دانلود گزارش کارآموزی مکانیک خودرو

سیستم هیل بورن :
در سال 1945 یک سیستم انژکتوری توسط یک آمریکایی به نام “ استوارت هیل بورن” برای اتومبیل فورد ساخته شد .

به طوری که این سیستم فاقد هر گونه نوآوری بود .

اما امتیاز آن کیفیت ساخت آن بود و در مقایسه با معروف ترین انواع کاربوراتوری آن زمان که اتسرومبورگ نام داشت به مراتب کارآیی بهتری داشت .

فقط یکی از نقاط ضعف سیستم هیل بورن این بود که تمامی سوختی که از پمپ انژکتور به داخل کانال های ارتباطی پاشیده می شد به داخل موتور راه پیدا نمی کرد .

فشار در داخل نازل های سیستم تزریق از طریق دو کانال ارتباطی نازک و باریک در حد متوسط تنظیم شده و مقدار اضافی بنزینی که از نازل پمپ پاشیده می شود از طریق این دو کانال به باک بنزین برگردانده می شود .

در راه بازگشت میزان اضافی سوخت پاشیده شده یک دریچه کوچک قرار دارد که در هنگام به اصطلاح تخت گاز کردن بخشی از این سوخت برگردانده شده از طریق این دریچه مورد استفاده قرار گرفته تا مخلوط سوخت مورد نیاز حاصل شود .

بعد از ورود طرح هیل بورن به بازار اظهار شد که چنین طرح سیستم تزریق سوختی برای استفاده در موتورهای خیابانی مناسب نیست .

حقیقت این بود که این طرح به طور کلی طرحی مناسب برای اتومبیل های موتور بنزینی نبود .

سیستم روچستر :
بعد از چندی کمپانی جنرال موتورز سیستم انژکتوری روچستر را به عنوان جانشین برای کاربوراتورهای چهار دهنه خود معرفی کرد که متأسفانه این سیستم نتوانست باعث به وجود آمدن نیروی تولیدی بیشتری برای موتورها شود .

اما اظهار می شود که اتومبیل با چنین سیستمی از شتاب بهتری برخوردار است .

سیستم روچستر تا حدودی مشابه سیستم هیل بورن بود و در این سیستم تنظیم جریان سوخت با تغییر فشار سوخت انجام می گرفت .

متأسفانه برای روچستر و جنرال موتورز ، مشکلات سوخت رسانی در هنگام آهسته کار کردن موتور توسط مهندسین حل نگردید و نازل های اسپری کننده تا حدودی در این کار مؤثر بودند و این حقیقت را می شد از رنگ سیاهی که از اگزوز این گونه اتومبیل متصاعد می شد ، دریافت .

کمپانی معظم بوش آلمان توانست تا حد زیادی مشکل قطرات سوخت را مرتفع کند با ابداع سیستم K-Jetronic مشکلات به طرز چشمگیری برطرف شد .

این سیستم دارای توانایی و قابلیت بالایی بوده ولی در مقایسه با سایر سیستم های انژکتوری گران می باشد .

برنامه تدارک و تنظیم میزان سوخت در سیستم K-Jetronic بسیار پیچیده می باشد .

اساس کار سیستم K-Jetronic :
این سیستم با تزریق دائم بوده و اندازه گیری سوخت در آن بطور مستقیم با جریان هوای مصرفی موتور انجام می شود .

در این سیستم پمپ عامل جریان یافتن سوخت ، حجم هوای عبوری به موتور بوده و سیستم محرک مکانیکی نیست .

نظر به این که هوای مصرفی موتور بطور مستقیم قابل اندازه گیری و کنترل میباشد ، طرح K-Jetronic برای کنترل گازهای خروجی اگزوز و استفاده از پس سوز نیز بسیار مناسب است .

هوای مصرفی موتور پس از عبور از فیلتر هوا به صفحه اندازه گیر هوا برخورد می کند و آنرا به حرکت در می آورد .

با حرکت صفحه اندازه گیر ، اهرم آن قرقره سوپاپ سوخت را حرکت داده و معبری از سوخت را متناسب با حجم هوا به موتور باز می کند .

سوخت از باک توسط پمپ الکتریکی به آکومولاتور می رسد ، پس از ذخیره سازی در آن که برای نوسان گیری ضربان های سوخت ضروری است ، به فیلتر رسیده و سپس وارد قسمت توزیع کننده می شود .

یک رگلاتور اولیه در قسمت توزیع کننده فشار سوخت را در مقدار ثابتی نگه می دارد و از برگشت سوخت اضافی به باک و یا ارسال بیش از حد به موتور جلوگیری می کند .

واحد اندازه گیر هوا :

واحد اندازه گیر هوا شامل یک محفظه مخروطی است که در میان آن یک صفحه ای متصل به اهرم قرار گرفته است .

تعادل وزنی صفحه واهرم را یک وزنه عهده دار است .

