ทางเลือกในการทดลองขับ: ตอนที่ 2 - รถยนต์

หากคุณมีโอกาสบินเหนือไซบีเรียตะวันตกในเวลากลางคืนผ่านหน้าต่างคุณจะเห็นภาพที่แปลกประหลาดชวนให้นึกถึงทะเลทรายคูเวตหลังจากการถอนทหารของซัดดัมในช่วงสงครามครั้งแรกในอิรัก ภูมิประเทศเกลื่อนไปด้วย "คบเพลิง" ที่เผาไหม้ขนาดใหญ่ซึ่งเป็นหลักฐานที่ชัดเจนว่าผู้ผลิตน้ำมันของรัสเซียหลายรายยังคงมองว่าก๊าซธรรมชาติเป็นผลพลอยได้และผลิตภัณฑ์ที่ไม่จำเป็นในการค้นหาแหล่งน้ำมัน ...

ผู้เชี่ยวชาญเชื่อว่าขยะนี้จะหยุดได้ในอนาคตอันใกล้ หลายปีที่ผ่านมาก๊าซธรรมชาติถือเป็นผลิตภัณฑ์ส่วนเกินและถูกเผาหรือปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศ คาดว่าจนถึงขณะนี้ซาอุดิอาระเบียได้ทิ้งหรือเผาก๊าซธรรมชาติมากกว่า 450 ล้านลูกบาศก์เมตรในระหว่างการผลิตน้ำมัน ...

ในขณะเดียวกัน กระบวนการก็กลับกัน บริษัทน้ำมันสมัยใหม่ส่วนใหญ่บริโภคก๊าซธรรมชาติมาเป็นเวลานาน โดยตระหนักถึงคุณค่าของผลิตภัณฑ์นี้และความสำคัญของผลิตภัณฑ์นี้ ซึ่งมีแต่จะเพิ่มขึ้นในอนาคต มุมมองของสิ่งต่าง ๆ นี้เป็นลักษณะเฉพาะของสหรัฐอเมริกาซึ่งตรงกันข้ามกับน้ำมันสำรองที่หมดแล้วยังคงมีก๊าซจำนวนมาก สถานการณ์อย่างหลังนี้สะท้อนให้เห็นโดยอัตโนมัติในโครงสร้างพื้นฐานทางอุตสาหกรรมของประเทศขนาดใหญ่ ซึ่งงานดังกล่าวเป็นสิ่งที่คิดไม่ถึงหากไม่มีรถยนต์ และยิ่งกว่านั้นหากไม่มีรถบรรทุกและรถโดยสารขนาดใหญ่ มีบริษัทขนส่งจำนวนมากขึ้นเรื่อยๆ ในต่างประเทศที่อัพเกรดเครื่องยนต์ดีเซลของกองรถบรรทุกของตนให้ทำงานร่วมกับทั้งระบบแก๊สผสมดีเซลและเชื้อเพลิงสีน้ำเงินเท่านั้น เรือจำนวนมากขึ้นเรื่อย ๆ กำลังเปลี่ยนมาใช้ก๊าซธรรมชาติ

เมื่อเทียบกับราคาเชื้อเพลิงเหลว ราคาของก๊าซมีเทนฟังดูดีมาก และหลายคนเริ่มสงสัยว่ามีการจับที่นี่ - และด้วยเหตุผลที่ดี เมื่อพิจารณาว่าปริมาณพลังงานของก๊าซมีเทน XNUMX กิโลกรัมสูงกว่าน้ำมันเบนซิน XNUMX กิโลกรัม และน้ำมันเบนซิน XNUMX ลิตร (เช่น XNUMX ลูกบาศก์เดซิเมตร) มีน้ำหนักน้อยกว่า XNUMX กิโลกรัม ใครๆ ก็สามารถสรุปได้ว่าก๊าซมีเทน XNUMX กิโลกรัมมีมากกว่านั้น ให้พลังงานมากกว่าน้ำมันเบนซินหนึ่งลิตร เป็นที่ชัดเจนว่าแม้ไม่มีตัวเลขที่สับสนและความไม่เสมอภาคที่คลุมเครือนี้ การใช้รถยนต์ที่ใช้ก๊าซธรรมชาติหรือมีเทนจะทำให้คุณเสียเงินน้อยกว่าการใช้รถยนต์ที่ใช้น้ำมัน

