به گزارش نفت ما،یکی از امیدوارکننده‌ترین سوخت‌های آینده، گاز طبیعی است. صرف‌نظر از نوع وسایل نقلیه، استفاده از این سوخت در کاهش آلاینده‌های محیط زیست، نقش بسزایی خواهد داشت.
هم‌اکنون وسایل نقلیه گازسوز با کیفیت بسیار مطلوب، در بازار قابل دسترسی‌اند. با وجود این، ضرورت بیشتر توسعه، به ویژه برای وسایل نقلیه سنگین احساس می‌شود.
در دهه ۹۰میلادی، مسائل زیست‌محیطی در کشورهای توسعه‌یافته به نحو چشم‌گیری زندگی انسان‌ها را تحت تاثیر خود قرار داد. در نتیجه، مقررات مربوط به کنترل گازهای آلاینده خروجی از اگزوز خودروها، روز به روز سخت‌تر شد. در زمانی که هنوز کاتالیزورها به خدمت گرفته نشده بودند، استفاده از سوخت‌های گازی به جای گازوییل، باعث کاهش این‌گونه آلاینده‌ها شد؛ اما امروزه طراحی اصولی موتورها و کارآیی کاتالیزورها، عامل اصلی کاهش آلاینده‌ها به‌شمار می‌رود و این در حالی است که نوع سوخت، نقش بسیار کوچکی را در این راستا ایفا می‌کند.
موتورهای دیزلی قدیمی بسیار قابل اطمینان و از لحاظ مصرف انرژی کارآمد هستند. به همین دلیل، موتورهای دیزلی که در آنها سوخت به‌طور مستقیم تزریق می‌شود، هنوز هم به‌عنوان موتور محرکه خودروهای سنگین مطرح بوده و مورد استفاده قرار می‌گیرند؛ اما این‌گونه موتورها در برآورده کردن قوانین و مقررات مربوط به گازهای آلاینده که روز به روز سخت‌تر می‌شوند، با مشکل مواجه‌اند. البته می‌توان با جایگزین کردن موتورهای پیشرفته‌ای که قابلیت مصرف سوخت‌های جایگزین نظیر الکل یا گاز را دارند به میزان قابل‌توجهی از آلاینده‌های خروجی از اگزوز این‌گونه خودروها و نیز مسمومیت ناشی از آنها کاست.
در بسیاری از موارد، گاز طبیعی می‌تواند باعث کاهش گازهای فعال شیمیایی و سمی شود. از آن جایی که تعداد خودروها و نیز مصرف عمومی انرژی در کشورهای در حال توسعه، به سرعت در حال افزایش است و از سوی دیگر، گاز سوختی پاکیزه است، بنابراین این سوخت می‌تواند برای خودروهایی که بدون سیستم‌های پیچیده تصفیه دود در اگزوز هستند، سوختی مناسب تلقی شود. اما جنبه‌های دیگر چون مصرف عمومی انرژی و گازهای گلخانه‌ای نیز همواره مطرح هستند. قراردادهای بین‌المللی نظیر «پروتکل کیوتو» به منظور متوقف کردن افزایش گازهای گلخانه‌ای به امضا رسیده‌اند. می‌توان با تبدیل سوخت خودروهای دیزلی به گاز، به میزان قابل‌توجهی از دی اکسید کربن تولید شده به‌وسیله این‌گونه خودروها کاست. به موازات پیشرفت فناوری در زمینه موتور خودروهای سنگین، شاهد کاهش آلودگی در این بخش نیز خواهیم بود. گاز متان را هم می‌توان از تاسیسات بازیافت زباله به‌دست آورد. به این ترتیب ما قادر خواهیم بود که خودروهایی با سوخت گاز طبیعی را با سوخت‌های تجدیدپذیر به خدمت در
آوریم.
