سی ان جی چیست (فواید مضرات توانایی ها و نواقص )

گاز طبیعی فشرده CNG مخفف ( Compressed Natural Gas ) ، ترکیبی از بیش از ۹۰ درصد متان و باقی اتان و سایر هیدروکربورها بوده و دارای واکنش شیمیایی به صورت زیر میباشد:
CH4 + 2O2——————————-> CO2 + 2 H2O
۳-۱- وزن مخصوص
نسبت وزن ، حجم معینی از بخار به وزن همان حجم هوا را وزن مخصوص گاز نامیده که این میزان جهت CNG برابر با ۶۵/۰ میباشد.
۳-۲- نقطه جوش
نقطه جوش گاز دمایی است که در فشار ۱ اتمسفر ، گاز از حالت مایع به حالت گاز در می اید. مقدار این دما جهت CNG برابر با ۱۶۰- درجه سانتیگراد بوده و جهت سوخت بنزین ۳۵ تا ۲۳۲ درجه سانتیگراد میباشد.
۳-۳- نقطه ذوب
نقطه ذوب دمایی است که در ان ماده از حالت جامد به حالت مایع تبدیل میشود که برای CNG این دما برابر با ۱۸۲- درجه سانتیگراد میباشد.
۳-۴- ارزش حرارتی
ارزش حرارتی بنا به تعریف مقدار گرمایی است که در هنگام احتراق کامل یک واحد جرم از هر نوع سوخت آزاد میگردد.ارزش حرارتی سوخت CNG برابر با Kcal/Kg 11954 بوده که این میزان جهت بنزین بین Kcal/Kg 10500 تا Kcal/Kg11200 میباشد.
۳-۵- حد احتراق
میزان نسبت سوخت به هوا جهت احتراق مناسب یک سوخت در فشار ۱ اتمسفر بوده و دارای محدوده خاصی میباشد. این محدوده جهت بوتان ۸/۱ الی ۴۵/۸ بوده و جهت سوخت بنزین بین ۵/۱ تا ۷/۴ میباشد. باید توجه داشت که احتراق متناوب زمانی صورت میگیرد که حد احتراق در یک محدوده خاصی قرار داشته باشد. به عبارت دیگر اگر درصد حجمی بوتان کمتر از ۸/۱ درصد و یا بیشتر از ۴۵/۸ درصد باشد احتراق صورت نمی گیرد.۶- سرعت اشتعالبنا به تعریف سرعت اشتعال به سرعت انتشار شعله احتراق درون یک گاز قابل انفجار گفته میشود. سرعت اشتعال به عواملی نظیر نوع مواد ترکیبی ، فشار و دمای گاز بستگی داشته و عموما این سرعت با افزایش فشار و دما افزایش می یابد. سرعت اشتعال سوخت Cng برابر با ۶۷/۰ متر بر ثانیه بوده و جهت بنزین برابر با ۸۳/۰ متر بر ثانیه میباشد که به واسطه سرعت اشتعال بیشتر بنزین نسبت به Cng زمان جرقه در احتراق Cng باید نسبت به سوخت بنزین کمی سریعتر باشد.
۳-۷- نقطه جرقه
هنگامی که یک سوخت به تدریج تا نقطه شعله وری گرم شود ، احتراق بدون منبع جرقه میتواند انجام شود. بنا به تعریف نقطه احتراق به پایینترین دمایی گفته میشود که در ان عمل احتراق به خودی خود انجام میشود. نقطه احتراق بنزین ۳۸۰-۳۶۰ درجه سانتیگراد و نقطه احتراق Cng برابر با ۶۸۰ درجه سانتیگراد بوده که به همین دلیل Cng نسبت به بنزین از ایمنی بالاتری برخوردار است.
۳-۸- عدد اکتان
عدد اکتان نشان دهنده قابلیت احتراق خودبخود سوخت تحت فشار تراکم بوده که در رابطه با بنزین این عدد بین ۸۰ تا ۹۸ و جهت Cng این عدد برابر با ۱۱۰ تا ۱۲۵ میباشد. عدد اکتان بالاتر Cng اجازه طراحی نسبت تراکم بالاتر در موتور را نسبت به حالت سوخت بنزین ایجاد نموده و افزایش نسبت تراکم منجر به افزایش توان و بالا رفتن راندمان سوخت میگردد.

– مقایسه سوخت گاز طبیعی فشرده CNG با بنزین از دیدگاه زیست محیطی ، اقتصادی و فنی و مو توری و پیمایشی خودرو