این تعادل در حالت خاموش بودن موتور می باشد و در هنگام روشن بودن موتور به نسبت مصرف هوا ، تعادل صفحه اندازه گیر با دبی هوای مصرفی موتور بهم می خورد .

البته بعداً توسط نیروی هیدرولیکی سوختی که به پلانجر کنترل سوخت تاثیر می کند ، نوعی تعادل در سیستم ایجاد می شود .در حقیقت موقعیت صفحه اندازه گیر با مقدار هوای عبوری از محفظه مخروطی تعیین می شود و حرکت آن توسط اهرم به پلانجر توزیع کننده سوخت منتقل می شود و آنرا بسمت بالا حرکت می دهد

شرح کامل سیستم K-Jetronic :
سوخت از باک توسط پمپ برقی به آکومولاتور می رسد و ضربان آن در این قسمت جذب می شود سپس به فیلتر رسیده و ناخالصی از سوخت جدا می شود .

سوخت وارد شده به سیلندر اندازه گیری کننده یا خارج شده از آن به کناره های مخالف صفحه نازک فولادی دیافراگمی منتقل می شود و این صفحه هنگامی که فشار پمپ بیش از فشار طرف بیرونی صفحه باشد ، راه های انتقال سوخت را به انژکتورهای میخی شکل مسدود می کند .

هنگامی که بنزین وارده به سیلندر اندازه گیری کننده در وضعیتی باشد که فشار در هر دو طرف صفحه دیافراگمی یکسان با شد ، خطوط ارتباطی مفتوح شده و بنزین یا هر سوخت دیگر با فشار پمپ انژکتورها هدایت می شود البته با باز شدن خطوط ارتباطی به انژکتورها ، فشار طرف بیرونی صفحه دیافراگمی افت پیدا کرده و بلافاصله باعث بسته شدن این خطوط می شود تا زمانی که دوباره فشار در دو طرف یکسان شود .

هدف تمامی این مجموعه ایجاد یک جریان سوخت مداوم و در عین حال متغیر با وجود یک فشار سوخت کمتر از فشار دیافراگم بود .

سوخت به طرف بالای آن رانده می شد و سیستم K-Jetronic کار می کرد .

نحوه انتقال سوخت به طرف انژکتور به صورت امواج و دایره های بسته ای صورت گرفته و فرکانس این مربع با افزایش هوای ورودی به داخل موتور افزایش پیدا می کرد .

قسمت کنترل سوخت ارسالی به انژکتورها :
بین فیلتر هوا و دریچه گاز موتور واحد کنترل سوخت ارسالی قرار دارد .

این قسمت شامل یک سنسور و کنترل دبی هوا و یک تقسیم کننده سوخت بین لوله های انژکتور ها ست .

سنسور دبی سنج هوا ، در مقابل حجم هوای ورودی تغییر موضع داده وروی سوخت ارسالی تاثیر می گذارد ورود ، هوا مصرفی موتور از دهانه مخروطی شکل ، باعث حرکت صفحه حساس سنسور شده و در نتیجه اهرم متصل به صفحه اندازه گیر به بالا حرکت کرده و پلانجر کنترل سوخت نیز به سمت بالا هدایت می شود .

با بالا رفتن پلانجر شیار خروجی آزادشده و سوخت بیشتری به انژکتور ها فرستاده می شود .

هر چه هوای مصرفی موتور افزایش یابد ، پلانجر حرکت بیشتری به سمت بالا داشته و در نتیجه ارسال سوخت از شیار پلانجر به انژکتور ها زیادتر خواهد بود .

وقتی موتور خاموش است ، صفحه اندازه گیر و پلانجر توسط وزنه تعادل و فنر برگردان در پایین ترین وضعیت قرار دارد .

در این حالت سوخت ارسالی به انژکتور ها به صفر می رسد .

هرگاه موتور حالت پس زدن شعله داشته و فشار مانیفولد گاز بالا رود ، صفحه اندازه گیر به سمت پائین حرکت کرده و دریچه را بزرگتر می کند تا تاثیر فشار منفی سیستم را معیوب نسازد .

نحوه توزیع سوخت : سوخت بطور یکنواخت برای هر سیلندر توسط شیار سوپاپ قرقره ای ارسال می شود .

در بارل اندازه گیر که پلانجر حرکت می کند ، یک مجرای چهار گوش برای هر سیلندر پیش بینی شده که حرکت پلانجر در بارل ، تعدادی از این مجاری برای سیلندرها باز شده و سوخت از آنها به لوله های انژکتور ارسال می شود .

در ابتدای لوله ورودی هر سیلندر ، در واحد اندازه گیر یک سوپاپ کنترل فشار وجود دارد که وظیفه اش ثابت نگهداشتن سوخت در لوله های انژکتور است .

