای دمیدن در لوله ، از باد کمپرسور و یا تلمبه دستی استفاده می کنند و یا با دهان در آن می دمند .
اگر با این روش ، لوله بنزین باز شود نشانه وجود مواد شناور در باک است و هر چه سریعتر باید آن را تمییز کنند و چنانچه لوله بسختی باز شود ، نشانه وجود رسوب با قطعات درشت تر است .
8-1-7 موتور در حالت آرام کار نمی کند :
اگر سیستم جرقه زنی عیب نداشته باشد و موتور در دور آرام نامیزان کار کند و یا خاموش شود ، نشانه وجود عیب ، در سیستم سوخت رسانی می باشد . و به روش زیر عمل کنید :
مدار دور آرام کاربراتور را کنترل و آن را مجددا تنظیم کنید .
فلوت کردن کاربراتور را بررسی نمایید . فلوت کردن در اثر تنظیم نبودن شناور و یا فعالیت مدار استارتر می باشد . ( استارتر مدار راه اندازی یا ساسات می باشد ).
در مدار خلا یی موتور ، هوا نشت می کند . برای آزمایش لوله خلایی متصل به مانیفولد ، لوله بوستر ترمز ، لوله برف پاک کن خلایی ، واشرها نیفولد ، واشر کاربراتور و … را بازدید نمایید .
عیب مکانیکی موتور ، فیلرگیری سوپاپها ، کمپرس سیلندرها و … را بررسی و برطرف نمایید .
8-2 روش تنظیم دور آرام کاربراتور :
موتور را روشن نمایید و با پیچ تنظیم دور ، دریچه گاز را آنقدر باز کنید تا موتور بخوبی کار کند
مدار ساسات را در حالت گرم بودن ، غیر فعال نمایید .
پیچ تنظیم سوخت دور آرام را کاملا ببندید تا دور موتور کاهش یابد . اگر با کم کردن سوخت به وسیله پیچ تنظیم سوخت دور آرام ، دور موتور افزایش یابد ، نشانه غنی بودن سوخت می باشد و اگر دور موتور افت کند ف نشانه ضعیف بودن سوخت است.
حال اگر دور موتور زیادتر از حد عادی است ، با پیچ تنظیم دور ف دریچه گاز را کمی ببندید تا دور موتور به اندازه دور توصیه شده ، برسد .
.
اگر نتوان با پیچ تنظیم سوخت دور آرام ، سوخت را تنظیم کرد ، باید کاربراتور را باز نموده ، مدار دور آرام و سایر مدارات را شستشو داد و ژیگلور دور آرام را از نظر گرفتگی ، تمیز نمود .
برای آزمایش دقیق سوخت کاربراتور نیاز به دستگاه سوخت سنج می باشد . با این دستگاه پس از گرم شدن موتور ، لوله جمع کننده دود را در لوله اگزوز قرار داده ، دستگاه را روشن می کنند . پمپ مکنده دستگاه ، دودها را به قسمت آنالیزور ( تجزیه کننده) انتقال داده ، پس از سنجش درصدco سوخت ، عقربه دستگاه نسبت اختلاط سوخت را نشان می دهد .
آزمایش سوخت موتور
پس شتابدهنده قابل تنظیم
فلوت کردن کاربراتور
8-2-1 کاربراتور به دلایل زیر فلوت می کند :
– هر گاه شناور کاربراتور تنظیم نباشد ، سطح سوخت در ارتفاع بالاتری قرار گرفته ، مصرف آن افزایش می یابد . – اگر شناور سوراخ شود بنزین در آن نفوذ کرده ، شناور در پیاله بنزین غوطه ور می گردد ؛ لذا سطح بنزین در پیاله بالا می آید.
– هر گاه ذرات ناخالص در بنزین در نشیمنگاه سوپاپ سوزنی شناور رسوب کند ، مانع از بسته شدن مدار شناور گردیده ، سوخت فلوت می کند .
– اگر پمپ بنزین فشار خیلی زیادی تولید کند ، به طوری که نیروی رانش شناور نتواند سوپاپ را ببندد ، سطح سوخت در پیاله افزایش یافته ، بنزین فلوت می کند .