۴-۱- مقایسه از نظر زیست محیطی

گاز CNG ، گازی به مراتب تمیزتر نسبت به سوخت بنزین از نظر آلاینده های خروجی اگزوز بوده و از این نظر گازی سالمتر بوده و میزان آلاینده های خروجی اگزوز اندازه گیری شده جهت خودروی پراید که در جدول زیر آورده شده است ، نشانگر این امر میباشد.
مواد آلاینده خروجی بر حسب gr/km
مونوکسید کربنCO *هیدروکربورهای نسوختهHC *اکسید های ازتNOX
بنزین: ۰.۵۲ * ۰.۱۷* ۰.۱۷
سی ان جی: ۰.۰۳ * ۰.۰۷۵ * ۰.۰۲۱
مقایسه سالمتر بودن گاز CNG نسبت به بنزین از این دیدگاه حائز اهمیت است که بواسطه حوادث مرگبار به وجود امده ناشی از آلودگی ، جان انسان های زیادی گرفته شده که میتوان به عنوان نمونه از حادثه دره میوز بلژیک در سال ۱۹۳۰ نام برد که بواسطه تجمع آلودگی های ناشی از کارخانه جات در یک روز ۶۰ نفر بواسطه آلودگی ناشی از مه شدید که این شهر را در بر گرفته بود جان خود را از دست داده و یا در سال ۱۹۵۲ در شهر لندن تجمع آلودگی های واقع شده بر روی شهر لندن باعث از دست رفتن جان ۴۰۰۰ نفر گردید ، اشاره نمود و همین عوامل باعث شد تا توجه جهانی به سمت حفاظت از محیط زیست و مسائل ناشی از ان جلب شده و پیمان های متعدد جهانی در رابطه با آلودگی هوا و حفاظت از محیط زیست بسته و مقررات خاصی در رابطه با انتشار آلاینده ها به خصوص در زمنیه خودروها وضع گردد .

مقایسه از نظر اقتصادی

کشور ما در آینده نزدیک دیگر یک کشور نفت خیز نبوده ، اما میزان ذخایر گاز طبیعی در کشور حدود ۲۵ تریلیون متر مکعب بوده که برای مصرف ۲۵۰ ساله است و از این نظر مقام دوم ذخایر گازی دنیا را دارا بوده و چون این گاز به راحتی قابل پمپاژ کردن است ، بنابراین خیلی سریع در اختیار مصرف کننده قرار میگیرد و احتیاج به هزینه حمل و نقل بالایی ندارد.
وجود شبکه عظیم خط لوله گاز طبیعی در اقصی نقاط ایران وجود این گاز را در همه جا در دسترس قرار داده بنابراین هزینه حمل و نقل این گاز نیز بشدت کاهش یافته است.
همچنین مقایسه قیمت های میانگین Cng و بنزین در بازارهای جهانی نشان میدهد که قیمت یک لیتر بنزین ۴۷ سنت و قیمت معادل گاز Cng این مقدار سوخت بنزین ۱۰ سنت بوده که به وضوح نشانی ارزانی سوخت Cng نسبت به سوخت بنزین میباشد.
البته باید به این نکته توجه داشت که استفاده از سوخت Cng به جای بنزین نیاز به سرمایه گذاری اولیه بیشتری داشته و هزینه ایجاد هر ایستگاه سوختگیری Cng حدود ۸ برابر هزینه ایجاد یک جایگاه سوختگیری بنزین بوده که مطابق با برنامه های سازمان بهینه سازی مصرف سوخت کشور قرار بر این گرفته است که در پایان سال ۸۴ ، ۳۰۰ جایگاه سوختگیری Cng در نقاط مختلف کشور احداث و به بهره برداری برسد که در این صورت امکان سوختگیری در سراسر کشور امکان پذیر خواهد بود.

۴-۳- مقایسه از نظر فنی و موتوری

در خودروی گازسوز بعلت کاهش قابل ملاحظه رسوبات کربن در محفظه احتراق ، ورودی سوپاپها ، سرپیستونها و شیارجای رینگها ، امکان گریپاژ کردن قطعات بمراتب کاهش و عمر مفید موتور گازسوز نسبت به موتور بنزین سوز افزایش مییابد که در نتیجه باعث کاهش هزینه تعمیرات موتوری به میزان قابل توجهی می گردد.
همچنین بعلت همین کاهش قابل ملاحظه رسوبات کربن و الاینده های خروجی ، روغن موتور و ******************** ان نسبت به سوخت بنزین تمیزتر باقی مانده و زمان تعویض انها و در نتیجه هزینه عملیاتی موتور گاز سوز نیز کاهش می یابد.
۴-۴- پیمایشی خودرو
برای به کارگیری گاز طبیعی به عنوان سوخت خودرو باید ان را در یک جایگاه سوختگیری تا فشار ۲۰۰ تا ۲۲۰ بار متراکم نموده که در چنین فشاری دانسیته انرژی حجمی گاز طبیعی یک چهارم بنزین بوده و در نتیجه یک خودرو تجهیز شده به سوخت گاز طبیعی فشرده با حجم مخزن گاز معادل با حجم مخزن بنزین خودرو چهار برابر یک خودرو بنزینی برای همان مسافت نیاز به مراجعه به جایگاه سوختگیری دارد و میتوان نتیجه گرفت که برد عملیاتی خودروهای با سوخت بنزین به مراتب بیشتر از خودروی با سوخت گاز طبیعی فشرده شده میباشد.۴-۵- بحث و نتیجه گیری