انژکتورها : انژکتورها بطور خودکار با فشار ثابت 3.6 bar باز شده و سوخت را به موتور تزریق می کند ، انژکتورها در سیستم K-Jetronic فقط تزریق سوخت را بعهده دارد ، نه اندازه گیری آنرا ، سوخت وارد شده در داخل انژکتور سوپاپ فشار آنرا باز کرده و ضمن ایجاد ارتعاش با فرکانس 1500 HZ کنترل دقیق در باز و بستن سوزن به وجود می آورد .

اجزاء تشکیل دهنده سیستم K-Jetronic : 1 .

باک 2 .

پمپ بنزین برقی 3 .

آکومولاتور 4 .

فیلتر سوخت 5 .

واحد کنترل کننده مخلوط سوخت 5.1 .

صفحه حساس در مسیر هوا 5.2 .

سوپاپ فشار 5.3 .

مدار اولیه فشار سنج 6 .

انژکتور 7 .

سوپاپ حالت استارت 8 .

وسیله ارسال هوای اضافی دور آرام 9 .

کلید تایمر گرمایی 10.

کنترل کننده حرارتی سیستم سوخت رسانی KE – Jetronic : این سیستم نسبت به سیستم K – Jetronic گران بوده ولی دارای انعطاف بیشتری است .

و تجهیزات اضافی آن عبارتند از : 1 .

حسگر تعیین کننده مقدار هوا مصرفی موتور 2 .

سوپاپ کنترل فشار که مقدار سوخت ارسالی را تحت کنترل دارد 3 .

رگلاتور تنظیم فشار که فشار مدار اولیه را ثابت نگاه می دارد و نیز در هنگام خاموش کردن موتور سوخت را کاملاً قطع می کند .

اجزاء سیستم KE– Jetronic در شکل زیر نشان داده شده است : 1 .

پمپ برقی 2 .

آکومولاتور سوخت 3 .

فیلتر سوخت 4 .

رگلاتور فشار سوخت 5 .

انژکتور 6 .

سوپاپ سوخت رسانی استارت 7 .

توزیع کننده سوخت 8 .

اندازه گیر جریان هوا 9 .

کلید ترمو تایم 10 .

سوپاپ هوای اضافی 11 .

سنسور گرمایی موتور 12 .

سوئیچ دریچه گاز 13 .

سنسور لامبدا 14 .

واحد کنترل مرکزی ECU طرز کار : در این سیستم سوخت پس از فیلتر شدن به دو قسمت تقسیم می شود ، یک قسمت به رگلاتور و قسمتی دیگر وارد تقسیم کننده می شود .

خروجی رگلاتور تنظیم فشار روی پلانجر کنترل سوخت تاثیر گذارده و حرکت آنرا کنترل می کند .

در حالیکه در سیستم K – Jetronic عمل کنترل سوخت بعهده یک صفحه دیافراگمی است .

سوخت خارج شده از رگلاتور از یکطرف به پلانجر و از طرف دیگر به سوپاپ کنترل فشار الکتروهیدرولیکی تاثیر می کند این سوپاپ از نوع الکترومگنتی است و موازی با مدار محفظه پلانجر قرار گرفته است .

سوپاپ استارت سرد Bosch در سیستم K و KE – Jetronic : سوپاپ استارت سرد یک سوپاپ با عمل کننده مغناطیسی است .

و به دمای موتور وابسته است .

و مقداری سوخت اضافی برای یک دوره محدود به درون محفظه پیش بینی شده تزریق می کند .

اجزاء : 1 .

اتصال الکتریکی 2 .

سوخت اعمال شده با صافی 3 .

سوپاپ ( آرمیچر الکترومغناطیسی ) 4 .

سیم پیچ 5 .

نازل چرخشی 6 .

نشیمنگاه سوپاپ سیستم سوخت رسانی L-Jetronic اساس کار : هوای ورودی به موتور از اندازه گیر هوا یا دبی سنج عبور کرده و با انحراف دریچه آن ، علائم الکتریکی مناسبی به واحد کنترل ارسال میدارد .

دریچه گاز نیز دارای سنسور تعیین وضعیت بوده که مقدار باز بودن آن به واحد کنترل گزارش می شود .

انژکتورها مگنتی هستند و در صورت فعال بودن انژکتور ، سوخت متناسبی را بداخل مانیفولد هوا روی دریچه گاز تخلیه می کنند .

انژکتورها نسبت بهم موازی قرار داشته و دارای فشار ثابتی هستند .

که بین 2.5 تا 3.5 آتمسفر می باشد مقدار سوخت تزریق شده به زمان باز بودن انژکتور ها بستگی دارد .

در هر انژکتور یک رگلاتور کنترل فشار بکار رفته است که از نوع دیافراگمی فنردار بوده و وظیفه دارد فشار تزریق در انژکتور ها را ثابت نگهدارد .

