معرفی کلی انواع موتورهای گازسوز

موتورهای گازسوز حقیقتا یک موتور سیلندر پیستونی میباشد در این موتور سوخت گاز و هوا وارد میکسر گاز شده و و پس از فشرده شدن در سیلندر ، توسط جرقه مشتعل میشود در این مقاله از وبسایت بازرگانی راد به بررسی انواع موتورهای گازسوز و شرح و توضیحات کامل آن میپردازیم ... تا انتها همراهمان باشید.

انواع سوخت های گاز طبیعی 

گاز طبیعی فشرده ( CNG ) 

گاز طبیعی فشرده یا Compress Natural Gas از سوخت های جایگزین مورد استفاده قرار میگیرد. ترکیب اصلی گاز طبیعی (Compress Natural Gas) ، متان (CH4) میباشد . اغلب گاز های طبیعی شامل 85 الی 95 درصد متان میباشد و الباقی آن دی اکسید کربن ، نیتروژن و مقدار کمی اتان و پروپان و بوتان میباشد.

در هنگام سوخت گیری نیز، سوخت توسط توزیع کننده هایی به مخازن نصب شده بر روی خودرو متصل میشود و سوخت تحت فشار 200barتزریق میشود. از مزایای بکارگیری از گاز طبیعی در مقایسه با بنزین میتوان به آلایندگی کمتر ، عدد اکتان بالا ( 130 ) ، افزایش راندمان 15 % ای و قیمت مناسب نام برد.

در مقابل این مزایایی که ذکر شد ، هزینه هایی مانند هزینه احداث ایستگاه سوختگیری ، وجود محدودیت فضا در نصب مخازن سوختگیری بر روی خودرو ، کاهش پیمایش خودرو و ... از معایب استفاده از این سوخت میباشد.

گاز طبیعی مایع (LNG)

گاز طبیعی مایع ( Liquid natural Gas ) یا LNG یا گاز طبیعی مایع ، یکی دیگر از سوخت های جایگزین میباشد. جهت تولید LNG گاز طبیعی را تا دمای تقریبی 2/327- درجه فارنهايت يا 164- در جه سيلسيوس سرد میکنند و سپس آن را تبدیل به مایع میکنند. از اجزای تشکیل دهنده گاز طبیعی میتوان به مواردی نظیر آب ، اکسیژن ، دی اکسید کربن  ، نیتروژن و ترکیبات سولفور اشاره کرد که طی مراحل تبدیل گاز به مایع ، دی اکسید کربن ، اکسیژن ، آب و ترکیبات سولفور از آن جدا شده و مقدار متان موجودی در گاز مایع نیز تقریبا به 98 درصد میرسد که در آن مقادیر کمی اتان و پروپان و سایر هیدروکربن های سنگین تر هم وجود دارد.

در حالت گازی ، انرژی گاز طبیعی فشرده یا همان (CNG) در حدود 200 برابر گاز طبیعی غیر فشرده میباشد اما در حالت مایع ، انرژی Liquid natural Gas در حدود 600 برابر گاز طبیعی غیر فشرده است که به دلیل هزینه های تبدیل گاز طبیعی به مایع و شرایط نگهداری آن ، استفاده از این گاز اقتصادی نمیباشد.

تکنولوژی ساخت موتور های گازسوز 

موتور های پایه گازسوز ( OEM )

موتور گازسوز کارخانه ای به موتورهایی گفته میشود که به صورت اولیه و پایه گازسوز در کارخانه تولید شده و تمامی قطعات موتور جهت این سوخت طراحی شده است به این معنی که تغییراتی مانند تغییر نسبت تراکم ، مقاوم سازی بلوک سیلندر ، سرسیلندر ، تغییر در ساختار سیستم سوخت رسانی ، سیستم جرقه ، سیستم خنک کاری ، میل بادامک ، روغن کاری و ... بصورت اولیه هنگام تولید در کارخانه طراحی شده است. در این نوع موتورها به علت تولید اولیه بشکل گازسوز، مشکلاتی نظیر افت توان ، آلایندگی بالا ، مشکل خنک کاری موتور و ... تا حدود زیادی برطرف شده است.

