مركبة ثنائية الوقود

📅 آخر تحديث: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة
تُعدّ سيارة فيات سيينا تيترافيول 1.4 البرازيلية أول سيارة ثنائية الوقود تعمل بالغاز الطبيعي المضغوط (CNG) بالتناوب التلقائي مع أي من مزيجات الوقود الشائعة المستخدمة في المركبات متعددة الوقود ، أو البنزين النقي ، أو وقود الإيثانول E25 ، أو الإيثانول E100 . يظهر أدناه خزانات تخزين الغاز الطبيعي المضغوط في صندوق السيارة.

المركبات ثنائية الوقود هي مركبات مزودة بمحركات متعددة الوقود قادرة على العمل بنوعين من الوقود. يُخزن الوقودان في خزانات منفصلة، ​​ويعمل المحرك بنوع واحد فقط في كل مرة. في محركات الاحتراق الداخلي ، يحرق المحرك ثنائي الوقود عادةً البنزين ووقودًا بديلًا متطايرًا مثل الغاز الطبيعي المضغوط (CNG) أو غاز البترول المسال (LPG ) أو الهيدروجين . [ 1 ] تقوم المركبات ثنائية الوقود بالتبديل بين البنزين والوقود الآخر، يدويًا أو تلقائيًا. [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] وهناك مفهوم مشابه هو المركبة ثنائية الوقود التي يجب أن تحرق كلا النوعين من الوقود معًا. تندرج محركات الديزل المُعدّلة لاستخدام الوقود الغازي ضمن هذه الفئة نظرًا لاختلاف نظام الإشعال.

تُعدّ تقنية غاز البترول المسال (LPG) أكثر التقنيات شيوعًا ووقودًا بديلًا متاحًا في السوق لسيارات البنزين ثنائية الوقود ، يليها الغاز الطبيعي المضغوط (CNG) ، [ 6 ] ويُستخدم هذا النوع من الوقود بشكل رئيسي في أوروبا. تمتلك بولندا وهولندا ودول البلطيق عددًا كبيرًا من السيارات التي تعمل بغاز البترول المسال. وتحتل إيطاليا حاليًا المرتبة الأولى من حيث عدد سيارات الغاز الطبيعي المضغوط، تليها السويد. كما تُستخدم هذه السيارات في أمريكا الجنوبية ، حيث تُستخدم بشكل أساسي كسيارات أجرة في المدن الرئيسية في البرازيل والأرجنتين . عادةً ما يتم تعديل سيارات البنزين القياسية في ورش متخصصة، حيث يتم تركيب أسطوانة الغاز في صندوق السيارة ونظام حقن غاز البترول المسال أو الغاز الطبيعي المضغوط والإلكترونيات اللازمة. يُمكن إجراء هذا التحويل لأن الغازات تستخدم نظام الإشعال الشراري لمحرك البنزين. [ 7 ]

تحويلات الديزل

A Diesel engine is a compression-ignition engine and does not have a spark plug. To operate a diesel engine with an alternate combustible fuel source such as natural gas, a dual-fuel system is used with natural gas as the main fuel while diesel fuel is used for the ignition of the gas/air mixture inside the cylinder. In other words, a portion of diesel is injected at the end of the compression stroke, thereby maintaining the original diesel operation principle. (Running gas-only is possible but requires more extensive modification.)[8][9]

Dual-fuel operation in this case means the engine uses two fuels (gas and diesel) at the same time, as opposed to bi-fuel, which would mean the engine could have the option of using either fuel separately.

There usually two type of conversions –low-speed (below 1000 RPM) and high-speed (between 1200 and 1800 RPM).

Low- and middle-speed conversion

Gas is injected into the cylinder inlet manifold by individual gas electromagnetic valves installed as close to the intake valves as feasible. The valves are separately timed and controlled by the injection control unit. This system interrupts the gas supply to the cylinder during the long overlap period of the intake and exhaust valves both being open (typical for slow-speed and medium-speed engines –within the valve overlap, cylinder scavenging is performed). This avoids substantial gas losses and prevents dangerous gas flow to the exhaust manifold.

  • This conversion is for low-speed engines up to 1000 RPM.
  • The system converts industrial diesel engine to bi-fuel operation by substitution of 70–90% natural gas for diesel or HFO.
  • Gas is injected directly before intake valve by high-speed electromagnetic injector, one or two injectors per cylinder.

