پيام نفت -رسانه خبري تحليلي نفت، گاز و انرژي : مقايسه سوخت هاي بنزيني ، گازوئيل و گاز (LPG , GNG)
چهارشنبه، 10 آذر 1400 - 05:43 کد خبر:48100
پيام نفت:

بنزين، گازوئيل و گاز (LPG , CNG ) متداول‌ترين سوختهاي خودرو هستند اما برتري اين سوخت‌ها نسبت به يكديگر واضح وروشن نيست؛ هركدام از اين سوخت‌ها داراي مزيت‌هايي نسبت به يكديگر هستند، موتور بنزيني چهار زمانه است و نسبت به گازوئيل داراي كارايي كمتري است لذا CO2، CO و HC توليد شده آن نسبت به موتورهاي ديزلي بيشتر است اما مقدار PM، SO2 و NOx  آن كمتر از موتورهاي ديزلي است. اگر چه كاتاليست كه در اگزوز خودروهاي بنزيني قرار دارد تا حدودي از گازهاي سمي خروجي مي‌كاهد ولي تا قبل از گرم شدن كاتاليست عملكرد ضعيفي داشته و نيز در سفرهاي كوتاه كارايي آن پايين است؛ همچنين لازم به ذكر است موتورهاي بنزيني به طور متوسط در 100 كيلومتر 6 ليتر بنزين مصرف مي‌كنند اما در مقابل موتورهاي ديزلي در همين مسافت تنها 4 ليتر گازوئيل مصرف مي‌كنند و اين به معني 32 درصد كاهش مصرف سوخت، و در نتيجه كاهش آلودگي گازهاي Co و Co2 به ميزان 10 و 13 درصد در اين موتورها است.

سوختهاي گازي CNG و LPG داراي CO و Co2 كمتري نسبت به بنزين هستند ولي NOx آن‌ها بيشتر است؛ ولي در مقايسه با گازوئيل مقدار CO  و CO2 بيشتر و NOx آن كمتر است.
NOx اصطلاحي است كه براي معرفي اكسيدهاي نيتروژن به كار مي‌رود. NO و NO2 گازهايي هستند كه از اكسايش نيتروژن در مجاورت اكسيژن و در دما و فشار بالا توليد مي‌شوند. به علت دما و فشار احتراق بالا در موتورهاي گازي و ديزلي، در واقع اكسيژن و نيتروژن موجود در هوا كه به داخل سيلندر وارد شده است، با يكديگر واكنش داده و اكسيدهاي نيتروژن در خروجي اگزوز توليد مي‌شود. به دليل دما و فشار پايين‌تر احتراق در موتورهاي بنزيني، معمولاً توليد NOx در اين موتورها چندان قابل توجه نيست.
 ميزان انرژي گازهاي CNG درحدود 74 مگاژول در كيلوگرم است كه اين مقدار براي بنزين 60 مگاژول در كيلوگرم است. به عبارت ديگر يك كيلوگرم گاز معادل 23/1 ليتر بنزين و 22/1 ليتر گازوئيل انرژي دارد.
با توجه به موارد بالا در هر كشور با توجه به برآوردهاي اقتصادي، فني و زيست محيطي يك نوع سوخت به عنوان سوخت متداول در كشور مطرح شده و به وسيله دولت حمايت مي‌شود. در حال حاضر در اكثر كشورهاي اروپايي، سوخت متداول گازوئيل است اما در ايران سوخت متداول همچنان بنزين است اگرچه با توجه به قيمت و سطح آلودگي موتور بنزيني، تلاش مي‌شود سوخت متداول به سمت CNG تمايل يابد.
براي حفظ پارامترهاي پاكيزگي هوا و مبارزه با آلودگي آن، معمولاً كشورها قوانيني وضع مي‌كنند تا ميزان توليد آلودگي در موتور خودروها به حداقل برسد.
اين كار در دو سطح انجام مي‌شود. سطح اول يا سطح پايه، سطحي است كه آلودگي توليدي در موتور خودرو را  در هنگام طراحي و توليد موتور بررسي مي‌كند. در مقاطع مختلف قوانين و استانداردهاي جديدي در دنيا تدوين مي‌شود و سازندگان موتور موظف مي‌شوند از آن تبعيت كنند. استانداردهايي نظير يورو با شماره هاي مختلف يورو 1 تا 4 از اين نوع استانداردها هستند. در اين نوع استانداردها، آلايندگي موتور در شرايط خاص و در آزمايشگاه‌هايي مجهز بر حسب گرم در كيلومتر اندازه‌گيري مي‌شود.
سطح دوم تست آلايندگي بر روي خودروي در حال كار انجام مي‌شود. در اين سطح از آن جا كه امكان تست‌هاي مشابه سطح يك بر روي تمام خودروهاي موجود در شهرها وجود ندارد، تست‌هاي سطح پايين‌تري صورت مي‌گيرد تا بتوان از وضعيت فعلي موتور خودرو اطمينان حاصل كرد.
به دليل تفاوت‌هايي كه در خصوص هر يك از سوخت‌هاي بنزيني، گازي و گازوئيلي برشمرديم و از آن جا كه هر يك از اين موتورها گازهاي آلاينده خاص خود  را توليد مي‌كنند، هر يك از اين موتورها نيازمند دستگاه تست خاص خود هستند. براي تست موتورهاي بنزيني، دستگاه آناليز چهار گاز CO, CO2, HC و O2 به كار مي رود. براي تست موتورهاي گازسوز علاوه بر اين چهار گاز، ميزان گاز NOx نيز اندازه‌گيري مي‌شود كه به دستگاهي كه اين قابليت را داشته باشد اصطلاحاً دستگاه آناليز پنج گاز مي‌گويند. براي تست موتور گازوئيلي از سنسور خاصي استفاده مي‌شود كه ميزان كدري دود را اندازه‌گيري مي‌كند كه در شماره‌هاي بعدي نشريه به طور كامل به آن مي‌پردازيم. اخيراً در اروپا براي موتورهاي گازوئيلي تست NOx نيز متداول شده و در حال اجباري شدن است.
گازهايي كه در خصوص آن‌ها صحبت كرديم اثرات زير را ايجاد مي‌كنند:
اكسيژن O2                         بدون اثر
دي اكسيد كربن (CO2)            از گازهاي سمي نبوده اما باعث افزايش متوسط دماي جو مي گردد.
مونواكسيد كربن (Co)             به دليل احتراق ناقص ايجاد شده باعث ايجاد مشكلات تنفسي مي‌شود
اكسيدهاي نيتروژن دار NOX      در زمان احتراق توليد شده و با تركيب شدن در اتمسفر باعث توليد باران اسيدي مي‌گردد.
HC هيدروكربن نسوخته           اين هيدروكربن ها به دليل احتراق ناقص در موتور وهمچنين بخار شدن سوخت در باك خودرو ايجاد مي‌شود.
ذرات PM                         اين ذرات در سوخت‌هاي ديزلي ايجاد شده به سيستم تنفس بدن آسيب وارد مي كند.
دي اكسيد گوگرد (SO2)           باعث توليد باران اسيدي وخوردگي موتور شده اين گاز باعث آسيب ديدن كاتاليست موتور مي‌گردد .