موتور گاز سوز تبدیلی

موتور های تبدیلی به موتورهایی میگویند که سیستم از حالت اولیه و اصلی دیزل به سیستم گازسوز تبدیل میشود. در این موتورها به علت طراحیه اولیه براساس سیکل دیزل ، نمیتوان از سوخت گاز طبیعی استفاده نمود . لذا بدین جهت بایستی تغییراتی در ساختار سیستم سوخت ، سیستم خنک کاری و ... ایجاد شود. با وجود این تغییرات در موتور و سایر قسمت های خودرو به علت این که ساختار اصلی و طراحی موتور همانند اولیه میباشد ، کارآیی سیستم گازسوز تا حدی کاهش یافته ، به طوریکه توان و گشتاور خودرو دچار افت 15 تا 20 درصدی شده و آلاینده های خودرو به حد مطلوب نمیرسد و در اثر افزایش وزن اتومبیل به علت اضافه شدن تجهیزات کیت گازسوز ، مصرف سوخت خودرو در حالت بنزینی نیز افزایش میابد.

انواع موتور های گاز طبیعی فشرده 

موتور های دوگانه سوز 

موتور های دوگانه سوز (Bi Fuel) دارای دو سیستم جداگانه جهت سوخت رسانی بنزینی و گاز طبیعی میباشد که به صورت اختیاری امکان استفاده یکی از آن ها را دارا میباشد. بدین صورت که راننده در صورت تمایل به استفاده هر یک از سوخت ها با فشار کلید انتخابگر (Fuel select switch) نوع سوخت مورد نظر خود را انتخاب کرده و موتور به کمک تجهیزات کیت سوز با سوخت مورد نظر کار میکند.

فی الحاضر اتومبیل های دوگانه سوز موجود در کشور از نوع تبدیلی میباشد در این قبیل خودرو ها طراحی اولیه خودرو برای استفاده از بنزین صورت گرفته و نتیجتا امکان بهره گیری از عدد اکتان و ضریب و تراکم بالای گاز مقدور نمیباشد و اغلب موتور این خودرو ها با کاهش توان 15 درصد مواجه میشوند.

مصرف گاز معادل بنزین اتومبیل های گازسوز در هر کیلومتر مسافت ، تقریبا معادل سوخت این خودرو ها در حالت بنزینی بوده و مسافت پیمایش خودرو ، به عواملی مانند مشخصات خودرو، تعداد، حجم و نوع مخزن مورد استفاده قرار دارد.

موتور های دو سوخته ( دیزل و گاز طبیعی ) 

موتورهای دو سوخته ديزل و گاز طبيعی (Dual-Fuel) سوخت خودرو ترکیبی از گاز طبیعی و گازوئیل میباشد. برای تزریق گاز طبیعی به درون سیلندر دو روش وجود دارد.

تزریق مستقیم گاز 

در این روش همزمان با تزریق سوخت دیزل ، سوخت گاز هم توسط شیر های برقی سرعت بالا به داخل سیلندر تزریق میشود در این روش ، گاز تامین کننده بیشتر ، انرژی مورد نیاز موتور بوده و گازوئیل به عنوان سوخت آتش زا بکار میرود.

استفاده از کاربراتور جهت مخلوط گاز و هوا 

در این روش با استفاده از میکسر ، همزمان با ورود هوا به داخل سیلندر ، گاز نیز وارد شده و در سیلندر یک مخلوط همگنی از گاز و هوا وجود خواهد داشت. سپس در پایان مرحله تراکم، گازوئیل به عنوان سوخت آتش زا به درون سیلندر تزریق میشود . در این روش با تغییر بار موتور نسبت ترکیب دو سوخت تغییر میکند. 

موتور های تک سوخته گازسوز

موتور های تک سوخته گازسوز (Dedicated) با یک سوخت کار کرده و به علت عملکرد موتور به لحاظ بازده ، شتاب و صدای آرام موتور در مقایسه با نوع دوگانه سوز تبدیلی ، بیشتر مورد توجه قرار گرفته اند. درکل موتور هایی که با گاز طبیعی طراحی شده اند بازدهی بیشتری نسبت به انواع بنزینی و دیزلی مشابه خود دارند. موتور های تک سوخته CNG نیز نسبت تراکم بالاتری در مقایسه با انواع مشابه بنزینی داشته که عملا باعث کاهش مصرف سوخت و افزایش عملکرد خودرو میشود.