แต่นี่คือ "BUT" ขนาดใหญ่แบบคลาสสิก… ทำไมเนื่องจาก "การหลอกลวง" มีขนาดใหญ่มากจึงแทบไม่มีใครในประเทศของเราใช้ก๊าซธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิงในรถยนต์และรถยนต์ที่ดัดแปลงเพื่อใช้ในบัลแกเรียนั้นหายากกว่า ปรากฏการณ์จากจิงโจ้สู่สนเขาโรโดป? คำตอบสำหรับคำถามปกติที่สมบูรณ์แบบนี้ไม่ได้มาจากข้อเท็จจริงที่ว่าอุตสาหกรรมก๊าซทั่วโลกกำลังพัฒนาอย่างรวดเร็วและปัจจุบันถือเป็นทางเลือกที่ปลอดภัยที่สุดสำหรับเชื้อเพลิงปิโตรเลียมเหลว เทคโนโลยีเครื่องยนต์ไฮโดรเจนยังคงมีอนาคตที่ไม่แน่นอน การจัดการเครื่องยนต์ไฮโดรเจนในกระบอกสูบเป็นเรื่องยากมาก และวิธีใดที่ประหยัดในการสกัดไฮโดรเจนบริสุทธิ์นั้นยังไม่ชัดเจน เมื่อเทียบกับพื้นหลังนี้ อนาคตของมีเธนคือการกล่าวอย่างอ่อนโยนและสดใส - โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีก๊าซธรรมชาติสะสมจำนวนมหาศาลในประเทศที่ปลอดภัยทางการเมือง เทคโนโลยีใหม่ (กล่าวถึงในประเด็นก่อนหน้าเกี่ยวกับการทำให้เป็นของเหลวด้วยความเย็นและการเปลี่ยนก๊าซธรรมชาติทางเคมีให้เป็น ของเหลว) มีราคาถูกลง ในขณะที่ราคาของผลิตภัณฑ์คลาสสิกไฮโดรคาร์บอนกำลังเพิ่มขึ้น ไม่ต้องพูดถึงข้อเท็จจริงที่ว่าก๊าซมีเทนมีโอกาสที่จะกลายเป็นแหล่งไฮโดรเจนหลักสำหรับเซลล์เชื้อเพลิงในอนาคต

สาเหตุที่แท้จริงของการละทิ้งก๊าซไฮโดรคาร์บอนเป็นเชื้อเพลิงของรถยนต์คือราคาน้ำมันที่ยังอยู่ในระดับต่ำมานานหลายทศวรรษซึ่งผลักดันการพัฒนาเทคโนโลยียานยนต์และโครงสร้างพื้นฐานการขนส่งทางถนนที่เกี่ยวข้องไปสู่การจัดหาพลังงานสำหรับเครื่องยนต์เบนซินและดีเซล เมื่อเทียบกับพื้นหลังของแนวโน้มทั่วไปนี้ความพยายามที่จะใช้เชื้อเพลิงก๊าซค่อนข้างเป็นระยะและไม่มีนัยสำคัญ

แม้หลังสงครามโลกครั้งที่ 1973 สิ้นสุดลงการขาดแคลนเชื้อเพลิงเหลวในเยอรมนีทำให้เกิดรถยนต์ที่ติดตั้งระบบที่ง่ายที่สุดสำหรับการใช้ก๊าซธรรมชาติซึ่งแม้ว่าจะมีความดั้งเดิมมากกว่า แต่ก็แตกต่างจากระบบที่แท็กซี่บัลแกเรียใช้ในปัจจุบันเล็กน้อย จากถังแก๊สและตัวลด เชื้อเพลิงก๊าซได้รับความสำคัญมากขึ้นในช่วงวิกฤตการณ์น้ำมันสองครั้งในปี 1979 และ 80-1986 แต่ถึงอย่างนั้นเราก็สามารถพูดถึงการระเบิดสั้น ๆ ที่แทบไม่มีใครสังเกตเห็นและไม่ได้นำไปสู่การพัฒนาที่สำคัญในพื้นที่นี้ เป็นเวลากว่าสองทศวรรษนับตั้งแต่เกิดวิกฤตการณ์ครั้งล่าสุดนี้ราคาน้ำมันเชื้อเพลิงเหลวยังคงอยู่ในระดับต่ำอย่างต่อเนื่องโดยแตะราคาที่ต่ำอย่างไร้เหตุผลในปี 1998 และ 10 ที่ XNUMX ดอลลาร์ต่อบาร์เรล เป็นที่ชัดเจนว่าสถานการณ์ดังกล่าวไม่สามารถมีผลกระตุ้นต่อเชื้อเพลิงก๊าซประเภทอื่น ...

ในตอนต้นของศตวรรษที่ 11 สถานการณ์ของตลาดจะค่อยๆเปลี่ยนไป แต่แน่นอนว่าจะไปในทิศทางที่แตกต่างออกไป หลังจากการโจมตีของผู้ก่อการร้าย 2001 เดือนกันยายน XNUMX มีแนวโน้มราคาน้ำมันที่ค่อยๆสูงขึ้น แต่มั่นคงซึ่งยังคงเพิ่มขึ้นตามการบริโภคที่เพิ่มขึ้นของจีนและอินเดียและความยากลำบากในการหาเงินฝากใหม่ อย่างไรก็ตาม บริษัท รถยนต์มีความอึดอัดมากขึ้นในทิศทางของการผลิตรถยนต์จำนวนมากที่ปรับให้เข้ากับเชื้อเพลิงก๊าซ สาเหตุของความยุ่งยากนี้สามารถพบได้ทั้งในความเฉื่อยในการคิดของผู้บริโภคส่วนใหญ่ที่คุ้นเคยกับเชื้อเพลิงเหลวแบบดั้งเดิม (สำหรับชาวยุโรปเช่นน้ำมันดีเซลยังคงเป็นทางเลือกที่สมจริงที่สุดสำหรับน้ำมันเบนซิน) และในความจำเป็นในการลงทุนขนาดใหญ่ในโครงสร้างพื้นฐานท่อ และสถานีคอมเพรสเซอร์ เมื่อสิ่งนี้ถูกเพิ่มเข้าไปในระบบจัดเก็บเชื้อเพลิงที่ซับซ้อนและมีราคาแพง (โดยเฉพาะก๊าซธรรมชาติอัด) ในรถยนต์เองภาพรวมก็เริ่มชัดเจนขึ้น

