سوخت و انواع آن

فهرست مطالب
عنوان     صفحه
مقدمه     1
چكيده     2
فهرست اختصارات بكاربرده شده و علائم     3
فصل اول : سوخت و انواع آن
1-1- عوامل قابل اهميت در انواع سوخت     5
1-2- احتراق سوخت هيدروكربنه    5
1-3- انواع سوخت موتورهاي  درون  سوز     6
1-4- انتخاب صحيح مخلوط سوخت    6
1-5 - سوخت  گاز مايع  و استفاده از آن در موتور    8
1-6- معرفي گازهاي طبيعي مورد استفاده در موتورهاي بنزيني    9
1-6-1- تعريف (LNG)    10
1-6-2- تركيبات     10
1-6-3- چگونگي ذخيره آن    10
1-6-4- چگونگي سرد نگه داشتن آن    11
1-6-5- علت استفاده از LNG به عنوان سوخت ماشين‌ها و وسايل نقليه    11
1-7- تعريف ( CNG )    12
1-8- تعريفLPG     12
1-9- مزيت استفاده از LNG  بجاي CNG به عنوان سوخت    13
1-10- عوامل عدم پذيرش LNG به عنوان سوخت خودروها    15
فصل دوم : موتورهاي گاز مايع  سوز
2-1- چگونگي كار     17
2-1-1- سيستم‌هاي نسل اول    18
2-1-2- سيستم تبديل نسل دوم    18
2-1-3- سيستم ‌هاي تبديل نسل سوم    19
2-2- موتورهاي مخصوص سوخت گازي    19
2-2-1- موتورهاي گاز سوز مجهز به سيستم جرقه به سه دسته تقسيم مي‌شوند    20
2-2-2- امتيازات سيستم استوگيومتري    21
2-2-3- معايب سيستم استوگيومتري    21
2-2-4- محاسن سيستم كم مصرف    22
2-2-5- معايب سيستم كم مصرف    22
2-3- سيستم سوخت رساني    22
2-3-1- سيستم سوخت رسان نسل اول    23
2-3-2- سيستم رسان نسل دوم    25
2-3-3- سيستم سوخت رساني نسل سوم    26
فصل سوم : موتورهاي مورد استفاده درسوخت‌هاي گازي و ويژگي آنها و عوامل  موثر در كاركرد اين موتورها
مقدمه    29
3-1- صنعت تبديل    30
3-2- سيكل موتورهاي ديزلي و otto    30
3-2-1- سيكل otto     31
3-2-2- سيكل ديزل    31
3-3- بازده حرارتي  موتور    31
3-4- نسبت هوا به سوخت    32
3-5- آناليز و عملكرد موتور     33
- آناليز گاز    33
3-5-1-تاثيرات روي بازده موتور    33
3-5-2-تاثيرات روي خروجي    34
3-5-3-تاثيرات روي قابليت اشتغال     34
3-6- ويژگي سوخت    35
3-7- ويژگي ‌هاي احتراق     36
3-7-1- حرارت احتراق در واحد حجم    37
3-7-2- ضريب Wobbe    38
فصل چهارم : آلودگي خودروها
مقدمه    41
4-1- آلاينده‌هاي موتورها    41
4-2- راههاي آلودگي    42
4-3- برنامه وسايل نقليه با آلودگي كم CARB    43
4-4- آلاينده‌هاي موتورهاي احتراق داخلي    43
4-5- عامل ميزان آلايندگي موتورهاي  گازسوز    48
4-5-1- سيستم احتراق     48
4-5-2- فن آوري استفاده از كاتاليزور    49
4-6- سيستم‌هاي عيب ياب  قابل  نصب بر روي  خودرو( OBD)    53
4-7- آلاينده‌هاي كنترل  شده    53
4-7-1- نوع اول از خودروها    54
4-7-2- نوع دوم از خودروها    54
4-7-3- خودروهاي نوع سوم    55
4-8- انتشار گازهاي آلاينده در دماها ي مختلف موتور    56
4-9- استاندارد آلودگي    59
4-9-1- استاندارد‌هايي كه در آمريكا به اجرا  در آمده‌اند    59
4-9-2- قوانين  مربوط به آلاينده‌ها در اروپا    61