به‌طور کلی، ۳ عاملی که میزان آلایندگی موتورهای گازسوز را تعیین می‌کند، عبارتند از سیستم احتراق، سیستم سوخت‌رسانی و فناوری استفاده از کاتالیزورها. موتورهای احتراقی با سوخت گاز را می‌توان براساس نسبت سوخت به هوا، به ۳ دسته تقسیم کرد: موتورهای «استوگیومتری»، موتورهای کم‌مصرف و موتورهایی که مصرف سوخت آنها بهینه‌سازی شده است؛ اما میزان آلاینده‌های آنها، هنوز بالاست. در گذشته بیشتر موتورهای گازسوز طوری تنظیم می‌شدند تا با حداقل مصرف سوخت کار کنند که این امر به‌نوبه خود، باعث افزایش اکسیدهای نیتروژن خروجی از اگزوز این خودروها می‌شد. بنابراین، در کشورهایی که قوانین مربوط به گازهای آلاینده حاصل از خودروها بسیار سخت‌گیرانه است، دیگر نمی‌توان از چنین روش‌هایی سود جست.
بدین ترتیب ۲ روش برای کنترل آلاینده‌های تولید شده به‌وسیله خودروها وجود دارد. روش نخست، استفاده از کاتالیزورهای سه‌گانه است، به این ترتیب که یک موتور «استوگیومتری» که به سیستم سوخت‌رسانی حلقه بسته و سیستم TWC مجهز است، آلاینده‌های کمتری تولید می‌کند. از این سیستم در بیشتر خودروهای سبک امروزی و همچنین بعضی از خودروهای سنگین استفاده می‌شود. راه دوم، استفاده از احتراق با مصرف کم سوخت است، در این روش، تولید اکسیدهای نیتروژن، به‌وسیله روند احتراق کنترل می‌شود، منواکسیدکربن و هیدورکربورها، بیشتر به‌وسیله کاتالیزور اکسید اکسیون کنترل می‌شوند. روش احتراق با مصرف کم‌سوخت، روشی مناسب و متداول در موتور خودروهای سنگین است.
آنچه در موتورهای «استوگیومتری» و موتورهای کم‌مصرف اهمیت دارد، کنترل دقیق سوخت به‌منظور حصول اطمینان از عملکرد صحیح موتور و میزان تولید آلاینده‌هاست. از طرح‌های آینده برای موتورهای گازسوز، استفاده از سیستم تزریق سوخت چند مرحله‌ای است که در آن، برای هر یک از موتورهای «استوگیومتری» و کم‌مصرف، یک سیستم کنترل حلقه بسته درنظر گرفته شده است.
در ایالات متحده، نصب سیستم‌های عیب‌یابی روی خودروها که قادر به تشخیص عیوب و عملکرد موتور و سیستم کنترل گازهای خروجی از اگزوز باشد الزامی است و این کار به‌زودی در اروپا نیز رایج و الزامی خواهد شد. تنها مشکل گسترش سیستم‌های عیب‌یاب این است که آنها در اصل برای موتورهای بنزینی طراحی شده‌اند و با موتورهایی که از سایر سوخت‌ها استفاده می‌کنند، به درستی کار نخواهند کرد.
اندازه‌گیری مستمر جرم کلی ذرات معلق در دود اگزوز، به هیچ وجه ترکیب شیمیایی این ذرات و نیز میزان انتشار آنها را مشخص نمی‌کند. اثرات نامطلوبی که این ذرات بسیار ریز روی سلامت انسان‌ها می‌گذارد، به تازگی توجه زیادی را به خود معطوف داشته است. البته دستگاه‌های جدیدی برای اندازه‌گیری میزان انتشار این ذرات ساخته شده‌اند. در آینده به احتمال زیاد قوانین به اموری بیش از اندازه‌گیری جرم این ذرات توجه خواهند کرد.