ในทางกลับกัน โรงไฟฟ้าที่ใช้เชื้อเพลิงก๊าซมีความหลากหลายมากขึ้นและเป็นไปตามเทคโนโลยีของเครื่องยนต์เบนซิน เครื่องป้อนแก๊สใช้ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อนแบบเดียวกันอยู่แล้วในการฉีดเชื้อเพลิงเข้าไปในของเหลว (ยังหายาก) หรือเฟสของก๊าซ นอกจากนี้ยังมีรุ่นการผลิตรถยนต์ที่ผลิตจากโรงงานมากขึ้นเรื่อย ๆ สำหรับการจ่ายก๊าซแบบโมโนวาเลนต์หรือมีความเป็นไปได้ของการจ่ายก๊าซคู่/น้ำมัน ข้อได้เปรียบอีกประการหนึ่งของเชื้อเพลิงก๊าซกำลังได้รับการตระหนักมากขึ้น เนื่องจากโครงสร้างทางเคมี ก๊าซจะถูกออกซิไดซ์อย่างเต็มที่มากขึ้น และระดับของการปล่อยมลพิษที่เป็นอันตรายในก๊าซไอเสียของรถยนต์ที่ใช้เชื้อเพลิงเหล่านี้ต่ำกว่ามาก

การเริ่มต้นใหม่

อย่างไรก็ตาม ความก้าวหน้าสู่ตลาดจะต้องมีสิ่งจูงใจทางการเงินที่กำหนดเป้าหมายและโดยตรงสำหรับผู้ใช้ปลายทางที่ใช้ก๊าซธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิงในยานพาหนะ เพื่อดึงดูดลูกค้า ผู้ขายก๊าซมีเทนในเยอรมนีได้ให้โบนัสพิเศษแก่ผู้ซื้อรถยนต์ที่ใช้ก๊าซธรรมชาติ ซึ่งบางครั้งดูเหมือนไม่น่าเชื่อ ตัวอย่างเช่น บริษัทจำหน่ายก๊าซในฮัมบูร์กคืนเงินให้บุคคลสำหรับการซื้อก๊าซ รถยนต์จากผู้แทนจำหน่ายบางรายเป็นระยะเวลาหนึ่งปี เงื่อนไขเดียวสำหรับผู้ใช้คือต้องติดสติกเกอร์โฆษณาของผู้สนับสนุนบนรถของตน...

เหตุผลที่ก๊าซธรรมชาติในเยอรมนีและบัลแกเรีย (ในทั้งสองประเทศ ก๊าซธรรมชาติส่วนใหญ่มาจากรัสเซียทางท่อ) มีราคาถูกกว่าเชื้อเพลิงอื่นมาก ควรค้นหาในสถานที่ทางกฎหมายหลายแห่ง ราคาตลาดของก๊าซมีการเชื่อมโยงอย่างมีเหตุผลกับราคาน้ำมัน: เมื่อราคาน้ำมันเพิ่มขึ้น ราคาก๊าซธรรมชาติก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน แต่ความแตกต่างของราคาน้ำมันเบนซินและก๊าซสำหรับผู้บริโภคปลายทางส่วนใหญ่เกิดจากการเก็บภาษีน้ำมันธรรมชาติที่ลดลง แก๊ส. ตัวอย่างเช่น ในเยอรมนี ราคาก๊าซได้รับการแก้ไขตามกฎหมายจนถึงปี 2020 และแผนการ "ตรึง" นี้มีดังต่อไปนี้: ในช่วงเวลานี้ ราคาก๊าซธรรมชาติสามารถเติบโตไปพร้อมกับราคาน้ำมัน แต่ความได้เปรียบตามสัดส่วนของมัน เหนือแหล่งพลังงานอื่น ๆ จะต้องรักษาระดับให้คงที่ เป็นที่ชัดเจนว่าด้วยกรอบกฎหมายที่มีการควบคุมราคาต่ำและการไม่มีปัญหาใด ๆ ในการสร้าง "เครื่องยนต์แก๊ส" ปัญหาเดียวสำหรับการเติบโตของตลาดนี้ยังคงเป็นเครือข่ายสถานีบริการน้ำมันที่ยังไม่พัฒนา - ในเยอรมนีขนาดใหญ่สำหรับ ตัวอย่างเช่นมีเพียง 300 คะแนนและในบัลแกเรียมีมากมาย น้อยกว่า