فصل پنجم : بررسي اثرات گازسوز كردن يك سري موتور‌هاي خاص از نظر  عملكرد  موتور  و آلايندگي آن و مقايسه  با حالت  بنزين سوز آنها
5- 1- نمونه موتور 4 سيلندر  تزريق مستقيم     62
5-1-1- آلودگي    62
5-1-2- تست عملكرد موتور    64
5-2- نمونه ماشينg523     65
5-2-1- تست آلودگي     66
5-2-2- تست عملكرد موتور    67
5-3- هوندا سيويك 6/1    68
5-4- موتور سيكلت    73
5-4-1- تست آلودگي    74
5-4-2- تست عملكرد موتور    77
5-5- بررسي عملكرد و كيفيت كيت‌هاي گازسوز توليدي در كشور    78
5-5-1- موتور پيكان 1600    79
5-5-2- موتور پژو 405    80
نتايج حاصله    81
فصل ششم : بررسي كلي  معايب و مزاياي گازسوز كردن موتورهاي بنزيني و نتيجه گيري
6-1- مزايا و معايب گازسوز كردن    83
مراجع     88

مقدمه :
ايران كشور ما داراي منابع سرشار نفت و گاز مي‌باشد  و چنانكه بر همه روشن است مقادير عظيم  گازهاي طبيعي حاصل از استخراج  نفت  تا همين چند سال بيش بدون  هيچگونه استفاده  سوزانده شده و از بين ميرفت.  بنابراين با وجود گاز طبيعي  فراوان  در ايران  و در نتيجه  در دسترس بودن و ارزاني آن و سوختن تميز با ارزش حرارتي  قابل ملاحظه آن همه اينها و خيلي خواص ديگر ميتواند انسان را بر آن دارد كه از گاز نيز مثل ساير مواد سوختني حاصل از نفت درسوخت ماشين‌ها و دستگاه‌هاي  سوختي استفاده كنند بطوركلي در دنيا  امروزه  مهمترين سوخت مورد استفاده در انواع موتورهاي درون  سوز شامل : بنزين ، گازوئيل، گاز و گاز مايع مي‌باشند كه همه  از تركيبات هيدركربورها مي‌باشند.كه ميزان استفاده از هر كدام  از مواد  سوختني فوق در هر منطقه در درجه اول به فراواني و ارزاني بستگي  دارد.
چكيده :
هدف از اين بررسي آشنائي به خواص گاز مايع و امكان استفاده از آن در موتورهاي درون سوز  مي‌باشد. و چنانكه  خواهيم ديد موتورهاي گاز مايع سوز شبيه انواع بنزيني است.  ولي نظر به سوخت ويژه‌اي كه در اين موتورها بكار مي‌رود ، نياز به برخي و سايل و ابزاري مخصوص بخو د دارد . مطالب   مورد بحث در اين مجموعه صرفا يك بررسي مقدماتي  جهت شناسايي ساختمان سيستم سوخت رساني موتورهاي گاز مايع سوز و نحوه كارآنها مي‌باشد .
كه در ادامه اين بحث به بررسي كامل انواع سوخت ‌هاي گازي مورد  استفاده در موتورهاي بنزيني و همچنين به نحوه كار موتورهاي بنزيني و گازي مي‌پردازيم كه همچنين  به بررسي  انواع آلاينده‌هاي موجود  در موتورهاي بنزيني و گازي و همچنين مقايسه بين آنها از نظر ميزان  آلاينده‌ها و همچنين به بررسي تاثير گاز سوز كردن موتورهاي  بنزيني از نظر عملكرد موتور و مقايسه بين موتورهاي بنزيني و گازي از نظر عملكرد مي‌پردازيم كه به صورت يك سري نمودار‌ها و داده‌هاي آماري به دست  آمده از يك سري منابع ، آورده شده و در كل به نتيجه گاز سوز كردن موتور مي‌پردازيم و در  پايان يادآور  مي‌شويم كه در صورت  گاز سوز شدن صحيح اتوميبل‌ها كاركرد  آنها تفاوت چشم گيري نكرده و  قدرت و كشش ماشين حدود 5 درصد نسبت به بهترين حالت كار با بنزين ( كه معمولا  ماشين‌ها هيچ وقت در اين حالت نمي‌باشد) پائين مي‌آيد كه به هيچ وجه محسوس  نمي‌باشد.
