شيوه كار خودرو هاى با سوخت گاز طبيعى

واضح آرشیو وب فارسی:ابرار: شيوه كار خودرو هاى با سوخت گاز طبيعى
طراحى، پيش برد و بازاريابى خودروهاى سبز (سازگار با محيط زيست) چندان كار ساده اى نيست. بهترين شاهد اين مدعا اين است كه همچنان خودروهاى بنزينى بر جاده ها فرمانروايى مى كنند وسوخت هاى فسيلى تقريبا ۷۵ درصد از مصرف انرژى جهان را تشكيل مى دهند.همزمان با بالا رفتن قيمت بنزين و نگرانى درباره اثرات زيان بار آن، خودروهاى دو گانه سوز اهميت ويژه اى مى يابند. يك خودرو گاز سوز يا NGV نمونه اى كامل از يك خودرو دوگانه سوز است. بهره ورى سوخت، سازگارى با محيط زيست و هزينه اشتراك به نسبت كمتر، از مزاياى اين خودرو هاست. اين مقاله به تشريح اصول كلى NGV(Natural-gas Vehicles) ها مى پردازد و با نگاهى به ادعا هاى بى نظير در طراحى آنها، مزاياى اين تكنولوژى را بررسى مى كند.
كشف گاز طبيعى:
بعضى از محققان معتقدند، مردم خاورميانه بين ۶۰۰۰ تا ۲۰۰۰ سال قبل از ميلاد گاز طبيعى را كشف كرده بودند. آنها ديده بودند كه وقتى صاعقه به منافذ خروجى گاز طبيعى از زمين برخورد مى كند، گاز شعله ور مى شود. در حدود ۲۱۱ سال قبل از ميلاد چينى ها از سوزاندن گاز طبيعى براى خشك كردن سنگهاى نمك موجود در سنگ آهك استفاده مى كردند. آنها همچنين اولين چاههاى گاز طبيعى را با ديرك هايى از جنس بامبو (خيزران) و با امكانات اوليه ساختند. البته فقط مى توانستند تا عمق ۵۰۰ فوت حفارى كنند. واژه گاز كلمه اى مبهم است چرا كه مواد با حالتى مشابه ولى خواصى متفاوت را در بر مى گيرد. به طور مثال گازى كه به عنوان سوخت در خودرو مورد استفاده قرار مى گيرد يكى از مشتقات نفت خام است. نفت خام ماده اى سياه و چسبناك و تركيبى چند جزئى است كه در زير زمين، بر اثر تجزيه بدن جانوران دريايى باستان و در ساليان دراز تشكيل مى شود. گاز طبيعى هم از تركيبات موجودات زنده در باستان به وجود مى آيد ولى به طور طبيعى به جاى حالت مايع،،شكل گازى به خود ميگيرد و معمولا همراه نفت خام خارج مى شود.گاز طبيعى هم از گياهان زمين و هم از مواد آلى بدن جانوران آبزى به وجود آمده است و روى سطح ذخاير نفتى و يا زير آن قرار مى گيرد. معمولا به علت فشار بالاى موجود در مخازن، گاز در نفت خام حل مى شود. البته مخازن گاز طبيعى كه فقط شامل گاز بوده و نفت خام ندارند نيز وجود دارد. تركيبات پايه گاز طبيعى متان و چند هيدروكربن گازى ديگر است.هيدرو كربن ها تركيباتى آلى هستند كه فقط از دو عنصر كربن و هيدروژن تشكيل شده اند. هيدرو كربن هاى موجود در گاز طبيعى جزو هيدرو كربن هاى سير شده هستند چرا كه در آن ها، اتم ها با پيوند يگانه به يكديگر متصل شده اند. همانطور كه در نمودار مشاهده مى شود، متان ساده ترين هيدرو كربن سير شده است. همانند بنزين، گاز طبيعى نيز قابل اشتعال است. يعنى مى تواند همچون بنزين، در يك موتور احتراقى به كار رود. اما تا دهه ۱۹۳۰ از خودرو هايى كه بتوانند از گاز طبيعى به عنوان سوخت استفاده كنند، خبرى نبود. ما گاز طبيعى انباشته شده در مخازن زير زمين را با حفارى به سطح خاك منتقل مى كنيم. يك چاه مدرن كه به مته هاى نوك الماسه مجهز شده باشد، توانايى حفارى تا عمق حدود ۷۶۰۰ متر را دارا است.