دستگاه اندازه گیر هوا : جریان هوای ورودی موتور از اندازه گیر هوا عبور می کند ، با عبور هوا صفحه اندازه گیر منحرف شد ه و فنر برگشت دهنده آن متراکم می شود .

انحراف این صفحه در پتانسیومتر حرکت به وجود آورده و تغییرولتاژی در مدار آن تولید می شود این تغییر ولتاژ طول زمانی پالس های الکتریکی در واحد کنترل را تغییر می دهد .

سنسور حرارت سنج هوا نیز وجود دارد که تغییرات وزن مخصوص هوا با تغییرات دما را مشخص می کند .

در ضمن در این سیستم از کلید الکتریکی دریچه گاز استفاده شده که دو وضعیت را مشخص می کند یکی مربوط به بسته بودن دریچه دردور آرام ودیگری مربوط به حالت تمام بار ، در هر دو وضعیت علائمی به واحد کنترل ارسال شده وروی زمان باز بودن انژکتورها تاثیر می گذارد .

همچنین با توجه به سنسور حرارت سنج موتور ، متناسب با گرم شدن موتور ، زمان باز بودن انژکتورها کمتر می شود .

اجزاء سیستم L– Jetronic در شکل زیر نشان داده شده است : 1 .

پمپ سوخت الکتریکی 2 .

فیلتر سوخت 3 .

تنظیم کننده فشار سوخت 4 .

انژکتور 5 .

سنسور جریان هوا 6 .

سوئیچ گرمایی 7 .

تنظیم کننده هوای کمکی 8 .

سوئیچ سوپاپ دریچه گاز 9 .

سنسور لامبدا ( Lambda ) 10 .

ECU طریقه پاشش انژکتورها در سیستم L– Jetronic : دلکو در این سیستم دارای دو دست پلاتین میباشد ، یک دست پلاتین مانند دلکو های معمولی مربوط به قطع و وصل مدار اولیه و دست دوّم مربوط به علامت دادن به دستگاه الکترونیکی میباشد .

هرگاه این پلاتین ها جریان الکتریکی در مدار تولید کنند .

دستگاه کنترل مرکزی نصف انژکتورهای موتور را فعال می کند .

حسگر فشار سنج هوا : در این حسگر از دو کپسول توخالی روی محور آن وجود دارد که داخل کپسولها خلا نسبی وجود دارد .

در فشار زیاد محیط سطوح خارجی کپسولها مقعر و در فشار کم محیط سطوح خارجی آنها محدب می شود .

حرکت ناشی از انبساط و انقباض کپسولها میله میانی را حرکت داده و در سیم پیچ آن ولتاژی القاء می شود تغییر حوزه و ایجاد ولتاژ در آن علامتی به دستگاه کنترل کننده الکتریکی ارسال می کند سیستم LH – Jetronic : تفاوت اساسی این سیستم با سیستم L-Jetronicدر روش اندازه گیری هوای ورودی به موتور ونوع دبی سنجی آن است .

در سیستم LH-Jetronic از یک سیم داغ الکتریکی برای اندازه گیری دبی هوا مصرفی موتور استفاده شده است .

در این سیستم یک واحد کنترل دیجیتالی وجود دارد که نسبت سوخت به هوا را با توجه به بار و دور موتور تغییر می دهد و بهترین نسبت سوخت ویژه را با توجه به علائمی که از اگزوز دریافت می کند تهیه می نماید .

واحد کنترل الکترنیکی با دریافت علائم از سنسور های مختلف ، زمان باز بودن انژکتورها را با توجه به شرایط موجود تنظیم می کند .

در واحد کنترل یک میکرو کامپیوتر بکار رفته که شامل حافظه برنامه ریزی شده بوده و مقادیر مختلف را ضبط می کند اجزاء سیستم LH-Jetronicدر شکل زیر نشان داده شده است : 1 .

پمپ الکتریکی 2 .

رگلاتور تنظیم فشار سوخت 4 .

لوله های توزیع سوخت مشترک 5 .

سیستم سیم داغ الکتریکی 6 .

سنسور حرارت سنج موتور 7 .

سوپاپ هوای اضافی دور آرام 8 .

کلید رئوستای دریچه گاز 9 .

سنسور لامبدا 10 .

ECU دستگاه اندازه گیر دبی هوا : این دستگاه از یک سیم حرارتی داغ تشکیل شده که هوای مصرفی موتور از اطراف آن عبور داده می شود جریان لازم برای ثابت نگهداشتن درجه حرارت این سیم داغ به حجم هوای عبور کرده از اطراف آن بستگی دارد جریان الکتریکی برای گرم نگهداشتن سیم داغ که با هوای ورودی تغییر می کند ، تغییر ولتاژ در مقاومت آن به وجود می آورد .

به علاوه دور موتور با حجم هوای مصرفی ارتباط داشته و علامتی هم از دور سنج ارسال می شود .

دبی سنج : در این سیستم دبی سنج از خاصیت گردابی هوا پیچشی استفاده کرده و امواج صوتی مافوق صوت ارسال می دارد .