فصل اول : سوخت و انواع آن
1-1- عوامل قابل اهميت در انواع سوخت : [1]
-بايستي داراي ارزش حرارتي قابل ملاحظه‌اي باشد
-درحرارت‌هاي كم نيز بتواند بصورت بخار در آيند
-بخار سوخت بتواند با مخلوط مناسب اكسيژن فوراً بسوزد
-توليداتي كه از احتراق چنين سوخت‌هايي حاصل مي‌شود بايستي زيان آور نبوده  و  براي سلامت محيط  زيست خطرناك نباشد
-آنها را بتوان در شرايط طبيعي حمل و نقل كرده ، چه از نظر سادگي عمل  و چه از نظر اصول ايمني 
- توليد آنها از نظر اقتصادي مناسب باشد.
-سيستم مصرف مصرف كننده اقتصادي باشد.
1-2- احتراق سوخت هيدروكربنه : [1]
سوختن بطورعموم عبارت  است از تركيب با اكسيژن كه به منجر به ايجاد محصولي بنام اكسيد مي‌شود. سوختن ممكن است خيلي سريع و يا كند باشد. مثلا زنگ زدگي آهن به نتيجه تركيب آهن با اكسيژن بمدت طولاني  است و يا سوختن ذغال چوب خيلي سريع انجام  مي‌شود.
در موتورهاي درون سوز نيز تركيب ماده سوختني با اكسيژن اتفاق مي‌افتد و نتيجه توليد اكسيدهاي كربن كه اغلب شامل منواكسيد و دي اكسيد كربن و همين طور مقداري بخار آب و حرارت مي‌باشد
انواع سوخت موتورهاي  درون  سوز
معمول‌ترين سوخت‌هاي رايج  در موتورهاي درون سوز، عبارت از، بنزين ، نفت ، گاز و گاز مايع و گازوئيل  مي‌باشد. كه چهار نوع اول در موتورهائي كه با سيستم جرقه شمع كار مي‌كند مورد استفاده قرار مي‌گيرند و گازوئيل نيز سوخت موتورهاي ديزل  را شامل  مي‌شود.
انتخاب صحيح مخلوط سوخت
بايد دانست كه 23 درصد حجم هوا را اكسيژن تشكيل مي‌دهد، كه در سوختن تاثير دارد و 77 درصد بقيه شامل نيتروژن و ساير گازها است كه در عمل احتراق تاثيري ندارد. البته نيتروژن در حرارت‌هاي بالا تا حدودي مي‌سوزد و ايجاد اكسيد‌هاي ازت كرده، كه در آلودگي محيط زيست تاثير بسزايي دارند.
بطوركلي يك مخلوط سوخت وهوا به نسبت 1 : 15 با در نظر گرفتن وزن صحيح آنها يك احتراق . كامل و طبيعي دارد. در صورتيكه مخلوط از نظر سوخت  قوي تر باشد آنرا غني و اگر هوا بيشتر باشد آنرا  رقيق مي‌گويند كه مخلوط سوخت‌هاي غني را مي‌توان از ايجاد  دوده در اگزوز، كاهش يا ضعف قدرت و بالاخره گرم كردن موتور تشخيص  داد. همينطور  براي شناسائي مخلوط رقيق مي‌توان  از ايجاد شدن Back f iring در مدخل  ورودي گاز و كاربراتور كه مهمترين عامل شناسائي اين پديده است، و همچنين  دير روشن شدن موتور ، ضعيف شدن قدرت موتورو بالاخره گرم كردن به اين موضوع پي برد.
