سوخت چیست؟ در سادهترین تعریف، سوخت مادهای است که با واکنشهای شیمیایی، انرژی گرمایی و حرکتی تولید میکند. در صنعت خودرو، شناخت انواع سوخت نه تنها برای کاهش هزینههای نگهداری، بلکه برای سلامت پیشرانه نیز حیاتی است. این منابع انرژی معمولاً در سه دسته جامد، مایع و گاز قرار میگیرند که در خودروهای امروزی، عمدتاً از سوختهای مایع (بنزین و گازوئیل) و سوختهای گازی (CNG و LPG) استفاده میشود.
در این مقاله، ضمن پاسخ به سوالات ، به بررسی تخصصی انواع سوخت خودرو در ایران و جهان میپردازیم. از تحلیل عملکرد موتورهای احتراق داخلی گرفته تا سوختهای نوین که با هدف افزایش راندمان پیشرانه و کاهش آلایندگی طراحی شدهاند. اگر به دنبال درک عمیق از رابطه میان کیفیت سوخت، استهلاک موتور و حفظ محیطزیست هستید، این راهنما تمام آنچه نیاز دارید را در اختیارتان میگذارد.
انواع سوخت خودرو چیست؟ (از سوختهای فسیلی تا سوختهای جایگزین)
سوختها قلب تپنده صنعت حملونقل هستند. در خودروها، انتخاب نوع سوخت نه تنها بر عملکرد موتور، بلکه بر محیطزیست و هزینههای نگهداری نیز تأثیر مستقیم دارد. همانطور که در شکل ۱ مشاهده میکنید، تنوع سوختها در خودروهای امروزی بسیار گستردهتر از گذشته شده است:
آنچه در این مقاله خواهید خواند...
شکل 1 – انواع سوخت خودرو
سوختهای اصلی (بنزین و گازوییل)
همانطور که در شکل 1 ملاحظه میشود استفاده از بنزین و گازوییل نسبت به سایر سوختها در خودروها بیشتر استفاده میشود به همین دلیل در برخی کتب و مقالات این دو سوخت را سوختهای اصلی و سایر سوختها را سوختهای جایگزین در خودرو معرفی میکنند. شکل 2 مقایسه کاربری انواع اصلی سوخت خودرو در اتحادیه اروپا را نشان میدهد.
سمت راست: بنزین سمت چپ: گازوییل
شکل 2- درصد خودروهای سواری که با سوختهای اصلی کار میکنند (اتحادیه اروپا 2020)
-
خودروهای سبک: بر اساس آمار، بخش بزرگی از ناوگان سواری در اتحادیه اروپا همچنان به بنزین و گازوییل متکی است (شکل ۲).
-
خودروهای سنگین: در ناوگان حملونقل عمومی (مانند اتوبوسها و کامیونها)، گازوییل به دلیل گشتاور بالا و بازدهی حرارتی مناسب، سوخت بیرقیب محسوب میشود (شکل ۳).
شکل 3- درصد استفاده از سوخت گازوییل در خودروهای سنگین( اتحادیه اروپا 2020)
زمانبندی جهانی عرضه بنزین بدون سرب
شکل 7- محدودیت استفاده از بنزین بدون سرب بر اساس سال و کشور
برخی جایگاههای سوخت این موضوع را روی پمپهای سوخت درج میکنند. (شکل 8)
شکل 8- درج عبارت بدون سرب روی پمپ سوخت
بررسی انواع سوختهای رایج خودرو در ایران و جهان
در ایران بیشتر جایگاههای سوخت خودرو بنزین معمولی عرضه میکنند. البته در برخی جایگاهها میتوان بنزین سوپر نیز دریافت کرد. برخلاف بسیاری از کشورها مقدار درجه اکتان بنزین چه نوع معمولی و چه سوپر روی پمپ درج نمیشود. شکل 9 نمونه ای از پمپ بنزین در ایران را نشان میدهد.
شکل 9- نمونه ای جایگاه عرضه سوخت خودرو در ایران
گازوئیل (نفتگاز)؛ سوخت خودروهای دیزلی و سنگین
گازوئیل یکی از انواع سوختهای فسیلی و مایع است که عمدتاً در خودروهای سنگین و صنعتی استفاده میشود.که یکی از متداولترین ترین سوخت های خودرو است که از بنزین ارزانتر بوده و در موتورهای داخلی با سیکل فشار ثابت یا دیزل مورد استفاده قرار میگیرد. برای سوختن کامل گازوئیل باید یک گرم از آن را با 24.5 گرم اکسیژن ترکیب کرد. شکل 10 این رابطه را نشان میدهد.
فرآیند احتراق کامل گازوئیل:
C16H34 + (49/2)O2 → 16CO2 + 17H2O + انرژی گرمایی
C16H34 + (49/2)O2 → 16CO2 + 17H2O + انرژی گرمایی
شکل 10- واکنش شیمایی احتراق کامل گازوییل
برای گازوئیل نیز عدد ستان تعریف میشود و عدد ستان به منظور کاهش تاثیراحتراق از زمان پاشش سوخت تا شروع احتراق تعریف میشود .
مهمترین آلایندگی ناشی از احتراق گازوئیل کربن ( c) و اکسیدهای ازت (Nox ) میباشد. لازم به ذکر است که Nox در دماهای بالا بیشتر تولید میشود.
