دانستنی های CNG

گاز طبیعی متراکم یا (Compressed Natural Gas) CNG سوختی با مزیت های اقتصادی فراوان و جایگزین خوبی برای بنزین و حتی گازوییل است.
کارخانه های خودروسازی داخلی به زودی کلیه خودروهای خود را به صورت دوگانه سوز (Bi-fuel) تولید و عرضه خواهند کرد، یعنی تولید خودروهایی که قادرند با هر یک از سوخت های CNG یا بنزین حرکت کنند. از آنجا که در آغاز راه رسیدن به این هدف قرار داریم طبیعی است که سؤالات فراوانی درباره این سوخت وجود داشته باشد. در این یادداشت سعی شده به اختصار به شماری از این پرسش ها پاسخ داده شود.
● چه تفاوتی میان LPG و CNG وجود دارد؟
بخش عمده ترکیبات شیمیایی CNG را گاز متان تشکیل می دهد، در صورتی که گاز LPG مخلوطی از پروپان، بوتان و اندکی ترکیبات دیگر است. CNG از متراکم کردن گاز طبیعی به دست می آید، اما LPG محصول تقطیر و پالایش نفت خام در پالایشگاه ها است.
متان حتی تحت فشارهای بالا نیز به صورت گاز باقی می ماند، بنابراین CNG با وجود فشار psi ۳۶۰۰ هنوز حالت گاز دارد. البته گاز طبیعی را می توان در تأسیسات خاصی و با پایین آوردن دما تا حد۱۶۰ درجه سانتیگراد تبدیل به مایع کرد که آن را LNG می نامیم.
● گاز بهتر است یا بنزین؟
گاز طبیعی سوختی با احتراق پاک، تمیز و بهینه است که سبب افزایش عمر موتور و کاهش تعمیرات آن می شود. شمع ها در موتورهای بنزینی تا۳۲ هزار کیلومتر دوام دارند ولی در موتورهای گازسوز این عدد به۱۲۰ هزار کیلومتر افزایش می یابد. این سوخت قابلیت انتقال و مکش از مخزن را ندارد و به این ترتیب احتمال سرقت سوخت به صفر می رسد.
زمان سوخت گیری سریع در پمپ گاز بین۵ تا۶ دقیقه و آهسته آن۵ تا۸ ساعت طول می کشد. گاز طبیعی از بنزین ایمن تر است. چون گاز طبیعی برخلاف بنزین در زمان تصادف و حوادث پیش بینی نشده در هوا پراکنده می شود ولی بنزین روی زمین حوضچه هایی ایجاد می کند که هر لحظه ممکن است به آتش سوزی های مهیب منجر شود. کپسول های ذخیره گاز هم بسیار محکم تر از تانک های سوخت بنزینی هستند.
طراحی این کپسول ها منوط به اجرای شدیدترین آزمون های ایمنی نظیر حرارت، فشارهای بسیار زیاد، تیراندازی و برخوردهای شدید است. یک کیلوگرم گاز معادل۱/۳۲ لیتر بنزین و۱/۲۲ لیتر گازوییل است.
● رانندگی در ارتفاعات
در ارتفاعات، هوا رقیق تر شده و موتور با ترکیب سوخت غنی تری(نسبت بیشتری از سوخت به هوا) کار می کند. به همین خاطر قدرت موتور به دلیل کاهش تنفس موتور و تامین اکسیژن کمتر و همچنین جریان غنی تر و شدیدتر سوخت، افت می کند. در این حالت به علت اینکه گاز در حدود۱۲ درصد حجم ورودی را تشکیل داده و با کاهش چگالی هوا براثر رقیق تر شدن آن، حجم سوخت نیز پایین می آید، توان موتور گازسوز۱۲ تا۱۴ درصد افت می کند. پس در صورت دوگانه سوز بودن وسیله نقلیه بهتر است در ارتفاعات از سوخت بنزین استفاده شود.