با توجه به منحني شماره (1-1) كه  در مورد بنزين است و از تغيير تنظيم كاربراتور بوجود آمده‌اند نشان مي‌رسد كه ماكزيمم راندمان ، زماني خواهد بود كه نسبت ميزان  هوا به سوخت 1 : 16 باشد  و ماكزيمم قدرت هنگامي صورت مي‌گيرد كه اين ميزان 1 : 12 مي‌باشد. بنابراين تنظيم صحيح جايي بين اين دو حد قرار دارد.

معرفي گازهاي طبيعي مورد استفاده در موتورهاي بنزيني [2]
در حال حاضر در موتورهاي بنزيني از انواع مختلف گازها استفاده  مي‌شود ، كه به بررسي تعدادي از آنها كه در حال حاضر  بيشتر از بقيه  موارد مورد استفاده قرار مي‌گيرد مي‌پردازيم .
گازهاي طبيعي مورد استفاده در حمل و نقل غالبا به  دو صورت گاز طبيعي فشرده ( CNG ) و گاز طبيعي  مايع  (LNG ) مي‌باشد.
1-6-1- تعريف (LNG  ) [2]
هنگامي كه گاز طبيعي تحت فشار اتمسفر  به دماي  تقريبا Fْ260- نزديك شود تبديل به مايع مي‌شود كه اين گاز مايع را گاز طبيعي يا LNG گويند. هر حجم  اين گاز طبيعي معادل   گاز طبيعي فضا  اشغال مي‌كند . وزن اين گاز تقريبا معادل نصف وزن آب است يا بطور دقيق معادل 45 % وزن آب است.
گاز طبيعي مايع بدون بو ، بدون رنگ ، غيرخورنده و غير سمي مي‌باشد و اين گاز در حالت  بخار با 5 الي 15 درصد با هوا  مي‌سوزد.
1-6-2- تركيبات : [2]
گاز طبيعي تركيب شده از گازهاي  متان در حدود 90 درصد وشامل اتان ، پروپان و هيدروكربنهاي  سنگين مي‌باشد . و همچنين از مقدار كمي نيتروژن، اكسيژن، دي اكسيد كربن و تركيبات گوگرد و آب كه در خط لوله گاز طبيعي پيدا مي‌شود. مايع كردن اين گاز باعث از بين رفتن اكسيژن ، دي اكسيد كربن و تركيبات گوگرد و آب مي‌شود. كه با مايع كردن اين گاز طبيعي مي‌توان آن رابه 100 % گاز متان تبديل كرد.
1-6-3- چگونگي ذخيره آن  [2]
گاز مايع طبيعي در استوانه‌هاي دو جداره باعايق  بندي بسيار خوب ذخيره مي‌شود ، تانكهاي ذخيره اين گاز داراي نسبت عرض به ارتفاع كم مي‌باشد . كه فشار ذخيره سازي آنها  در اين مخازن كم و در حدود Pisg 5 و يا كمتر بايد باشد. اين مايع براي اينكه مستقل از فشار بخواهد مايع قرار بگيرد بايد در دماي كمتر از 117- قرار گرفته شود.
1-6-4- چگونگي سرد نگه داشتن آن [2]
عايق بندي كه براي سرد نگه داشتن گاز مايع طبيعي بكار مي‌رود باز هم نمي‌تواند جوابگو باشد بخاطر همين آن را در يك محفظه بنام يخ جوشان كه يك  مايع بسيار سرد در دماي جوش مي‌باشد نگه مي‌دارند هنگامي كه گرما به مخزن داده مي‌شود مايع مي‌جوشد و به بخار تبديل مي‌شود دما تغيير نمي‌كند.  اين بخار از مخزن خارج شده و فشار در داخل مخزن ثابت مي‌ماند و اگر بخار خارج نشود فشار و دما بالا مي‌روند، اين مانند حالتي است كه آب مايع در حال جوش در ديگ بخار(بويلر) مي‌باشد. LNG يك گاز طبيعي است كه مانند بقيه گازها و سوختها حمل و نقل و ذخيره مي‌شود