کارخانه‌هایی چون «بی‌ام‌و»، «کرایسلر»، «فیات»، «فورد»، «هوندا»، «میتسوبیشی»، «نیسان»، «تویوتا» و «ولوو» در فهرست سازندگانی هستند که قطعات لازم را برای خودروهای سبک گازسوز تامین می‌کنند. عملکرد موتوری که با سوخت گاز طبیعی کار می‌کند، تاحد زیادی به پیچیدگی موتور و نیز به این مسئله بستگی دارد که آیا موتور از ابتدا برای سوخت گاز طبیعی طراحی شده است یا خیر.
به هنگام گازسوز کردن خودروهای سبک به‌دلیل کاهش غلظت ترکیب سوخت، افت قدرتی معادل ۱۰درصد قابل پیش‌بینی است. البته در بیشتر موارد، به هنگام کارکرد موتور با سوخت گاز طبیعی، قدرت کافی برای عملکرد رضایت‌بخش موتور وجود دارد. بسته به نوع خودرو، خودروهای با سوخت CNG از صفر تا ۱۰درصد بیشتر از خودروهای بنزینی مصرف دارند؛ اما میزان گازهای گلخانه‌ای تولید شده به‌وسیله خودروهای گازسوز به مراتب کمتر است. در موتورهای ساده‌تر، تبدیل سوخت از بنزین به گاز طبیعی، باعث کاهش نسبی و مطلق تولید گازهای گلخانه‌ای می‌شود. با بهره‌گیری از فناوری موجود، خودروهای شخصی و نیز کامیون‌های سبک و متوسط می‌توانند با استفاده از سوخت CNG، به‌راحتی با استاندارد «SULEV» ایالت کالیفرنیا منطبق شوند.
برای استارت موتور در هوای سرد، سوخت‌های گازی بر بنزین برتری دارند. بیشتر موتورهای گازسوز، در دماهای به نسبت پایین به‌خوبی کار می‌کنند. بعضی از خودروهای دو سوخته طوری طراحی شده‌اند که همیشه با بنزین استارت می‌زنند؛ این امر باعث افزایش تولید گازهای آلاینده به‌وسیله این خودروها در دمای متعارف می‌شود. در حالی که خودروهای دوسوخته پیشرفته که به سیستم‌های رایانه‌ای منسجم، مجهزند به‌خوبی با سوخت CNG استارت می‌زنند و مانند خودروهای با سوخت CNG، گازهای آلاینده کمی تولید می‌کنند و در عین حال، می‌توانند در کشورهایی که هنوز CNG به‌عنوان سوخت رواج پیدا نکرده است، کارآیی داشته باشند، به غیراز امریکای شمالی، در سایر بازارهای جهان، عرضه قطعات مورد نیاز برای تبدیل موتور خودروهای بنزینی، با محدودیت‌های بسیاری مواجه است. به همین دلیل، برای تامین موتورهای گازسوز خودروهای سنگین باید تا حد زیادی بر تبدیل این گونه موتورها تکیه کرد. برای کسب موفقیت برای خودروهای گازسوز، باید به طراحی خودروها توجه بیشتری شود تا ذخیره‌سازی سوخت از کارآیی خودرو نکاهد. البته هم‌اکنون خودروهایی با سوخت CNG طراحی شده‌اند که سیستم ذخیره‌سازی سوخت در آنها، طوری طراحی شده که کمترین فضای سرنشین یا بار را اشغال می‌کند. شرط دیگر برای این‌گونه خودروها، فراهم بودن سوخت برای آنهاست. برای خودروهای گازسوز، فناوری امیدبخشی موجود است.
بیشتر مسائل فنی مربوط تاکنون حل شده‌اند یا در آینده نزدیک حل خواهند شد. مشکل خودروهای گازسوز، مسائل فنی نیست؛ بلکه در بازاریابی این‌گونه خودروها نهفته است. در ضمن راه‌اندازی شبکه‌ای کارآمد و کافی برای سوخت‌گیری این نوع خودروها ضروری به نظر می‌رسد.
منبع: روزنامه صمت
دریافت صفحه با کد QR