مقدار فرکانس ایجاد شده به مقدار هوای عبور کرده بستگی دارد .

فرکانس از یک امیتر پخش شده و در یک جذب کننده دریافت شده و تبدیل به پالس الکتریکی شده وبه واحد کنترل ارسال می شود .

سیستم Mono - Jetronic : در این سیستم یک انژکتور وجود دارد که سوخت مورد نیاز هر چهار سیلندر موتور را متناوباً در مانیفولد هوا تزریق می کند به این سیستم تزریق یک نقطه ای Injection = SPI ) Single – Point ) یا تزریق مرکزی ( Central – Fule – Injection = CFI ) ویا تزریق در دریچه گاز گویند ( Throttle Body Injection = TBI ) واحد انژکتور: در این سیستم انژکتور درست در بالای دریچه گاز نصب می شود و به این ترتیب سوخت یکنواختی در مدار تخلیه می کند .

دستور تزریق سوخت الکترونیکی بوده و فرمان آن از واحد کنترل و سیستم جرقه تامین می شود .

اجزاء سیستم Mono - Jetronic در شکل زیر نشان داده شده است : 1 .

فیلتر سوخت 3a .

پتانسیومتر سوپاپ دریچه گاز 3b .

تنظیم کننده فشار 3c .

انژکتور 3d .

کابل اتصال با محفظه دمای هوا 3e .

محرک سوپاپ دریچه گاز در هنگام درجا کار کردن 4 .

سنسور دمای موتور 5 .

سنسور لامبدا ( Lambda ) 6 .

ECU نتیجه گیری : سیستم های سوخت رسانی انژکتوری بنزینی انواع مختلف دارند که در این مقاله سعی شده که اولاً یک تاریخچه از نحوه به وجود آمدن و مراحل توسعه این سیستم ها شرح داده شود .

و ثانیاً مختصری از هر سیستم شامل شکل ، اجزاء تشکیل دهنده آن و فرق سیستم های موجود با هم توضیح داده شود .

فصل سوم پردازنده های سوخت چگونه کار می کنند؟

اگر مقاله مربوط به سلولهای سوختی (fuel cells) را خوانده باشید، می دانید که این سلولها از هیدروژن و اکسیژن الکتریسیته تولید و تنها بخار آب ساتع می کنند.

مشکل اصلی سلولهای سوختی هیدروژنی ، ذخیره و توزیع هیدروژن است.

برای اطلاعات بیشتر قسمت " how the hydrogen economy works" را ملاحظه بفرمایید.

هیدروژن، گازی با دانسیته انرژی زیاد نیست؛ یعنی در مقایسه با یک سوخت مایع مثل بنزین یا متانول انرژی کمی در واحد حجم دارد.

لذا قرار دادن مقدار کافی هیدروژن در سلول سوختی یک ماشین هیدروژنی به منظور طی مسافتی معقول و منطقی دشوار به نظر می رسد.

هیدروژن مایع، دانسیته انرژی خوبی دارد ، اما باید در دمای بسیار پایین و فشار زیاد نگهداری و ذخیره شود که نگهداری و حمل آن را مشکل می سازد.

سوختهای رایج و معمولی مثل گاز طبیعی ، پروپان ، بنزین وسوختهای غیر رایج مانند متانول و اتانول ، همه در ساختار مولکولیشان هیدروژن دارند.

اگر یک فناوری وجود داشت که هیدروژن را از این سوختها جدا و از آن برای سوخت رسانی به سلول سوختی استفاده می کرد می توان گفت مشکل ذخیره و توزیع هیدروژن به کلی برطرف می شد.این فنا وری در حال توسعه پردازنده سوخت یا مبدل (Reformer ) نام دارد.

در این قسمت می آموزیم که مبدل گازی (Steam Reformer ) چگونه کار می کند.

هدف پردازنده های سوخت وظیفه پردازنده های سوخت، تأمین هیدروژن خالص وابسته برای سلول سوختی ، با استفاده از یک سوخت است که آماده و دردسترس بوده و براحتی قابل حمل است.

پردازنده های سوخت باید قادر باشند که این عمل را به روش بهینه و کارآمد با کمترین آلودگی انجام دهند؛ در غیر این صورت آنها مزایای استفاده از سلول سوختی را از بین می برند.

برای اتومبیلها، مسأله اصلی ذخیره انرژی است..

برای اجتناب از مخزنهای سنگین و فشرده ، یک سوخت مایع به گاز ارجحیت دارد.

شرکتهای مختلف روی پردازنده هایی برای سوختهای مایع مانند بنزین و متانول کار می کنند.

بهترین سوختی که در کوتاه مدت توصیه می شود متانول است.

در حال حاضر این سوخت بسیار شبیه بنزین، ذخیره و توزیع می شود.