● چگونگی CNG سوز کردن خودرو
باک مخصوصی در صندوق عقب خودرو شما نصب می شود و مداراتی که بتواند گاز را برای احتراق به سمت موتورها هدایت کند، به آن مرتبط می شود. در صورتی که ذخیره CNG در خودرو تمام شود، می توان از بنزین استفاده کرد. زمانی که شما خودروی مورد نظرتان را برای استفاده از CNG تبدیل می کنید، هنوز کاربراتور، باک بنزین و مدار سوخت رسانی جهت بنزین را روی خودرویتان دارید. بنابراین به سادگی با زدن یک کلید روی داشبورد، می توانید مسیر بنزین، به سمت موتور را برقرار کنید. حتی لازم است که هر چند وقت یک بار از بنزین استفاده کنید. استفاده هر چند وقت یک بار از بنزین باعث روانکاری مکانیزم کاربراتور و آمادگی بهتر سیستم سوخت رسانی بنزین در مواقع لازم خواهد شد. نصب کیت مخصوص و تبدیل خودروCNG سوز۴ یا۵ ساعت بیشتر وقت نمی گیرد. یک باک پراز CNG ، به طور معمول معادل۱۰ تا۱۵ لیتر بنزین است. بدیهی است اگر میزان مصرف خودرو را با واحد Km/Litr در این عدد ضرب کنید، میزان مسافت پیمودن با یک باک پر از CNG به دست می آید. برای مثال برای یک خودرو متوسط با حجم سیلندر۱۳۰۰ سی سی این مسافت چیزی در حدود۱۵۵ کیلومتر خواهد بود. در صورت نیاز با افزودن تعداد باک می توان این مسافت را افزایش داد.
● آیا استفاده از گاز طبیعی فشرده در خودرو ایمن است؟
بله، CNG به خاطر سه ویژگی مهم از سوخت های بنزین، گازوییل و LPG ایمن تر است. اول آنکه این گاز از هوا نیز سبکتر است. بنابراین در صورتی که نشت کند، در جو، صعود کرده و محو می شود. دوم اینکه درجه حرارت خود اشتعالی CNG برابر۷۰۰ درجه سانتیگراد است، در حالی که درجه حرارت خود اشتعالی بنزین۴۵۵ درجه سانتیگراد است. سومین مورد این که باک های ذخیره CNG از فولادهای آلیاژی خاص و با رعایت بالاترین سطوح ایمنی ساخته می شوند که بسیار محکم تر و ایمن تر از باک های بنزین خودروها هستند.
● آیا استفاده از CNG برای موتور خودرو ضرری نداشته و به آن آسیب نمی رساند؟
خیر، برعکس، عمر برخی از قطعات موتور در صورت استفاده از CNG افزایش خواهد یافت. به عنوان مثال عمر مفید روغن موتور تا حد زیادی افزایش می یابد، چرا که CNG باعث آلودگی یا رقیق شدن روغن موتور نمی شود. از طرفی چون هیچگونه سربی به همراه این سوخت نیست رسوبات سخت سرب روی شمع ها ایجاد نشده و عمر مفید شمع ها نیز تا حد چشمگیری افزایش می یابد. همچنین از آنجا که CNG سوختی گازی است، هیچ کربنی به عنوان محصول احتراق تشکیل نشده و سطح داخلی موتور تمیز باقی می ماند.
عملکرد و کارایی CNG در مقایسه با بنزین در یک خودروی تبدیل شده به دوگانه سوز چگونه است؟
هنگام استفاده از CNG شتاب حرکت خودرو در مقایسه با بنزین اندکی کمتر خواهد بود که این مساله ناشی از افت۵ تا۱۵ درصدی قدرت موتور به هنگام استفاده از CNG است. شایان ذکر است این میزان افت توان موتور را می توان با تنظیم کیت CNG به حداقل رساند و در شرایط معمول رانندگی در شهر این میزان افت قدرت، محسوس نخواهد بود.
آیا تجهیزات و سیستم سوخت رسانی CNG نصب شده روی خودرو نیاز به تعمیر یا سرویس خاصی دارد؟
به طور کلی سیستم سوخت رسانی، سیستم پیچیده ای نیست و می تواند سال ها بدون اشکال کار کند اما برای آنکه همواره در شرایط حداکثر کارآیی خود قرار داشته باشد بازدید دوره ای تجهیزات مربوط به آن بعد از هر یک هزار کیلومتر کارکرد پیشنهاد می شود.
● آیا خودروهای دیزلی را نیز می توان CNG سوز کرد؟
بله می توان خودروهای دیزلی را هم به CNG سوز و هم به دوگانه سوز (Dual Fuel) برای مصرف CNG و گازوییل تبدیل کرد.
● یک خودروی CNG سوز چگونه کار می کند؟
گاز طبیعی حدود۲۰۰ بار فشرده و در مخازن مخصوص خودروها ذخیره می شود. این مخازن ممکن است در صندوق عقب، زیر بدنه و یا روی سقف خودروها نصب شوند. سوخت گاز طبیعی از طریق یک لوله فشار قوی به یک رگولاتور فشار قوی منتقل می شود.