High-speed conversion

Gas is mixed with air by a common mixer installed before any turbocharger(s). Gas flow is controlled by a throttle valve, which is electronically operated by the special control system according to the required engine output and speed. In order to avoid knocking of the engine, a knocking detector/controller is installed, thus enabling engine operation at the most efficient gas/diesel ratio.[10]

  • Suitable for all high-speed engines, 1200–1800 RPM
  • The system converts industrial diesel engine to bi-fuel operation by substitution of 50–80% natural gas for diesel.
  • Gas and air are blended after the air filter and before the turbocharger by a central mixer.

Conversion features and benefits

تشمل مزايا التحول إلى المركبات ثنائية الوقود توفير تكاليف التشغيل، وتعديلات طفيفة أو معدومة على محرك المركبة الحالية، وعدم انخفاض القدرة الناتجة. كما تشمل المزايا الأخرى خفض الانبعاثات (بسبب اختلاف نسبة ذرات الكربون إلى الهيدروجين) ومرونة استخدام أنواع الوقود المختلفة.

أنواع الغازات المستخدمة

الطريقة المُفضلة لتحويل مولدات الديزل إلى مولدات ثنائية الوقود هي استخدام الغاز الطبيعي عبر الأنابيب، وذلك نظرًا لحجم الغاز المطلوب بناءً على دورة تشغيل المحرك. [ 11 ] يُعد استخدام الغاز الطبيعي المضغوط (CNG) أو الغاز الطبيعي المسال (LNG) أقل شيوعًا في عمليات التشغيل ثنائية الوقود، نظرًا لصعوبة لوجستيات توريد الوقود، وتواتر التوريد، وكمية الوقود اللازمة لاستمرار التشغيل. يُفضل استخدام الغاز الطبيعي في تحويل مجموعات المولدات ، لأن المحرك لا يفقد طاقة الخرج. [ 12 ]

في السنوات الأخيرة، ازداد استخدام الغاز الحيوي . [ 13 ] يجب معرفة تركيب الغاز الحيوي وقيمته الحرارية لتقييم مدى ملاءمة نوع معين منه. قد تُشكل القيمة الحرارية مشكلة، إذ يُستخرج الغاز الحيوي من مصادر مختلفة، وغالبًا ما تكون قيمته الحرارية منخفضة. تخيل أنك تحتاج إلى حقن كمية كافية من الغاز في الأسطوانة لتعويض زيت الديزل (أو بالأحرى، تعويض الطاقة التي يوفرها زيت الديزل). إذا كانت القيمة الحرارية (الطاقة) للغاز الحيوي منخفضة جدًا، فستحتاج إلى حقن كمية كبيرة جدًا منه في الأسطوانة، وهو أمر قد يكون مستحيلاً من الناحية التقنية. إضافةً إلى ذلك، يجب أن يميل تركيب الغاز الحيوي إلى الغازات القابلة للاشتعال، وأن يُرشح قدر الإمكان من المركبات غير القابلة للاحتراق، مثل ثاني أكسيد الكربون.

يُعدّ الغاز المصاحب آخر أنواع الغازات الشائعة الاستخدام في تحويل مولدات الطاقة إلى نظام ثنائي الوقود. وهو غاز طبيعي يوجد مصاحباً للنفط، إما مذاباً فيه أو كطبقة من الغاز الحر فوقه. وهذا يعني أن جودته تكاد تكون مماثلة لجودة الغاز الطبيعي المضغوط (CNG) أو الغاز الطبيعي المسال (LNG). [ 14 ]

نسبة الديزل إلى البنزين

يعتمد ذلك على الحالة الفنية للمحرك، وخاصة نظام الحقن. تبلغ النسبة النموذجية للديزل إلى الغاز 40:60 للمحركات عالية السرعة. إذا كان خرج تشغيل المحرك ثابتًا ويتراوح بين 70 و80% من الخرج الاسمي، فمن الممكن الوصول إلى نسبة تصل إلى 30:70. [ 15 ] أما إذا كان خرج التشغيل أقل (على سبيل المثال، نصف الخرج الاسمي) أو إذا كانت هناك تغيرات، فإن النسبة تكون حوالي 45:55 (يتم استخدام كمية أكبر من وقود الديزل). بالنسبة لعمليات التحويل منخفضة السرعة، من الممكن الوصول إلى نسبة ديزل إلى غاز منخفضة تصل إلى 10:90. عمومًا، لا يمكن ضمان نسبة ديزل إلى غاز دقيقة دون إجراء اختبار بعد التحويل.

