CNG

cng قسمت اول  

مقدمه

گاز طبیعی سوخت بسیار مناسبی برای استفاده در خودروها می باشد .  مشخصه های آلایندگی و احتراق آن در مقایسه با سایر سوختها بهتر است به دلیل تفاوت خواص گازطبیعی با سوختهای دیزلی و بنزینی هیچ کدام از موتورهای دیزلی و بنزینی بدون انجام تغییراتی قابلیت استفاده از گاز طبیعی را ندارند .

گاز طبیعی برای استفاده در موتورهای دیزلی دارای عدد ستان بسیار بالایی بوده لذا اگر چنین موتوری بر اساس سیستم SPARK IGNITION برای سوخت CNG  استفاده شود نسبت تراکم(CR) آن بالا بوده و با KNOCK  بالایی همراه خواهد بود بر عکس به هنگام استفاده در موتورهای بنزینی به دلیل پایین بودن نسبت تراکم آن بر روی مشخصه های عملکردی موتور اثر منفی دارد 

معرفی 4 نسل از خودروها

1- خودروهای کاربراتوری با سیستم کنترل مکانیکی(وجود پلاتین در سیستم دلکو)

2- خودروهای کاربراتوری با دلکوی مگنتی

3- خودروهای انژکتوری COTINUIS

4- خودروهای انژکتوری SEQUENTIAL,SEMISEQUENTIAL

سیکل اتو

بازده تئوری سیکل اتو به پارامترهای مختلفی بستگی دارد یکی از مهمترین آنها نسبت تراکم (CR) می باشد به طوریکه با افزایش نسبت تراکم بازده تئوری سیکل نیز افزایش می یابد نسبت تراکم موتورهای بنزینی در محدوده 5/9-5/8 می باشد و برای گاز طبیعی این عدد در محدوده 15 می باشد که این اعداد بر اساس شرایط کارکرد موتور و ترکیب سوخت متغیر می باشد

صنعت تبدیل 

علیرغم مشکلات مطرح شده رشد صنعت تبدیل ، موتورهای بنزینی و دیزلی را برای استفاده از گاز طبیعی مناسب ساخته است .

مشکلات موجود در تبدیل با اعمال یک سری تغییرات در موتور BASE  امکان استفاده از سوخت CNG را برای چنین موتورهایی فراهم می کند

مثلا در موتور های دیزلی برای تبدیل به صرف استفاده از CNG با انجام عملیات ماشین کاری نسبت به کم کردن نسبت تراکم می توان اقدام نمود .

با وجود آنکه تغییرات صورت گرفته بر روی موتور خودروها کاملا با سوخت CNG هماهنگ نشده ولی برنامه تبدیل بر روی میلیونها خودرو در سطح جهان به صورت کاملا موفقیت آمیز و ایمن صورت گرفته و سوخت CNG را در سطح وسیعی جهت تبدیل OEMمطرح کرده است .

بازده گرمایی موتور

به لحاظ تئوری با افزایش نسبت تراکم بازده گرمایی موتور افزایش می یابد در عمل به دلیل وجود نیروی اصطکاک ماکزیمم بازده گرمایی در شرایطی که نسبت تراکم در محدوده 18-15 می باشد رخ می دهد.

از آنجا که گاز طبیعی دارای عدد اکتان بالایی می باشد مقاومت در برابر KNOCK در آن بالا است و می تواند با نسبت تراکمی که به OPTIMUM نزدیک است کار کند اما در سوخت بنزین به دلیل محدودیت KNOCK نمی تواند با هر نسبت تراکمی بیشترین راندمان را بدهد و محدوده نسبت تراکم آن می بایستی در بازه 10-8 باشد .

نسبت تراکم در موتورهای دیزل بازده حرارتی بالایی را بدست می آورد این بازده عموما    می تواند با سیکل اتویی که در حالت تمام بار با سوخت گاز کار می کند هماهنگ گردد در این حالت به دلیل کم شدن و محدود شدن KNOCK  نسبت تراکم به میزان OPTIMUM  نزدیک شده و در شراط با بار کمتر سیستم کنترل دریچه گاز باعث کم شدن نسبت تراکم شده و این یک امتیاز در موتورهای دیزل محسوب می شود .

افزایش درجه حرارت ورودی به علت تغییر شرایط محیطی و یا وجود توربو شارژ تمایل به افزایش KNOCK  را بالا می برد که لازم است سیستمی روی خودرو نصب گردد که در این شرایط جرقه را ریتارد نموده تا باعث صدمه زدن به موتور و بروز مشکلات دیگر نشود.

نسبت هوا به سوخت

یکی از پارامترهای مهم در طراحی موتور نسبت هوا به سوخت ورودی به محفظه احتراق   می باشد که عموماً با اعداد بدون بعد بیان می شود .حالت بهینه آن عدد یک می باشد که نسبت هوا به سوخت واقعی برابر میزان استوکیومتریک می باشد زمانی که این مقدار از یک بیشتر شود مخلوط رقیق (LEAN) می باشد مثلا مقدار 15/1 بدان مفهوم است که میزان هوای ورودی 15 درصد بیشتر است و زمانی که این مقدار از یک کمتر است مخلوط غنی (RICH) می باشد .

بهترین مقدار به هنگام نصب بودن کاتالیست عددی بین 1-98/0 می باشد در حالتی که مخلوط غنی می باشد e.g=0/98 ماکزیمم توان موتور بدست می آید اگر مخلوط از این میزان بیشتر غنی شود سبب کاهش توان خروجی و کاهش بازده حرارتی می شود .و اگردر این شرایط مخلوط رقیق گردد سبب افت تدریجی توان شده ولی راندمان حرارتی تا زمان شروع احتراق ناقص افزایش می یابد .

ادامه مطلب 1           ادامه مطلب 2         ادامه مطلب 3            ادامه مطلب 4

تهیه کننده : هادی رمضانیان

استاد : مهندس مجید سالاری