(اغلب این رگولاتور در کنار موتور نصب می شوند) و فشار گاز در این رگولاتور تا حدود فشار اتمسفر تقلیل می یابد. در موتورهای کاربراتوری گاز طبیعی از طریق یک میکسر هوا و سوخت که در دهانه کاربراتور تعبیه شده است، وارد موتور می شود. در موتورهای انژکتوری، گاز طبیعی از طریق انژکتورهای جداگانه (مخصوص گاز طبیعی) در فشار حدود۶ بار به داخل منیفلد هوا تزریق می شود. در ادامه گاز طبیعی وارد محفظه احتراق شده و اشتعال صورت می گیرد. در هنگام خاموش بودن موتور شیرهای سولنوئیدی مخصوص، از ورود گاز به محفظه موتور جلوگیری می کنند. در خودروهای دوگانه سوز (Bifuel) نوع سوخت (بنزین یا گاز طبیعی) توسط یک کلید انتخاب سوخت (Change Over Switch) انتخاب می شود. در برخی از خودروها این کلید بطور اتوماتیک و بعد از اتمام سوخت گاز طبیعی عمل می کند تا بنزین را به عنوان سوخت جایگزین وارد موتور کند. این کلید انتخاب سوخت در محل مناسبی در داشبورد نصب می شود. در ضمن در این محل نشانگری نیز وجود دارد که میزان گاز موجود در مخزن یا مخازن خودرو را نشان می دهد. شایان ذکر است بعضی از خودروها فقط برای کارکرد با گاز طبیعی طراحی شده اند. در یک روش دیگر می توان گاز طبیعی با کاهش دما تا۱۶۴- درجه سانتیگراد، بصورت مایع (LNG) در آورده و ذخیره کرد. این گاز در دمای معمولی تبخیر می شود و سپس می توان آن را همانند CNG مورد استفاده قرار داد.
یک متر مکعب گاز طبیعی فشرده (CNG) تقریباً معادل چهار لیتر بنزین بوده و همان پیمایش را برای خودرو خواهد داشت. پیمایش کلی یک خودرو در حالت گازسوز به ظرفیت مخزن یا مخازن آن و نیز عملکرد آن بستگی دارد. بطور متوسط توان خودروهای دوگانه سوز در حالت گازسوز حدود۱۰ درصد کمتر از بنزین است و دلیل این امر این است که گاز طبیعی را نسبت به سوختهای مایع حجم بیشتری را اشغال می کند و در نتیجه اکسیژن کمتری نسبت به حالت بنزین سوز وارد موتور می شود. البته ذکر این نکته ضروریست که این مساله فقط برای خودروهای دوگانه سوز مطرح بوده و بطور کلی بدلیل عدد اکتان بالاتر گاز طبیعی، یک موتور گازسوز (Dedicated)، بازدهی بیشتری نسبت به یک موتور پایه بنزینی داراست. در ضمن هرچقدر موتور بزرگتر و قویتر باشد، این افت توان بسیار ناچیز خواهد بود، هر چند موتورهای چهار سیلندر دوگانه سوز در تمامی شرایط دمایی عملکرد خوبی را از خود نشان داده اند. در مورد شتاب خودرو، عدد اکتان بالای متان(۱۳۰) تضمین کننده این است که شتاب در حالت گازسوز مشابه شتاب در حالت بنزین سوز خواهد بود. برای گازسوز کردن موتورهای دیزلی، آنها را کاملاً به یک موتور گازسوز (Dedicated) تبدیل می کنند. در روش دوم آنها را به یک موتور دوسوخته (Dual Fuel) تبدیل می کنند. سوخت اصلی این موتورها گاز طبیعی بوده و در آنها به جای شمع از پاشش مقدار کمی گازوییل استفاده می شود. (توضیح اینکه در مرحله تراکم، مقدار کمی گازوییل روی مخلوط داغ هوا و گاز طبیعی پاشیده شده و عمل احتراق صورت می گیرد.) بدین ترتیب در این موتورها گازوییل و گازطبیعی با هم مورد استفاده قرار می گیرد.

گرد آوری: علی چمنی، واحد برنامه ریزی و کنترل
منبع: سایت بهینه سازی مصرف سوخت

منبع : ماهنامه نفت پارس