عمليات استخراج و پالايش:
بيشتر چاههاى جديد، همزمان نفت خام و گاز طبيعى استخراج مى كنند.بعضى از گاز طبيعى بدون نياز به عمليات پالايش قابل استفاده اند. اما در بيشتر موارد گاز طبيعى به عمليات پالايش احتياج دارد. در اين عمليات انواع هيدرو كربنها و مواد سيال از گاز طبيعى« مرطوب» تفكيك مى شوند تا گاز طبيعى «خشك» به دست آيد.گاز طبيعى خشك، متان خالص است كه در بسيارى از موارد از جمله خودروهاى گازسوز به كار گرفته مى شود. در تمام طول قرن نوزدهم استفاده از گاز طبيعى به كاربرى هاى محلى محدود شده بود. چرا كه راهى براى انتقال حجم عظيم گاز در مسير هاى طولانى وجود نداشت. در سال ۱۸۹۰ با اختراع اتصالات متراكم خط لوله، امكان انتقال گاز به مايل ها دورتر از منبع به وجود آمد. پيشرفت هايى كه در دو دهه بعد در صنعت لوله كشى به وجود آمد، انتقال گاز در مسافت هاى بسيار طولانى را ميسر كرد. از سال ۱۹۲۷ تا۱۹۳۱ در آمريكا بيش از ۱۰شبكه بزرگ انتقال گاز ساخته شد و به اين ترتيب گاز طبيعى به عنوان يكى از منابع انرژى پر كاربرد شناخته شد. كمبود نفت در اواخر دهه ۱۹۶۰ و اوايل ،۱۹۷۰ باعث افزايش رغبت نسبت به استفاده از گاز به عنوان يك منبع سوخت به خصوص براى اتومبيل ها شد. در قسمت بعدى ما در مورد چگونگى طراحى خودروهاى گاز سوز بحث خواهيم كرد.
بيو گاز:
گازطبيعى تنها منبع متان نيست. متان همچنين مى تواند از تخمير مواد آلى همچون كود كشاورزى، در محيطى با اكسيژن كم به دست آيد. در اين شرايط، باكتريها مواد مغذى موجود در كود را به عنوان غذا استفاده كرده و متان و كربن دى اكسد به عنوان پسماند توليد مى شود. اين نوع متان كه يك بيو گاز ناميده مى شود، مى تواند به عنوان سوخت به كار رود.
طراحى خودرو هاى گازسوز:
اصول كلى خودرو هاى گاز سوز همان قواعد خودروهاى بنزينى است. به عبارت ديگر سوخت (در اينجا گاز طبيعى) با هوا در يك موتور چهار زمانه مخلوط شده و با جرقه شمع مشتعل مى شود تا پيستون را به بالا و پايين حركت دهد. هر چند تفاوت هايى بين بنزين و گاز از نظر اشتعال پذيرى و دماى احتراق وجود دارد ، ولى اساس طرز كار خودروهاى گاز سوز مشابه خودروهاى بنزينى است.البته هنوز تغييراتى براى بهبود عملكرد خودروهاى گاز سوز احتياج است. به طور كلى اين تغييرات در تانك ذخيره سوخت، موتور و بدنه خودرو اعمال مى شود.