المركبات

تتوفر أيضًا تحويلات ما بعد البيع للوقود الثنائي وحتى الثلاثي.

سيارات ركاب ثنائية الوقود من المصنع

شاحنات بيك أب ثنائية الوقود من المصنع

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ ديان ناسي. "مركبات الوقود المرن" . موتو بوينت. مؤرشف من الأصل في 23 يوليو 2008. تم الاسترجاع في 24 أغسطس 2008 .
  2. ↑ "مسرد المصطلحات" (ملف PDF) . مشروع سوق الوقود الحيوي. مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 15 سبتمبر 2012. تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 ديسمبر 2014 . راجع قسم المصطلحات للاطلاع على تعريف المركبة ثنائية الوقود
  3. ↑ دومينيك روتز وراينر يانسن (فبراير 2007). "دليل تكنولوجيا الوقود الحيوي" (ملف PDF) . WIP Renewable Energies. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 20 أغسطس 2008. تم الاطلاع عليه بتاريخ 1 سبتمبر 2008 .انظر التعريف في قسم المصطلحات والاختصارات
  4. ↑ "تعريف المصطلحات" . أساطيل خضراء مستدامة. مؤرشف من الأصل بتاريخ 21-07-2011 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 01-09-2008 .
  5. ↑ "مسرد المصطلحات" . سوق الوقود الحيوي. مؤرشف من الأصل في 11 ديسمبر 2008. تم الاطلاع عليه في 1 سبتمبر 2008 .انظر تعريف FFV
  6. ↑ مركز بيانات الوقود البديل والمركبات المتقدمة. "مركبات الغاز الطبيعي" . وزارة الطاقة الأمريكية. مؤرشف من الأصل في 1 سبتمبر 2008. تم الاطلاع عليه بتاريخ 1 سبتمبر 2008 .
  7. ↑ "مركز بيانات الوقود البديل: كيف تعمل مركبات الغاز الطبيعي ثنائية الوقود؟" . afdc.energy.gov .
  8. ↑ "التكنولوجيا - من الديزل إلى الوقود المزدوج" .
  9. ↑ كتيب إدارة خدمات حماية الأسرة والطفل
  10. ↑ مؤرشف في Ghostarchiveوآلة Wayback" مولد ديزل من شركة كاتربيلر يعمل بالوقود المزدوج بنسبة 70% من الميثان" . يوتيوب . 22 أكتوبر 2016.
  11. ↑ "محرك "كومينز NT-855 يعمل بنظام الوقود المزدوج"" .
  12. ↑ https://www.dualfuel.org .{{cite web}}: مفقود أو فارغ |title=( مساعدة )
  13. ↑ "الغاز الطبيعي المضغوط، والغاز الطبيعي المسال، والغاز الحيوي... - تحويل مولد الديزل إلى وقود مزدوج" .
  14. ↑ ""التكسير الهيدروليكي للمستقبل": هاليبرتون تقود جهود تنظيف حقول الحفر . هاف بوست . 27 مايو 2013.
  15. ↑ "HHP Insight" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 17-11-2020 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 07-02-2014 .
  16. ↑ "موقع فيات الإلكتروني" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 22-04-2008 .
  17. ↑ كريستين ليبيستو (27 أغسطس 2006). "فيات سيينا تترا باور: خيارك من أربعة أنواع من الوقود" . تري هاجر. مؤرشف من الأصل في 19 سبتمبر 2008. تم الاطلاع عليه في 24 أغسطس 2008 .
  18. ^ “نوفيل فيات سيينا 2008: بلا مجمع” (بالفرنسية). قلبي. 01/11/2007. مؤرشفة من الأصلي بتاريخ 2008-07-01 . تم الاسترجاع 2008-08-31 .
  19. ^ Agência AutoInforme (2006-06-19). "Siena Tetrafuel vai custar 41.9 مليون ريال برازيلي" (باللغة البرتغالية). ويب موتور. مؤرشف من الأصل في 10-12-2008 . تم الاسترجاع 2008-08-14 .وتجادل المقالة بأنه على الرغم من أن شركة فيات أطلقت عليها اسم "الوقود الرباعي"، إلا أنها في الواقع تعمل بثلاثة أنواع من الوقود: الغاز الطبيعي والإيثانول والبنزين.
  20. ↑ "لادا فيستا سي إن جي" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 17-10-2021 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 14-08-2018 .