براي آشنايي بيشتر با اندازه‌گيري آلايندگي موتور خودرو، جدول مقادير مجاز آلايندگي خودروها كه در اروپا اجرا مي‌شود را در ادامه اين مقاله بررسي مي‌كنيم.
پارامترهاي كنترلي براي خودروي بنزيني شخصي:
پارامترهاي كنترلي                                                             تاريخ ورود خودرو به بازار
حداكثر CO= 4/5%                                               از تاريخ 1972/01/01 تا 1986/09/30
حداكثر CO=3/5%                                                از تاريخ 1986/10/01 تا 1993/12/31
خودرو هاي مجهز به سيستم ضد آلودگي
حداكثر ميزان CO در حالت موتور درجا = 0/5
حداكثر مقدار CO در حالت شتاب = 0/3                          از تاريخ 1994/01/01 تا 31 / 1995/12
1/03 ≥لاندا≥  0/97
بدون سيستم ضد آلودگي: حداكثر CO=3/5%          
خودرو هاي مجهز به سيستم ضد آلودگي
حداكثر ميزان CO در حالت موتور درجا = 0/5                  از تاريخ 1996/01/01 تا 01/ 2002/07
حداكثر مقدار CO در حالت شتاب = 0/3
1/03 ≥لاندا≥  0/97 
خودرو هاي مجهز به سيستم ضد آلودگي
حداكثر ميزان CO در حالت موتور درجا = 0/3                   بعد از 02/ 2002/07
حداكثر مقدار CO در حالت شتاب = 0/2
1/03 ≥لاندا≥  0/97  

همانطور كه مشاهده مي‌شود هر چه سال ساخت خودرو جديدتر باشد استاندارد سختگيرانه‌تري بر آن اعمال مي‌شود.
علاوه بر موارد بالا استاندارد اروپا موارد ذيل را نيز در نظر مي‌گيرد:
1- اگر در يك خودرو بدون كاتاليست، ميزان CO2 كمتر از 9 درصد باشد،‌ آزمونگر بايد نشتي اگزوز را چك و كنترل نمايد.
2- خودروهاي ذيل را نمي‌توان آزمايش كرد:
1-2- خودروهايي كه نوع انرژي آنها GP, GA, GN, GZ, GG, EL,PL, AC, H2, PE يا NE باشد.
2-2- خودروهايي كه تاريخ ورود به بازار آن‌ها قبل از 1/10/1972 باشد.
3-2- خودرو با موتور دو زمانه
4-2- خودروهاي هيبريدي كه موتور آن‌ها در حالت درجا كار نمي‌كند.
البته بعضي انواع خودروهاي ديگر مانند خودروهاي الكتريكي، هيبريدي و يا خودروهايي كه با بنزين‌هاي خاص كار مي‌كنند نيز از اين نوع تست معاف هستند و تست‌هاي خاص خودشان را مي‌گذرانند.
براي خودروهاي ديزلي تست كدري دود انجام شده و طبق جدول ذيل بررسي مي‌شود:
نوع خودرو                                         K ميزان كدري دود (m-1)
ماشين ديزلي بدون توربو شارژر                               2/5
ماشين ديزلي با توربو شارژر                                    3
با تاريخ ورود به بازار بعد از 2008/07/01                 1/5

در اين آزمايش خودرو 5 بار تست مي‌شود چنانچه هر 5 بار از مقدار مجاز بيشتر بود خودرو رد مي‌شود. چنانچه كدري دود كمتر از 5/0 بود و يا اختلاف حداقل و حداكثر در اين تست‌ها مساوي يا بيشتر از 3 بود، خودرو معيوب گزارش مي‌شود.