برای خانه ها و ایستگاههای تولید برق، سوختهایی چون گاز طبیعی و پروپان مناسبترند.

بسیاری از خانه ها و ایستگاههای تولید برق قبلاً به منابع گاز طبیعی، لوله کشی و متصل شده اند.

بعضی خانه ها نیز که لوله کشی نشده اند ، مخزن پروپان دارند.

بنابراین معقول به نظر می رسد که این سوختها را به هیدروژن تبدیل کرده تا در سلولهای سوختی ساکن استفاده شوند.

متانول و گاز طبیعی هردو می توانند در یک مبدل گازی (steam reformer) به هیدروژن تبدیل شوند.ن فناوری در حال توسعه، پردازنده سوخت یا مبدل (reformer) نام دارد.

در این قسمت می آموزیم که مبدل گازی (steam reformer) چگونه کار می کند.

مبدل گازی (steam reformer) دو نوع مبدل گازی وجود دارد؛ یکی متانول و دیگری گاز طبیعی را بازسازی می کند.

بازسازی متانول فرمول مولکولی متانول CH3OH است.

هدف مبدل این است که حداکثر هیدروژن (H) ممکن را از این مولکول جدا کند طوری که میزان نشر آلاینده هایی چون کربن مونواکسید را به حداقل برساند.این فرآیند با تبخیر متانول مایع و آب آغاز می گردد.

گرمایی که در فرآیند بازسازی تولید شده بود، برای این منظور (تبخیر) استفاده می شود.

ترکیب بخار آب و متانول (متانول گازی) از یک اتاقک داغ حاوی کاتالیزگر عبور داده می شود.

هنگامی که مولکول های متانول به کاتالیزگر برخورد می کنند به مونواکسید کربن (CO) و گاز هیدروژن (H2) تجزیه می شوند: CH3OH => CO + 2H2 بخار آب نیز به گاز هیدروژن و اکیسژن تجزیه می شود.

این اکسیژن با CO ترکیب می شود تا CO2 بسازد.

با این روش، مقدار بسیار کمی CO آزاد می شود چرا که بیشتر آن به CO2 تبدیل شده است: H2O + CO => CO2 + H2 بازسازی گاز طبیعی گاز طبیعی که بیشترین ماده ترکیبی آن متان(CH4) است ، با عملکردی مشابه پردازش می گردد.

متان موجود در گاز طبیعی با بخار آب واکنش داده و گازهای مونواکسید کربن وهیدروژن، آزاد می‌کند: CH4 + H2O => CO + 3H2 همانند عملی که در بازسازی متانول انجام شد، بخار آب به گاز هیدروژن و اکسیژن تجزیه می شود.

اکسیژن با CO ترکیب شده و CO2 حاصل می گردد: H2O + CO => CO2 + H2 هیچ کدام از این ترکیبها ایده آل نیستند؛ مقداری از متانول یا گاز طبیعی و مونواکسید کربن بدون اینکه واکنش دهند باقی می مانند.

این مواد در مجاورت یک کاتالیزگر با مقدار کمی هوا(برای تأمین اکسیژن) سوزانده می شوند.

این عمل، بسیاری از ملکولهای CO باقی مانده را به CO2 تبدیل می کند.

بسیاری روشهای دیگر ممکن است استفاده شود تا آلاینده های دیگری همچون گوگرد که ممکن است در گاز اگزوز باشند را پاک کنند.

به دو دلیل حذف کردن مونواکسید کربن از گاز اگزوز اهمیت دارد: اول اینکه اگر CO از سلول سوختی عبور کند ، کیفیت عملکرد و طول عمر سلول سوختی کاهش می یابد .

دوم اینکه این گاز یک آلاینده کنترل شده است که بسیاری از ماشینها مجازند تنها مقدار بسیار کمی از آن را تولید کنند.

پردازنده سوخت و سلول سوختی برای تولید برق، سیستم های مختلفی باید با هم کار کنند تا جریان الکتریکی خروجی را تأمین نمایند.

یک سیستم معمولی از یک مصرف کننده الکتریکی (مثل اتاق خودرو یا موتور الکتریکی) یک سلول سوختی و یک پردازنده سوخت تشکیل شده است.

خودرویی که با سلول سوختی کار می کند را بررسی می کنیم.

وقتی که شما پدال گاز(هیدروژن) را فشار می دهید، فعل و انفعالاتی به طور همزمان رخ می دهند.

● کنترل کننده موتور الکتریکی شروع به برقراری جریان در موتور الکتریکی کرده و موتور الکتریکی نیز گشتاور بیشتری ایجاد می کند ● در سلول سوختی، هیدروژن بیشتری واکنش می دهد، الکترونهای بیشتری تولید شده، در موتور و کنترل کننده الکتریکی جریان می یابند و نیاز بیشتر به انرژی را برطرف می کنند.

● پردازنده سوخت، متانول بیشتری را درون سیستم - که هیدروژن تولید می کند- پمپ می کند.