โอกาสในการเติมเต็มการขาดดุลโครงสร้างพื้นฐานนี้ดูดีในขณะนี้ - ในเยอรมนี สมาคมของ Erdgasmobil และ TotalFinaElf ยักษ์ใหญ่ด้านน้ำมันของฝรั่งเศส ตั้งใจที่จะลงทุนอย่างมากในการก่อสร้างสถานีบริการน้ำมันใหม่หลายพันแห่ง และในบัลแกเรีย หลายบริษัทได้ดำเนินการในลักษณะเดียวกัน งาน. เป็นไปได้ว่าในไม่ช้าทั้งยุโรปจะใช้เครือข่ายสถานีบรรจุก๊าซธรรมชาติและก๊าซปิโตรเลียมเหลวที่พัฒนาแล้วเช่นเดียวกับผู้บริโภคในอิตาลีและเนเธอร์แลนด์ ซึ่งเป็นประเทศที่มีการพัฒนาในด้านนี้ซึ่งเราได้เล่าให้ฟังในฉบับที่แล้ว

ฮอนด้าซีวิค GX

ที่งานแฟรงก์เฟิร์ตมอเตอร์โชว์ปี 1997 Honda ได้เปิดตัว Civic GX โดยอ้างว่าเป็นรถที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากที่สุดในโลก ปรากฎว่าข้อความทะเยอทะยานของญี่ปุ่นไม่ได้เป็นเพียงอุบายทางการตลาดอื่น ๆ แต่เป็นความจริงที่บริสุทธิ์ซึ่งยังคงเกี่ยวข้องมาจนถึงทุกวันนี้และสามารถเห็นได้ในทางปฏิบัติใน Civic GX รุ่นล่าสุด รถได้รับการออกแบบให้ทำงานโดยใช้ก๊าซธรรมชาติเท่านั้น และเครื่องยนต์ได้รับการออกแบบให้ใช้ประโยชน์จากเชื้อเพลิงก๊าซที่มีค่าออกเทนสูงอย่างเต็มที่ ไม่น่าแปลกใจเลยที่ยานพาหนะประเภทนี้ในปัจจุบันสามารถปล่อยไอเสียได้ต่ำกว่าที่กำหนดในเศรษฐกิจยูโร 5 ของยุโรปในอนาคต หรือต่ำกว่า ULEV ของสหรัฐฯ (Ultra Low Emission Vehicles) ถึง 90% . เครื่องยนต์ฮอนด้าทำงานได้อย่างราบรื่นอย่างยิ่ง และอัตราส่วนการอัดสูงที่ 12,5:1 ช่วยชดเชยค่าพลังงานเชิงปริมาตรของก๊าซธรรมชาติที่ต่ำกว่าเมื่อเทียบกับน้ำมันเบนซิน ถังขนาด 120 ลิตรทำจากวัสดุผสม และปริมาณการใช้ก๊าซเทียบเท่าคือ 6,9 ลิตร ระบบจับเวลาวาล์วแปรผัน VTEC ที่มีชื่อเสียงของ Honda ทำงานได้ดีกับคุณสมบัติพิเศษของเชื้อเพลิงและช่วยเพิ่มประจุของเครื่องยนต์ เนื่องจากอัตราการเผาไหม้ของก๊าซธรรมชาติต่ำกว่าและความจริงที่ว่าเชื้อเพลิงนั้น "แห้ง" และไม่มีคุณสมบัติในการหล่อลื่น บ่าวาล์วจึงทำจากโลหะผสมทนความร้อนพิเศษ ลูกสูบยังทำจากวัสดุที่แข็งแรงกว่า เนื่องจากก๊าซไม่สามารถทำให้กระบอกสูบเย็นลงได้เมื่อมันระเหยเหมือนน้ำมันเบนซิน

ท่อฮอนด้า GX ในเฟสก๊าซถูกฉีดด้วยก๊าซธรรมชาติ ซึ่งมากกว่าปริมาณน้ำมันเบนซินที่เทียบเท่ากันถึง 770 เท่า ความท้าทายทางเทคโนโลยีที่ใหญ่ที่สุดสำหรับวิศวกรฮอนด้าคือการสร้างหัวฉีดที่เหมาะสมในการทำงานในสภาวะและข้อกำหนดเบื้องต้นดังกล่าว เพื่อให้ได้กำลังที่เหมาะสมที่สุด หัวฉีดต้องรับมือกับงานที่ยากลำบากในการจ่ายก๊าซในปริมาณที่ต้องการพร้อมกัน ซึ่งตามหลักการแล้ว ฉีดน้ำมันเบนซินเหลว นี่เป็นปัญหาสำหรับเครื่องยนต์ประเภทนี้ทั้งหมด เนื่องจากก๊าซมีปริมาตรมากขึ้น แทนที่อากาศบางส่วน และต้องฉีดเข้าไปในห้องเผาไหม้โดยตรง