– اگر مدار ساسات تنظیم نباشد ، سوخت اضافی به مدار ارسال می نماید و در نتیجه ایجاد فلوت می کند . علامت فلوت کردن کاربراتور ، نشت نمودن سوخت از دور درپوش کاربراتور ، محور دریچه گاز ، خیس نمودن شمعها و روشن نشدن موتور است .
برای برطرف شدن فلوت کاربراتور ، به ترتیب زیر عمل کنید :
ابتدا مدار ساسات را کنترل نمایید . به این منظور باز شدن کامل دریچه ساسات را در گرمای نرمال موتور مورد بازدید قرار دهید . اگر ساسات از نوع اضافه کننده سوخت است ( استارتر ) نشتی آن را در مدار کنترل کنید .
سپس ضربه ملایمی به نزدیکی محل سوپاپ شناور بزنید تا اگر ذراتی در جایگاه آن قرار گرفته است ، بر طرف شود و سوپاپ سوزنی بتواند به وظیفه خود عمل نماید .
3- اگر عمل فلوت کردن کاربراتور ، برطرف نشود باید آن را باز کرده ، علل دیگر را در آن بررسی نماید
8-2-2 نشتی گاز در مانیفولد هوا :
هوا از کناره های واشر مانیفولد ، به داخل نفوذ کرده ، سوخت را رقیق می کند و لذا در دور آرام که خلا مانیفولد زیاد است ، موتور نامیزان کار می کند .
اگر محل مشخصی از نشتی گاز دیده شود با سفت کردن مهره های نیفولد ، فلانچ کاربراتور و یا پیچهای بدنه کاربراتور آن را اصلاح می کند .
اگر با سفت کردن پیچها ، هنوز نشتی وجود دارد ، نشانه خراب واشرها می باشد .
3. ممکن است از کناره لوله خلایی بوستر نشتی به وجود آید .
برای برطرف شدن اثر نشتی مانیفولد هوا ، در حالت اضطراری ، بهتر است با پیچ تنظیم دریچه گاز دور موتور را به کمترین مقدار ممکن برسانند تا آنکه در اولین فرصت بتوان واشرهای معیوب را تعویض نمود . 8-2-3 عیب مکانیکی موتور :
اگر آزمایشهای فوق ، در مورد برطرف کردن معایب دور آرام به نتیجه نرسد ، عیب احتمالی در اشکالات مکانیکی موتور است . به این منظور ، مواد زیر را بررسی کنید :
چسبندگی سوپاپها را آزمایش کنید .اگر چسبندگی در سوپاپها وجود داشته باشد صدای بلند وضربه داری از موتور به گوش میرسد .
ممکن است یکی از سیلند رها کار نکند، عیب احتمالی در شمع ،رینگها،سوراخ شدن پیستون و یا ترکیدن سوپاپها باشد (سوختن سوپاپ). می توان هر مورد را با آزمایش مربوط ته دست آورد.
8-2-4 افت قدرت موتور:
وقتی قدرت موتور،در صورت میزان بودن سیستم جرقه ، کاهش داشته باشد عیب احتمالی در سیستم سوخت رسانی و یا سیستم اگزوز می باشد. لذا موارد زیر را برسی کنید.
– مخلوط سوخت و هوای کار براتور، در حالت شتاب گیری کم است،آن را میزان کنید .
– سوخت موتور نامیزان است واحتما لا حالت فولوت کردن وجود دارد.
پمپ بنزین، سوخت کافی ارسال نمی کند.
– قفل گازی در مدار به وجود می آید .
– خفه کن اگزوز گرفتگی دارد .
یخ زدگی در کاربراتور وجود دارد .