پمپ دیگری جریان هیدروژنی را که به سلول سوختی می رود افزایش می دهد.

فعل و انفعالات متوالی مشابه ای نیز هنگامی که دراتاق، مصرف انرژی بالا می رود رخ می دهد.

مثلاً وقتی سیستم تهویه روشن می شود برق خروجی سلول سوختی باید سریعاً افزایش یابد وگرنه چراغها کم نور می شوند تا اینکه سلول سوختی نیاز انرژی را تأمین کرده و افت ولتاژ را جبران نماید.

جنبه های منفی پردازنده های سوخت پردازنده های سوخت زیانهایی نیز دارند.

زیانهایی همچون آلودگی و تأثیر روی بازده کلی.

آلودگی اگرچه پردازنده های سوختی می توانند گاز هیدروژن را برای سلول سوختی با آلودگی بسیار کمتر از یک موتور درون سوز تأمین نمایند، مقدار قابل توجهی دی اکسید کربن (CO2) تولید می کنند.

اگرچه این گاز یک آلاینده کنترل شده نیست، گمان می رود که در گرم شدن زمین (global warming) نقش داشته باشد.

اگر در یک سلول سوختی هیدروژن خالص استفاده شود ، تنها محصول فرعی آن ، آب (بخار آب) است.

CO2 یا هیچ گاز دیگری تولید نمی شود.

اما چون خودرو هایی با پردازنده های سوخت از سلول سوختی انرژی می گیرند، مقدار کمی از آلاینده های کنترل شده (مثل مونواکسید کربن) را تولید می کنند، نمی توان نام وسایل نقلیه پاک و غیر آلاینده (ZEVs : zero emission vehicles) را با با توجه به قوانین آلودگی کالیفرنیا بر آنها نهاد.

هم اکنون فناوری های اصلی که تحت عنوان ZEV ها شناخته می شوند ، خودرو های الکتریکی با باتری و خودرو های هیدروژنی هستند.

به جای تلاش در جهت بهبود پردازنده های سوخت برای حذف آلاینده های کنترل شده از آنها، برخی شرکتها روی شیوه های جدیدی برای ذخیره یا تولید هیدروژن در وسیله نقلیه کار می کنند.

Ovonic روی مخزنی از جنس هیدرید فلزی کار می کند تا هیدروژن را مثل اسفنجی که آب را جذب می کند، جذب کند.

با این وسیله نیازی به مخزنهای پرفشار نیست و می توان ظرفیت هیدروژن وسیله نقلیه را افزایش داد.

Powerball Technologies درنظر دارد از گلوله های پلاستیکی کوچکی که مملو ازسدیم هیدرید می باشند استفاده کند.

این توپها وقتی باز شده و به داخل آب انداخته شوند هیدروژن تولید می کنند.

محصول فرعی این واکنش سدیم هیدرواکسید مایع بوده که یک ماده شیمیایی صنعتی رایج است.

بازده زیان دیگر پردازنده های سوخت این است که بازده کلی ماشینی که با سلول سوختی کار می کند را کاهش می دهند.

پردازنده سوختی ازگرما وفشاربرای کمک به انجام واکنشهایی که هیدروژن آزاد می کنند استفاده می کند.

بسته به نوع سوختی که به کار می رود و بازده سلول سوختی و پردازنده سوخت، بهبود بازده روی خودرو های بنزینی معمولی به طور آشکار کم است.

این مقایسه بازده های ماشین بنزینی و ماشین با سلول سوختی و ماشین برقی را ملاحظه بفرمایید.

فصل چهارم گاز بهتر است یا بنزین؟

گاز طبیعی سوختی با احتراق پاک، تمیز و بهینه است که سبب افزایش عمر موتور و کاهش تعمیرات آن می‌شود.

تعویض شمع در موتورهای بنزینی تا 32هزار کیلومتر دوام دارد ولی در موتورهای گازسوز این عدد به 120هزار کیلومتر افزایش می‌یابد.

این سوخت قابلیت انتقال و مکش از مخزن را ندارد و بدین ترتیب احتمال سرقت سوخت به صفر می‌رسد و این در حالی است که با توجه به سهمیه‌بندی بنزین، احتمال سرقت بنزین از باک خودروها وجود دارد.

زمان سوخت‌گیری سریع در پمپ گاز بین 5 تا 6 دقیقه و آهسته آن 5 تا 8ساعت طول می‌کشد.

گاز طبیعی از بنزین ایمن‌تر است.

چون گاز طبیعی برخلاف بنزین در زمان تصادف و حوادث پیش‌بینی نشده در هوا پراکنده می‌شود ولی بنزین روی زمین حوضچه‌هایی ایجاد می‌کند که هر لحظه ممکن است به آتش‌سوزی‌های مهیب منجر شود.