ในปี 1997 เดียวกัน Fiat ยังได้สาธิต Honda GX รุ่นเดียวกันอีกด้วย Marea รุ่น "ไบวาเลนต์" สามารถใช้เชื้อเพลิงได้สองประเภท - น้ำมันเบนซินและก๊าซธรรมชาติและระบบเชื้อเพลิงที่สองที่เป็นอิสระจากกันอย่างสมบูรณ์จะสูบก๊าซ เครื่องยนต์จะสตาร์ทด้วยเชื้อเพลิงเหลวเสมอ จากนั้นจะเปลี่ยนเป็นแก๊สโดยอัตโนมัติ เครื่องยนต์ 1,6 ลิตรมีกำลัง 93 แรงม้า พร้อมเชื้อเพลิงแก๊สและ 103 แรงม้า กับ. เมื่อใช้น้ำมันเบนซิน โดยหลักการแล้ว เครื่องยนต์จะใช้น้ำมันเป็นส่วนใหญ่ ยกเว้นเมื่อน้ำมันหมดหรือผู้ขับขี่ต้องการใช้น้ำมันเบนซินอย่างชัดเจน น่าเสียดายที่ "ธรรมชาติคู่" ของพลังงานไบวาเลนต์ไม่อนุญาตให้ใช้ประโยชน์จากก๊าซธรรมชาติออกเทนสูงอย่างเต็มที่ Fiat กำลังผลิตเวอร์ชัน Mulipla ด้วย PSU ประเภทนี้

เมื่อเวลาผ่านไป รุ่นที่คล้ายกันปรากฏขึ้นในช่วงของ Opel (Astra และ Zafira Bi Fuel สำหรับรุ่น LPG และ CNG), PSA (Peugeot 406 LPG และ Citroen Xantia LPG) และ VW (Golf Bifuel) วอลโว่ถือเป็นรถคลาสสิกในพื้นที่นี้ โดยผลิตรุ่นต่างๆ ของ S60, V70 และ S80 ที่สามารถใช้ก๊าซธรรมชาติ เช่นเดียวกับก๊าซชีวภาพและแอลพีจี ยานพาหนะเหล่านี้ทั้งหมดติดตั้งระบบหัวฉีดแก๊สโดยใช้หัวฉีดพิเศษ กระบวนการทางเทคโนโลยีที่ควบคุมด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์ และส่วนประกอบทางกลที่เข้ากันได้กับเชื้อเพลิง เช่น วาล์วและลูกสูบ ถังเชื้อเพลิง CNG ได้รับการออกแบบให้ทนต่อแรงดันได้ 700 บาร์ แม้ว่าก๊าซจะถูกเก็บไว้ที่นั่นที่แรงดันไม่เกิน 200 บาร์ก็ตาม

BMW

BMW เป็นผู้สนับสนุนเชื้อเพลิงที่ยั่งยืนที่รู้จักกันดีและได้พัฒนาระบบส่งกำลังที่หลากหลายสำหรับยานพาหนะด้วยแหล่งพลังงานทางเลือกมาหลายปี ย้อนกลับไปในช่วงต้นทศวรรษที่ 90 บริษัทบาวาเรียได้สร้างแบบจำลองของซีรีส์ 316g และ 518g ซึ่งใช้ก๊าซธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิง ในการพัฒนาล่าสุด บริษัทตัดสินใจทดลองกับเทคโนโลยีพื้นฐานใหม่ และร่วมกับกลุ่มบริษัททำความเย็นของเยอรมัน Linde บริษัทน้ำมัน Aral และบริษัทพลังงาน E.ON Energy ได้พัฒนาโครงการสำหรับการใช้ก๊าซเหลว โครงการกำลังพัฒนาในสองทิศทาง: แนวทางแรกคือการพัฒนาวัสดุสิ้นเปลืองไฮโดรเจนเหลว และแนวทางที่สองคือการใช้ก๊าซธรรมชาติเหลว การใช้ไฮโดรเจนเหลวยังถือเป็นเทคโนโลยีที่มีแนวโน้ม ซึ่งเราจะพูดถึงในภายหลัง แต่ระบบจัดเก็บและใช้ก๊าซธรรมชาติเหลวนั้นค่อนข้างจริงและสามารถนำไปใช้ในอุตสาหกรรมยานยนต์ได้ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า

ในขณะเดียวกันก๊าซธรรมชาติจะถูกทำให้เย็นลงที่อุณหภูมิ -161 องศาและควบแน่นที่ความดัน 6-10 บาร์ในขณะที่ผ่านเข้าสู่เฟสของเหลว ถังมีขนาดกะทัดรัดและเบากว่ามากเมื่อเทียบกับถังแก๊สอัดและเป็นกระติกน้ำร้อนที่ทำจากวัสดุฉนวนชั้นสูง ด้วยเทคโนโลยีลินเด้ที่ทันสมัยแม้จะมีผนังถังที่บางและเบามาก แต่ก๊าซมีเทนเหลวสามารถเก็บไว้ในสถานะนี้ได้เป็นเวลาสองสัปดาห์โดยไม่มีปัญหาใด ๆ แม้ในสภาพอากาศร้อนและไม่จำเป็นต้องทำความเย็น สถานีเติม LNG แห่งแรกในการก่อสร้างซึ่งใช้เงินลงทุน 400 ยูโรได้เปิดดำเนินการแล้วในมิวนิก