در حالت کلی هر کدام از دو نوع سیستم سوخت بنزین و Cng دارای مزایا و معایبی بوده که باید با در نظر گرفتن این موارد نسبت به ارجحیت داشتن یکی نسبت به دیگری اقدام کرده که در زیر به پاره ای از این موارد اشاره شده است.
۴-۵-۱-معایب استفاده از Cng نسبت به بنزین
الف- سنگین بودن تجهیزات
ب- گرانی تجهیزات مربوطه
ج- طی نمودن مسافت کمتر به ازاء یک بار سوختگیری
۴-۵-۲ مزایای استفاده از Cng نسبت به بنزین
الف- به مراتب ارزان بودن سوخت Cng
ب- آلودگی کمتر محیط زیست
ج-افزایش عمر مفید خودرو

– اجزاء مهم کیت گاز سوز Cng 5-1- مخزن گاز طبیعی فشرده

در مخزن گاز طبیعی فشرده ، سوخت گاز مصرفی خودرو ذخیره شده و بسته به نوع خودرو و حجم موتور ان در ابعاد و اندازه ها و جنس های مختلف ساخته شده و بر روی خودرو نصب میشود.
مخازن گاز طبیعی بر حسب جنس در چهار گروه زیر دسته بندی میگردند.
تیپ ۱ – مخازن تمام فلزی از جنس فولاد یا آلومینیوم
تیپ ۲ – مخازن تمام فلزی از جنس فولاد یا آلومینیوم،کمر پیچ شده از فیبر شیشه یا فیبر کربن
تیپ ۳ – مخازن تمام فلزی از جنس فولاد یا آلومینیوم تمام پیچ شده از فیبر شیشه یا فیبر کربن
تیپ ۴ – مخازن تمام کامپوزیت از جنس فیبر شیشه یا فیبر کربن

در کلیه مخازن فشار کاری ۲۰۰ بار در نظر گرفته شده است که بر روی بدنه مخزن گاز طبیعی معمولا مشخصات مخزن ذکر شده و دارای یک سوراخ رزوه شده جهت نصب شیر دستی مخزن میباشد

-۲- پایه و بست نگهدارنده مخزن Cng
برای محکم کردن مخازن گاز طبیعی در محل نصب انها ، از یک عدد پایه و دو عدد تسمه
کمربندی و قلّاب استفاده میشود ، همچنین جهت جلوگیری از امکان خوردگی مخزن از لاستیک سخت و ضد رطوبت استفاده شده تا جلوی تماس فلز به فلز مخزن به پایه و تسمه گرفته شود.

۵-۳- شیر دستی مخزن گاز طبیعی فشرده
شیر دستی مخزن گاز طبیعی فشرده ، شیری است که بر روی مخزن نصب و عمل ورود و خروج گاز از مخزن توسط ان کنترل میگردد.
معمولا این شیر دارای یک پولکی پاره شونده و یک پولکی ذوب شونده بوده که در فشار های بالا و دماهای بالاتر از حد کاری سیستم(دمای ۱۱۰ درجه سیلسیوس و یا فشار ۳۰۰ بار) باز شده و از افزایش فشار مخزن جلوگیری می کند ، همچنین این شیر دارای قطعه ای است که در صورت رد شدن جریان گاز بیش از حد طراحی( به عنوان مثال در هنگام گسیختگی لوله سوخت گذرنده از زیر خودرو، بر اثر برخورد با اشیای خارجی) خروج گاز از مخزن را متوقف میکند.

-۴- شیر یکطرفه پرکن
شیر یکطرفه پرکن وسیله ای است که از طریق اتصال تفنگی تلمبه گاز (dispenser) به ان ،گاز طبیعی از طریق شیر دستی مخزن به درون مخزن جریان یافته و عمل سوختگیری انجام میشود. این وسیله یک شیر یکطرفه که تنها امکان ورود گاز به داخل مخزن را فراهم ساخته و در نقطه ای که از مخزن فاصله دارد ، نصب میشود (معمولا بر روی گلگیر عقب).

-۵- رگلاتور
رگلاتور وسیله است که در مسیر جریان گاز خروجی از مخزن گاز طبیعی به سمت موتور خودرو قرار گرفته و وظیفه ان کاهش فشار گاز طبیعی موتور از فشار مخزن به فشار مورد نیاز جهت مصرف و تنظیم جریان گاز وابسته به دور موتور میباشد. همچنین چون هر افت فشاری با کاهش درجه حرارت همراه است ، جهت جبران افت حرارتی ، رگلاتور دارای یک مدار اب گرم بوده که به مدار گردش اب گرم موتور خودرو متصل میگردد. .
[تنها کاربرانی که عضو شده اند و از طریق ایمیل عضویتشان فعال شده می تواند این لینک را ببینند. ]
۵-۶- شیر قطع کن خودکار
این شیر در مسیر گاز خروجی از مخزن و در ورودی رگلاتور نصب شده است و وظیفه ان قطع و وصل جریان گاز فشار بالای ورودی به رگلاتور بوده و در زمانی که خودرو در حالت بنزین سوز قرار گرفته و یا در حالتی که موتور در حالت گاز سوز بواسطه عللی(تصادف از جلو ، زیر بار ماندن و …..) از کار می افتد ، بسته شده و جلوی جریان گاز ورودی به موتور را می گیرد