کپسول‌های ذخیره گاز هم بسیار محکم‌تر از تانک‌های سوخت بنزینی هستند.

طراحی این کپسول‌ها منوط به اجرای شدیدترین آزمون‌های ایمنی نظیر حرارت، فشارهای بسیار زیاد، تیراندازی و برخورد‌های شدید است.

یک کیلوگرم گاز معادل 33/1لیتر بنزین و 22/1لیتر گازوئیل است.

رانندگی در ارتفاعات در ارتفاعات، هوا رقیق‌تر شده و موتور با ترکیب سوخت غنی‌تری (نسبت بیشتری از سوخت به هوا) کار می‌کند.

به همین خاطر قدرت موتور به دلیل کاهش تنفس موتور و تامین اکسیژن کمتر و همچنین جریان غنی‌تر و شدیدتر سوخت افت می‌کند.

در این حالت چون موتور گازسوز به علت اینکه گاز در حدود 12درصد حجم ورودی را تشکیل داده و با کاهش چگالی هوا بر اثر رقیق‌تر شدن آن، حجم سوخت نیز پایین می‌آید، توان موتور 12 تا 14درصد افت می‌کند.

پس در صورت دوگانه‌سوز بودن وسیله نقلیه بهتر است در ارتفاعات از سوخت بنزین استفاده شود.

عوامل موثر بر بازده سوخت مقادیر ارزش حرارتی خالص بنزین، گازوئیل، LPG و CNG به ترتیب 46، 43، 45 و 44 است.

تفاوت زیادی بین ارزش حرارتی خالص آنها وجود ندارد اما مقادیر ارزش حرارتی به میزان زیادی به ترکیب سوخت بستگی دارد.

در بسیاری از کشورها CNG دارای بهترین ارزش است.

پس از آن گازوئیل، LNG و در نهایت بنزین قرار دارند.

چنانچه یک موتور بنزینی به سوخت CNG تبدیل شده باشد به بالاترین بازده دست پیدا نخواهد کرد چون ضریب تراکم در سطح مورد نیاز برای سوخت بنزین باقی می‌ماند.

بنابر این دستیابی به بالاترین راندمان فقط در خودروهای با موتورهای اصلی سوخت LNG امکان پذیر است.

عموما احتمال آتش سوزی در شرایط عادی کارکرد، بسیار کم است.

به علت سبک‌تر بودن گاز CNG نسبت به هوا، در فضا پراکنده می‌شود.

اما بخار LPG از هوا سنگین‌تر است و به تشکیل حوضچه در نزدیکی زمین تمایل دارد.

بر حسب قدرت، وسایل نقلیه دو گانه سوز (CNG) در حدود 10تا12درصد قدرت خود را به علت اینکه گاز طبیعی جای اکسیژن در محفظه احتراق موتور را می‌گیرد، از دست می‌دهند.

موتور گاز سوز داغ‌تر از بنزین موتورهای گاز سوز که از عملکرد بنزینی تبدیل به موتور گاز سوز شده‌اند دارای اگزوزهایی با درجه حرارت بیشتر هستند.

از طرفی در موتورهای بنزینی، بنزین تاثیر خنک کننده‌ای در سیستم مکش سوخت و سیلندرها دارد.

این مساله در مورد گاز اتفاق نمی‌افتد.

باید توجه داشت که یک مخلوط گازی تمایل به احتراق آهسته‌تری نسبت به بنزین دارد و ممکن است به هنگام عبور و خروج از سوپاپ‌ها باز هم در حال سوختن باشد.

کوبش موتورهای گازسوز کارکرد موتور در شرایط جوی با درجه حرارت بالا، زمان‌بندی نادرست، احتراق تغییرات آنالیز و ترکیب شیمیایی گاز مهمترین علل کوبش در موتورهای گاز سوز هستند.

بنابراین این گاز طبیعی بادرصد متان بالا، کوبش موتورهای گاز سوز را تا حد زیادی کاهش می‌دهد.

سوالات عمومی در مورد CNG این پرسش‌ها توسط مردم در هنگام سوخت‌گیری از پمپ گاز مطرح شده‌اند.

پاسخ به این پرسش‌ها در جهت هر چه سریعتر شدن روند گازسوز کردن خودروها خالی از لطف نخواهد بود.

فرق گاز طبیعی با CNG چیست؟

CNG همان گاز طبیعی است که ما روزانه آن را در خانه، محل کار خود و یا کارخانجات با فشار پایین استفاده می‌کنیم.

بدیهی است ذخیره‌سازی گاز در چنین فشاری به واسطه حجم زیاد مورد نیاز به صرفه نیست.

از طرفی به خاطر تراکم آن در صورت استفاده در خودرو، زمان‌های تجدید سوخت‌گیری فوق‌العاده کوتاه خواهد شد.

در صورتی که گاز طبیعی (NG) تا فشار حدود 3600PS تراکم شود، ما CNG خواهیم داشت.