سوخت و احتراق (بخش دوم)

مهم ترین سوخت در سوخت های جایگزین، متان یا گاز طبیعی فشرده، پروپان یا همان گاز نفتی مایع، الکل ها و هیدروژن می باشد. آلودگی مواد منتشر شده از احتراق این سوخت ها به مراتب کمتر از مقادیر مشابه برای بنزین و سوخت های دیزلی می باشد.

سوخت های دیزل:

سوخت دیزل مشتمل بر مخلوط هیدرو کربن های سبکی است که نقطه جوش آن ها بین°C ١٨٠ تا 360 °C بوده، چنان که دیده می شود این دما بیشتر از دمای متناظر برای مواد تشکیل دهنده بنزین است.

تخمین زده شده است که بیشتر از 10000 ایزومر در سوختدیزل یافت می شود. همانند بنزین، سوخت های دیزل، مخلوطی از هیدرو کربن های پارافین، اولفین،نفتالین و آروماتیک است، اما ارتباط خواص آن ها با هم متفاوت است. وزن مولکولی سوخت دیزلبین 170 تا 200 متغیر است.

چگالی انرژی سوخت های دیزل % 8 بیشتر از سوخت های بنزینیمی باشد و قابلیت اشتعال پذیری کمتری دارند و به عنوان اولین سوخت جهت خودرو های سنگین به کاربرده شده اند.

کیفیت اشتعال سوخت دیزل با عدد ستان 1 سنجیده می شود. هر چه این عدد بالاتر باشد، سوخت راحت تر مشتعل می شود. عدد ستان متداول برای مصارف وسائط نقلیه بین 40 تا 55 می باشد.

سوخت های جایگزین:

مهم ترین سوخت در سوخت های جایگزین، متان یا گاز طبیعی فشرده، پروپان یا همان گاز نفتی مایع، الکل ها و هیدروژن می باشد. آلودگی مواد منتشر شده از احتراق این سوخت ها به مراتب کمتر از مقادیر مشابه برای بنزین و سوخت های دیزلی می باشد.

با توجه به مشکلات موجودی که در رابطه با نفت خام وجود دارد و با توجه به مسائل سیاسی، این سوخت ها می توانند به عنوان سوخت های جایگزین استفاده شوند. از سال 2000 میلادی متداول ترین سوخت برای مصرف وسائط نقلیه پس از گاز طبیعی و متانول، پروپان می باشد.

این نوع سوخت ها چه از لحاظ ملاحظات مهندسی و چه از لحاظ مسائل اقتصادی به طور وسیع در خودرو مورد استفاده قرار نگرفته اند.

هزینه این نوع سوخت ها به ازاء واحد انرژی تولیدی از سوخت دیزل و بنزین گران تر است. با توجه به چگالی انرژی پایین آن ها برای پیمایش برابر با خودرو های بنزینی به ذخیره حجم سوخت ذخیره بالاتری نیاز است.

این مسأله می تواند مخصوصاً برای ماشین های دوگانه سوز که قسمت قابل توجهی از فضای اتومبیل برای مخزن ذخیره سازی سوخت جایگزین استفاده می شود مضر و نامطلوب باشد. در سیستم گازسوز، فقدان سیستم توزیع و سوخ ترسانی نسبت به سیستم های متداول وجود دارد.

در سال های اخیر، سیستم جایگزین روی وسائط نقلیه ناوگانی مانند اتوبوس ها، کامیون ها و ون ها قرار گرفته است، استفاده از این نوع قوای محرکه در خودروهای مذکور موفقیت آمیز بوده است. ضریب نفوذ سوخت های جایگزین در بازار، در حال حاضر فقط بین 0.5 تا 1% است.

بنا به گزارش وب 4 و دلماس 5 در سال1990 ، تنها در ایالات متحده آمریکا، چهار میلیون خودرو با سوخت پروپان، سه میلیون خودرو با سوخت اتانول و حدود یک میلیون خودرو با سوخت گاز طبیعی وجود داشته است، این درحالی است که تعداد خودروهای بنزینی در آن زمان 150 میلیون بوده است.

موتورهای دیزلی یا بنزینی موجود را می توان به سادگی به حالت سیستم سوخت جایگزین تبدیل کرد. با این حال برای انجام چنین تغییراتی باید شرایط مختلفی مدنظر قرار گیرد. ماهیت متفاوت احتراق این نوع سوخت ها، مستلزم تغییر در سیستم انژکتور) پاشش سوخت (و زمان بندی احتراق است.

همچنین بسیاری از این سوخت ها و مخصوصاً انواع گازی آنها، خاصیت روان کاری کمی دارند و باعث افزایش سایش در اجزاء سیستم سوخ ترسانی مانند انژکتور ها و سوپاپ ها می شوند.

پروپان:

پروپان با فرمول (C3H8) یک هیدروکربن پارافینی اشباع شده است. وقتی که با بوتان (C4H10) یا اتان (C2H6) ترکیب می شود، گاز نفتی مایع را تشکیل می دهد. متداول ترین گاز مایع مخلوط P 92 می باشد.

این سوخت حاوی % 92 پروپان و % 8 بوتان است. در ایالات متحده، تقریباً نیمی از LPG از اجزاء سبک تر هیدروکربن ها که در طول پالایش نفت خام به دست می آیند و نیمی دیگر از اجزاء سنگین گاز طبیعی سر چاه نفت تولید می شود.

پروپان از دهه 1930 به عنوان سوخت خودرو ها مورد استفاده قرار گرفت. در سال 1993 در جهان 4میلیون خودرو با این نوع سوخت وجود داشت که عمده آن ها در هلند، ایتالیا، آمریکا و کانادا قرار داشتند. در حال حاضر جایگاه های متعدد مخصوص سوخت پروپان وجود دارد.

برخی شرکت های خودرو سازی، خودرو هایی با این نوع سیستم سوخت رسانی از قبیل پیک آپ ها، کامیون و کامیونت ها تولید می کنند. همچنین کیت هایی برای تبدیل سیستم بنزینی به این نوع سوخت یا دوگانه سوز کردن خودرو ها وجود دارد.

در خودرو ها، پروپان به صورت مایع فشرده، تحت فشار بین 0.9 تا 1/4 MPa ذخیره می شود. وقتی که سیستم به طور صحیح عایق بندی شده باشد، انتشارات بخار آن تقریباً صفر است. تنظیم کننده فشار، میزان ورود پروپان به درون موتور را کنترل می کند. پروپان مایع در هنگام عبور از دریچه گاز به گاز تبدیل می شود.

پروپان گازی شکل از درون محفظه ورودی به راهگاه ورودی یا مستقیماً به درون سیلندر پاشیده می شود. پروپان دارای عدد اکتان 112 می باشد، لذا در هنگام استفاده های خودرویی معمولاً نسبت تراکم آن را افزایش می دهند.

ادامه مطلب در بخش بعدی . . .