กระบวนการเผาไหม้ในเครื่องยนต์เชื้อเพลิงก๊าซ

ดังที่กล่าวไปแล้ว ก๊าซธรรมชาติประกอบด้วยก๊าซมีเทนเป็นส่วนใหญ่ และก๊าซปิโตรเลียมเหลว - โพรเพนและบิวเทนในสัดส่วนที่ขึ้นอยู่กับฤดูกาล เมื่อน้ำหนักโมเลกุลเพิ่มขึ้น การต้านทานการกระแทกของสารประกอบไฮโดรคาร์บอนพาราฟินิก (สายตรง) เช่น มีเทน อีเทน และโพรเพนจะลดลง โมเลกุลจะแตกตัวได้ง่ายขึ้น และเปอร์ออกไซด์สะสมมากขึ้น ดังนั้น เครื่องยนต์ดีเซลจึงใช้น้ำมันดีเซลมากกว่าน้ำมันเบนซิน เนื่องจากอุณหภูมิในการจุดระเบิดอัตโนมัติจะต่ำกว่าในกรณีเดิม

มีเธนมีอัตราส่วนไฮโดรเจน / คาร์บอนสูงสุดของไฮโดรคาร์บอนทั้งหมดซึ่งในทางปฏิบัติหมายความว่าสำหรับน้ำหนักเดียวกันมีเทนมีค่าพลังงานสูงสุดในบรรดาไฮโดรคาร์บอน การอธิบายข้อเท็จจริงนี้มีความซับซ้อนและต้องการความรู้เกี่ยวกับเคมีและพลังงานของความสัมพันธ์ดังนั้นเราจะไม่จัดการกับสิ่งนี้ พอจะกล่าวได้ว่าโมเลกุลของมีเธนที่เสถียรให้เลขออกเทนประมาณ 130

ด้วยเหตุนี้อัตราการเผาไหม้ของก๊าซมีเทนจึงต่ำกว่าน้ำมันเบนซินมากโมเลกุลขนาดเล็กทำให้ก๊าซมีเทนเผาไหม้ได้อย่างสมบูรณ์มากขึ้นและสถานะของก๊าซจะทำให้น้ำมันชะล้างออกจากผนังกระบอกสูบในเครื่องยนต์เย็นน้อยลงเมื่อเทียบกับน้ำมันเบนซินผสม ... ในทางกลับกันโพรเพนมีค่าออกเทน 112 ซึ่งยังคงสูงกว่าแก๊สโซลีนส่วนใหญ่ สารผสมโพรเพน - อากาศที่ไม่ดีจะเผาไหม้ที่อุณหภูมิต่ำกว่าน้ำมันเบนซิน แต่สารที่อุดมไปด้วยอาจทำให้เครื่องยนต์เกิดความร้อนเกินได้เนื่องจากโพรเพนไม่มีคุณสมบัติในการระบายความร้อนของน้ำมันเบนซินเนื่องจากการเข้าสู่กระบอกสูบในรูปก๊าซ

ปัญหานี้ได้รับการแก้ไขแล้วด้วยการใช้ระบบฉีดโพรเพนเหลวโดยตรง เนื่องจากโพรเพนเป็นของเหลวได้ง่าย จึงง่ายต่อการสร้างระบบเพื่อเก็บไว้ในรถ และไม่จำเป็นต้องให้ความร้อนแก่ท่อร่วมไอดีเนื่องจากโพรเพนไม่กลั่นตัวเหมือนน้ำมันเบนซิน สิ่งนี้จะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพทางอุณหพลศาสตร์ของเครื่องยนต์ ซึ่งปลอดภัยในการใช้เทอร์โมสแตทที่รักษาอุณหภูมิของน้ำหล่อเย็นให้ต่ำลง ข้อเสียที่สำคัญเพียงอย่างเดียวของเชื้อเพลิงก๊าซคือข้อเท็จจริงที่ว่าทั้งมีเทนและโพรเพนไม่มีผลต่อการหล่อลื่นวาล์วไอเสีย ผู้เชี่ยวชาญจึงกล่าวว่าเป็น "เชื้อเพลิงแห้ง" ที่ดีสำหรับแหวนลูกสูบ แต่ไม่ดีสำหรับวาล์ว คุณไม่สามารถพึ่งพาก๊าซในการส่งสารเติมแต่งส่วนใหญ่ไปยังกระบอกสูบของเครื่องยนต์ได้ แต่เครื่องยนต์ที่ใช้เชื้อเพลิงเหล่านี้ไม่ต้องการสารเติมแต่งมากเท่ากับเครื่องยนต์เบนซิน การควบคุมส่วนผสมเป็นปัจจัยที่สำคัญมากในเครื่องยนต์แก๊ส เนื่องจากส่วนผสมที่เข้มข้นส่งผลให้อุณหภูมิแก๊สไอเสียสูงขึ้นและวาล์วโอเวอร์โหลด ในขณะที่ส่วนผสมที่ไม่ดีจะสร้างปัญหาโดยการลดอัตราการเผาไหม้ที่ต่ำอยู่แล้ว ซึ่งเป็นข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการโอเวอร์โหลดวาล์วระบายความร้อนอีกครั้ง อัตราส่วนการอัดในเครื่องยนต์โพรเพนสามารถเพิ่มได้อย่างง่ายดายสองหรือสามหน่วย และในมีเทน - มากยิ่งขึ้น การเพิ่มขึ้นของไนโตรเจนออกไซด์ที่เกิดขึ้นจะถูกชดเชยด้วยการปล่อยมลพิษโดยรวมที่ลดลง ส่วนผสมของโพรเพนที่เหมาะสมจะ "ด้อยกว่า" เล็กน้อย - 15,5:1 (อากาศกับเชื้อเพลิง) เทียบกับ 14,7:1 สำหรับน้ำมันเบนซิน และนำมาพิจารณาในการออกแบบเครื่องระเหย อุปกรณ์สูบจ่าย หรือระบบหัวฉีด เนื่องจากทั้งโพรเพนและมีเทนเป็นก๊าซ เครื่องยนต์จึงไม่จำเป็นต้องทำให้ส่วนผสมเข้มข้นขึ้นในระหว่างการสตาร์ทเครื่องเย็นหรือการเร่งความเร็ว