8-2-5 رقیق بودن سوخت در حالت شتاب گیری :
اگر به علت رقیق بودن سوخت ، موتور افت قدرت داشته باشد ، معمولا در کاربراتور عطسه بوجود می آید . صدای عطسه در موقع باز شدن ناگهانی دریچه گاز بیشتر است . در چنین حالتی به ترتیب زیر عمل کنید:
– موتور را خاموش کرده ، هواکش کاربراتور را بردارید . دریچه ساسات را کاملا باز نمایید . – از لوله کاربراتور به داخل نگاه کنید و همزمان چند بار دریچه گاز را بشدت باز کنید تا مدار شتاب دهنده ، فعالیت کند . توجه نمایید که پمپ کردن زیاد مدار شتاب دهنده ، باعث فلوت کردن کاربراتور می شود .
– موتور را روشن کنید و مجددا به آن گاز بدهید . اگر عمل عطسه کاربراتور تکرار شود ، نشانه پمپ نکردن کافی پمپ شتاب دهنده است .
– لازم است کورس پیستون پمپ شتاب دهنده را افزایش دهند تا سوخت بیشتری ارسال شود . یا ممکن است ژیگلور مدار شتاب دهنده گرفتگی داشته باشد و نیز ممکن است سوپاپهای مدار پمپ شتاب دهنده ، معیوب باشند .
مسدود شدن جزیی ژیگلور اصلی را ، وقتی تشخیص می دهیم که در دور آرام ، موتور بخوبی کار می کند ولی در حالت تمام بار ، شتاب گیری ضعیف شود و قدرت افت میکند .
– پمپهای شتاب دهنده ، به دو صورت ساخته می شوند :
قابل تنظیم باشد باید دانست که در هوای سرد و در ارتفاعات نزدیک سطح دریا ، باید کورس پیستون را طوری تنظیم کرد تا سوخت زیادتری تزریق کند و برعکس در هوای گرم و ارتفاعات بالا نیاز به سوخت کمتری می باشد .
8-2-6 اثر غنی بودن سوخت در افت قدرت موتور :
اگر قدرت موتور به علت زیاد بودن سوخت ، کاهش یابد ، حالت خفگی در موتور به وجود آمده است. اثر مشخص آن ، ایجاد صدای مخصوص و خروج دود سیاه از اگزوز است . در این حالت لازم است کاربراتور را مورد تعمیر قرار داد .
8-2-7 اثر خرابی پمپ بنزین در افت قدرت موتور :
هرگاه پمپ بنزین ، سوخت ضعیفی ارسال نماید موتور در حالت شتاب گیری با کمبود سوخت مواجه می شود . پس لازم است فشار پمپ و شدت جریان سوخت را اندازه بگیرید .
8-2-8 اثر قفل گازی در افت قدرت موتور :
ایجاد قفل گازی در مدار ، از جریان سوخت کافی جلوگیری می نماید و موتور را با کمبود سوخت روبرو می کند . در صورت به وجود آمدن قفل گازی ، معایب مدار را با عایق بندی صحیح حرارتی و جلوگیری از انتقال گرمای بدنه موتور به پمپ بنزین و کاربراتور ، برطرف نمایید .
8-2-9 اثر گرفتگی خفه کن در افت قدرت موتور :
لوله اگزوز در اثر کج شدگی و یا دوده گرفتگی ، وظیفه خود را بخوبی انجام نمی دهد . برای آزمایش ، دور موتور را بالا برده و به طور ناگهانی دریچه گاز را رها کنید ، هرگاه صدای خش خش از لوله اگزوز شنیده شود ، نشانه گرفتگی آن است .
8-2-10 یخ زدن کاربراتور :
یخ زدن کاربراتور ، یکی از مسایلی است که در شرایطی از قبیل کاهش دمای محیط و افزایش رطوبت هوا اتفاق می افتد . مثلا وقتی درجه حرارت هوا بین تا و رطوبت هوا بین 65 تا 100 درصد است ، یخ زدگی در کاربراتور ایجاد می شود .
در چنین شرایطی به محض روشن کردن موتور ، دریچه گاز یخ می زند که این حالت معمولا پیش از رسیدن به درجه حرارت عادی اتفاق می افتد .
در بعضی از کاربراتورها ، مداری دودهای گرم اگزوز را به حوالی مجرای دور آرام هدایت نموده ، اطراف آن را گرم نگه می دارد تا از یخ زدگی جلوگیری کند .