ذخيره سازى سوخت:
بيشتر خودرو هاى گاز سوز از گاز طبيعى فشرده شده CNG (compressed natural gas) استفاده مى كنند تا مخزن حجم كمترى را اشغال كند. در يك جايگاه سوخت رسانى ، گاز با فشار ۳۵۰۰-۳۰۰۰ پوند بر اينچ مربع متراكم شده و درون مخزن استوانه اى شكل با فشار بالا پمپ مى شود. مخزن معمولا در صندوق عقب يا جلو و يا در زير بدنه خودرو قرار مى گيرد. مخازن ذخيره در ابتدا بزرگ بوده و بيشتر فضاى مربوط به بار را در خودرو اشغال مى كردند. اما بعدها استوانه هاى سبكتر موسوم به مخازن يك پارچه توليد شدند. مخازن يك پارچه استوانه هايى از مواد مختلط (كامپوزيت ها) هستند كه در داخل، شامل يك صفحه پشم شيشه و اسفنج ضربه گير براى محافظت در تصادفات است. همچنين قطر استوانه ها كمتر شده، به گونه اى كه فضاى اشغال شده توسط سه مخزن گاز معادل فضايى است كه باك يك خودرو بنزينى به طور معمول اشغال مى كند.
اصلاحات در موتور:
وقتى كه موتور يك خودرو گاز سوز شروع به كار مى كند، جريان گاز از مخزن استوانه اى به ريل سوخت حركت مى كند. نزديك موتور، برا كاهش فشار، گاز وارد يك شير تنظيم فشار مى شود. سپس سيستم تزريق سوخت چند نقطه اى، سوخت را به درون سيلندرها هدايت مى كند. حسگرها و كامپيوترها نسبت هوا به سوخت را در مخلوط تنظيم مى كنند تا در هنگام جرقه شمع، كاركرد گاز بهتر باشد. يك موتور گاز طبيعى علاوه بر اين، پيستون هايى متراكم و از آلومينيوم ريخته گرى دارد. نشيمنگاه سوپاپ دود از جنس سخت آلياژ نيكل- تنگستن بوده و داراى مبدل كاتاليزورى مخصوص متان است.
تغييرات در شاسى و بدنه:
ممكن است اصلاحاتى در يك خودرو گاز سوز مورد نياز باشد تا فضاى كافى براى مخزن سوخت وجود داشته باشد. در عقب خودرو ممكن است سيستم تعليق نيمه دنباله جايگزين حلقه عرضى سيستم شود كه اين در بسيارى ازخودرهاى گازسوز به عنوان استاندارد شناخته شده است. اين كار فضاى بيشترى در صندوق عقب خودرو باز مى كند و در عين حال سوارى راحت وهموارى را ارائه مى دهد. در اين نوع از خودرو هاى گازسوز همچنين لاستيك زاپاس و جك كه براى يك پنچرى پيش بينى مى شود، حذف شده است.به همين منظور لاستيك هايى استفاده مى شود كه با وجود پنچرى مى توان مدتى را با آنها رانندگى نمودRun-flat به اين تاير ها. مى گويند.
تفاوت ها در سوخت گيرى:
سوخت گيرى يك خودرو گاز سوز كمى متفاوت است. دريچه سوخت گيرى آن معمولا در جلو خودرو است. البته در بعضى از مدل ها همچون Honda Civic GX اين دريچه در عقب قرار دارد. مدت زمان سوخت گيرى گاز با يك پمپ سريع تقريبا مشابه زمان سوخت گيرى بنزين يا گازوئيل است.اما در صورت به كار گيرى يك پمپ كند، گاز بين ۵ تا ۸ ساعت پر كردن مخزن زمان مى برد. روش ديگر، استفاده از گاز خانگى براى سوخت اتومبيل است كه توسط شركت هوندا ارائه مى شود و سوخت گيرى تمام شب طول مى كشد.در قسمت بعدى به بررسى مزايا و معايب خودرو هاى گازسوز نسبت به خودروهاى بنزينى مى پردازيم.
دوشنبه 4 آذر 1387

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: ابرار]

[مشاهده در: www.abrarnews.com]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 170]