มุมแซงการจุดระเบิดคำนวณบนเส้นโค้งที่แตกต่างจากเครื่องยนต์เบนซิน - ที่รอบต่ำ การเร่งแซงควรสูงกว่าเนื่องจากการเผาไหม้ของก๊าซมีเทนและโพรเพนช้าลง แต่เครื่องยนต์เบนซินที่ความเร็วสูงจำเป็นต้องเพิ่มขึ้นมากกว่านี้ ส่วนผสม (อัตราการเผาไหม้ของน้ำมันเบนซินลดลงเนื่องจากระยะเวลาสั้น ๆ ของปฏิกิริยาก่อนเปลวไฟ - นั่นคือการก่อตัวของเปอร์ออกไซด์) นั่นคือเหตุผลที่ระบบควบคุมการจุดระเบิดแบบอิเล็กทรอนิกส์ของเครื่องยนต์แก๊สมีอัลกอริทึมที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง

มีเทนและโพรเพนยังเพิ่มข้อกำหนดสำหรับขั้วไฟฟ้าแรงสูงของหัวเทียน ส่วนผสมที่ "แห้ง" จะเจาะทะลุได้ยากกว่าประกายไฟเนื่องจากเป็นอิเล็กโทรไลต์ที่นำไฟฟ้าได้น้อยกว่า ดังนั้นระยะห่างระหว่างขั้วไฟฟ้าของหัวเทียนที่เหมาะสมสำหรับเครื่องยนต์ดังกล่าวมักจะแตกต่างกัน แรงดันไฟฟ้าจะสูงกว่า และโดยทั่วไปปัญหาของหัวเทียนจะซับซ้อนและบอบบางกว่าเครื่องยนต์เบนซิน หัววัดแลมบ์ดาใช้ในเครื่องยนต์แก๊สที่ทันสมัยที่สุดสำหรับปริมาณสารผสมที่เหมาะสมที่สุดในแง่ของคุณภาพ การมีระบบจุดระเบิดบนเส้นโค้งสองโค้งที่แยกจากกันมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับรถยนต์ที่ติดตั้งระบบไบวาเลนต์ (สำหรับก๊าซธรรมชาติและน้ำมันเบนซิน) เนื่องจากเครือข่ายจุดเติมก๊าซธรรมชาติที่กระจัดกระจายมักจะต้องใช้น้ำมันเบนซินบังคับ

อัตราส่วนการอัดที่เหมาะสมของก๊าซธรรมชาติคือประมาณ 16:1 และอัตราส่วนอากาศต่อเชื้อเพลิงในอุดมคติคือ 16,5:1 จะสูญเสียพลังงานประมาณ 15% ของพลังงานที่อาจเกิดขึ้น เมื่อใช้ก๊าซธรรมชาติ ปริมาณของคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) และไฮโดรคาร์บอน (HC) ในไอเสียจะลดลง 90% และไนโตรเจนออกไซด์ (NOx) ประมาณ 70% เมื่อเทียบกับการปล่อยของเครื่องยนต์เบนซินทั่วไป ระยะการเปลี่ยนถ่ายน้ำมันเครื่องสำหรับเครื่องยนต์แก๊สมักจะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า

แก๊ส - ดีเซล

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาระบบส่งเชื้อเพลิงเชื้อเพลิงคู่ได้รับความนิยมมากขึ้นเรื่อย ๆ ฉันรีบแจ้งให้ทราบว่าเราไม่ได้พูดถึงเครื่องยนต์ "bivalent" ที่ทำงานสลับกับแก๊สหรือน้ำมันเบนซินและมีหัวเทียน แต่เกี่ยวกับระบบน้ำมันดีเซลพิเศษซึ่งส่วนหนึ่งของน้ำมันดีเซลจะถูกแทนที่ด้วยก๊าซธรรมชาติที่มาจากระบบไฟฟ้าแยกต่างหาก เทคโนโลยีนี้ใช้เครื่องยนต์ดีเซลมาตรฐาน

หลักการทำงานขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริงที่ว่าก๊าซมีเทนมีอุณหภูมิที่จุดติดไฟได้เองสูงกว่า 600 องศา นั่นคือ เหนืออุณหภูมิประมาณ 400-500 องศา เมื่อสิ้นสุดรอบการอัดของเครื่องยนต์ดีเซล ในทางกลับกัน หมายความว่าส่วนผสมของก๊าซมีเทนกับอากาศจะไม่ติดไฟเองเมื่อถูกบีบอัดในกระบอกสูบ และเชื้อเพลิงดีเซลแบบฉีดซึ่งติดไฟได้ประมาณ 350 องศาจะถูกใช้เป็นหัวเทียนชนิดหนึ่ง ระบบสามารถทำงานบนก๊าซมีเทนได้ทั้งหมด แต่ในกรณีนี้จำเป็นต้องติดตั้งระบบไฟฟ้าและหัวเทียน โดยปกติ เปอร์เซ็นต์ของมีเทนจะเพิ่มขึ้นตามน้ำหนักบรรทุก ขณะที่รถเดินเบาจะใช้น้ำมันดีเซล และอัตราส่วนมีเทนต่อดีเซลจะอยู่ที่ 9/1 เมื่อบรรทุกมาก สัดส่วนเหล่านี้สามารถเปลี่ยนแปลงได้ตามโปรแกรมเบื้องต้น

บางบริษัทผลิตเครื่องยนต์ดีเซลที่เรียกว่า ระบบไฟฟ้า "ไมโครไพลอต" ซึ่งบทบาทของระบบดีเซลจำกัดอยู่ที่การฉีดเชื้อเพลิงจำนวนเล็กน้อยที่จำเป็นต่อการจุดไฟมีเทนเท่านั้น ดังนั้น เครื่องยนต์เหล่านี้จึงไม่สามารถทำงานอัตโนมัติในน้ำมันดีเซลได้ และมักจะใช้ในยานยนต์อุตสาหกรรม รถยนต์ รถโดยสารประจำทาง และเรือ ซึ่งการปรับอุปกรณ์ใหม่ที่มีราคาสูงนั้นสมเหตุสมผลในเชิงเศรษฐกิจ - หลังจากสึกหรอแล้ว สิ่งนี้จะนำไปสู่การประหยัดและอายุการใช้งานของเครื่องยนต์ได้อย่างมาก เพิ่มขึ้นอย่างมาก และการปล่อยก๊าซที่เป็นอันตรายจะลดลงอย่างมาก เครื่องไมโครไพลอตสามารถทำงานได้ทั้งก๊าซธรรมชาติเหลวและก๊าซอัด

ประเภทของระบบที่ใช้สำหรับการติดตั้งเพิ่มเติม

ระบบจ่ายก๊าซที่หลากหลายสำหรับเชื้อเพลิงก๊าซมีการเติบโตอย่างต่อเนื่อง โดยหลักการแล้วสปีชีส์สามารถแบ่งออกได้หลายประเภท เมื่อใช้โพรเพนและมีเทนสิ่งเหล่านี้จะถูกผสมและระบบความดันบรรยากาศระบบฉีดเฟสก๊าซและระบบฉีดเฟสของเหลว จากมุมมองทางเทคนิคระบบหัวฉีดโพรเพน - บิวเทนสามารถแบ่งออกเป็นหลายรุ่น:

รุ่นแรกเป็นระบบที่ไม่มีการควบคุมทางอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งผสมก๊าซในเครื่องผสมอย่างง่าย สิ่งเหล่านี้มักจะติดตั้งกับเครื่องยนต์คาร์บูเรเตอร์รุ่นเก่า

รุ่นที่สองคือการฉีดด้วยหัวฉีดเดียว โพรบแลมบ์ดาแบบอะนาล็อกและตัวเร่งปฏิกิริยาสามทาง

รุ่นที่สามคือการฉีดที่มีหัวฉีดตั้งแต่หนึ่งหัวขึ้นไป (หนึ่งหัวต่อกระบอกสูบ) พร้อมการควบคุมไมโครโปรเซสเซอร์และการมีอยู่ของทั้งโปรแกรมการเรียนรู้ด้วยตนเองและตารางรหัสการวินิจฉัยตนเอง

รุ่นที่สี่คือการฉีดตามลำดับ (ทรงกระบอก) ขึ้นอยู่กับตำแหน่งของลูกสูบ โดยมีจำนวนหัวฉีดเท่ากับจำนวนกระบอกสูบ และมีการป้อนกลับผ่านแลมบ์ดาโพรบ

รุ่นที่ห้า - การฉีดตามลำดับหลายจุดพร้อมข้อเสนอแนะและการสื่อสารกับไมโครโปรเซสเซอร์เพื่อควบคุมการฉีดน้ำมันเบนซิน

ในระบบที่ทันสมัยที่สุด คอมพิวเตอร์ "แก๊ส" ใช้ข้อมูลจากไมโครโปรเซสเซอร์หลักอย่างเต็มที่เพื่อควบคุมพารามิเตอร์ของเครื่องยนต์เบนซิน รวมถึงเวลาในการฉีด การส่งและควบคุมข้อมูลยังเชื่อมโยงกับโปรแกรมน้ำมันหลักอย่างสมบูรณ์ ซึ่งช่วยหลีกเลี่ยงความจำเป็นในการสร้างแผนที่การฉีดก๊าซ XNUMX มิติทั้งหมดสำหรับรถยนต์แต่ละรุ่น - อุปกรณ์อัจฉริยะเพียงอ่านโปรแกรมจากตัวประมวลผลน้ำมัน และปรับให้เข้ากับการฉีดแก๊ส