معمولاً جایگاههای سوخت گازوییل تنوع جایگاههای سوخت بنزین را ندارند. عموماً این جایگاهها دارای یک نازل (پمپ) برای گازوییل است.
شکل 11- نازل گازوییل
سوختهای جایگزین: LPG و CNG
گاز مایع یا LPG، نوعی سوخت گازی است که از تقطیر نفت خام به دست میآید و به عنوان جایگزین بنزین در برخی خودروها کاربرد دارد.به دلیل هزینه زیاد تولید بنزین و گازوئیل گرایش به استفاده از سوختهای جایگزین زیاد میباشد . LPG یکی از انواع متداول و جایگزین سوخت خودرو در موتورهای احتراق داخلی با سیکل اتو میباشد.
این گاز عمدتاً از بوتان و پروپان تشکیل شده است وبه صورت مان تقطیری و به هنگام تولید و پالایش نفت خام و عملیات پتروشیمی تولید میشود. شکل 12 نمودار درصد خودروهای سواری موجود در اتحادیه اروپا که از سوخت LPG استفاده میکنند را نشان میدهد.
شکل 12- درصد خودروهای با سوخت LPG ( اتحادیه اروپا 2020)
این گاز با فشار ۲۰ بار به مایع تبدیل میشود .. در حالت مایع بودن دارای وزن مخصوص ۰/۵۱ نسبت به آب و درحالت گازی ۱/۵ تا ۲ برابر سنگینتر از هوا میباشد، از این رو چنانچه درهوا نشت کند، در سطح زمین تجمع کرده و باعث بروز حوادث ناشی از انفجار میگردد.
لازم به ذکر است که حجم یک لیتر LPG در صورت تبخیر 270 برابر میشود لذا نشتی آن بسیار خطرناک خواهد بود. یکی از موارد محدود کردن استفاده این سیستم همین مشکل بزرگ است. شکل 13 جایگاه سوخت LPG را نشان میدهد.
شکل 13 – جایگاه سوخت LPG
پس از گسترش سیستم CNG در ایران جایگاههای سوخت LPG یکی پس از دیگری رو به تعطیلی رفتند. امروزه به ندرت میتوان جایگاه استاندارد سوخت LPG را در شهرهای مختلف یافت.
گاز طبیعی فشرده (CNG)؛ رایجترین سوخت جایگزین در ایران
گاز طبیعی فشرده (CNG) از انواع سوختهای پاک و گازی محسوب میشود که به دلیل آلودگی کمتر، در خودروهای دوگانهسوز استفاده میگردد.این سوخت خودرو نیز سوخت جایگزینی به خصوص در کشورهایی که دارای منابع غنی گاز طبیعی هستند، میباشد. شکل 14 درصد خودروهای با سوخت CNG را نشان میدهد.
شکل 14- درصد خودروهای با سوخت CNG ( اتحادیه اروپا 2020)
با مقایسه نمودارهای 12 و 14 میتوان به این نتیجه رسید در بسیاری از کشورهای اتحادیه اروپا از خودروها CNG استقبال زیادی نشده است. شاید عدم دسترسی آسان به گاز طبیعی یکی از مهمترین دلیل عدم استفاده در این کشورها است. کشورهایی مثل ایران با توجه به دسترسی منابع گاز و از همه مهمتر شبکه گسترده لوله کشی گاز طبیعی، استفاده از این سوخت در خودروها را مقرون به صرفه کرده است. شکل 15 نمونه ای از جایگاه عرضه سوخت CNG را نشان میدهد.
شکل 15- جایگاه عرضه CNG در ایران
گاز طبیعی عمدتاً از متان (CH4) تشکیل شده است و به راحتی مایع نمیشود از این رو با فشار 200 بار آن را به صورت فشرده شده در مخازن ذخیره کرده و درخودروها مورد استفاده قرار میگیرد. به دلیل فشار زیاد این سوخت، مخازن فولادی حاوی این گاز باید دارای ضخامت زیادی باشند تا توان تحمل این فشار را داشته باشند، لذا به ازای هر لیتر سوختی که ذخیره میکنند، تقریباً یک کیلوگرم وزن دارند، مثلاً وزن مخزن صد لیتری، صد کیلوگرم میباشد. این گاز از هوا سبکتر بوده و درصورت نشت کردن درهوای محیط پخش شده و خطرانفجار آن کمتر از LPG میباشد .
جدول (۱) سوختهای مختلف را بایکدیگر مقایسه میکند
مقايسه انواع سوخت خودرو
| واحد | گاز طبیعی | گاز مایع | گازوئیل | بنزین | نام سوخت ها / توضیحات |
|---|---|---|---|---|---|
| Kg/m3 | 0/76 | G 2/01 | – | – | وزن مخصوص گاز در دمای 0 C° و فشار 1/013 اتمسفر |
| Kg/lit | – | L 0/53 | 0/83 | 0/74 | وزن مخصوص مایع در دمای 15 C° |
| – | 0/55 | 1/555 | – | – | وزن مخصوص نسبت به هوا (هوا=1) |
| Kj/kg | 50 | 46/3 | 42/5 | 42/7 | ارزش حرارتی |
| Kg/kg | 17/2 | 15/64 | 14/5 | 14/8 | مقدار هوای لازم برای احتراق در شرایط استوکیومتری |
| – | – | – | 49 | – | عدد ستان |
| – | 100 | 99 | – | 82 | عدد اکتان |
| C° | -162 | -42 | 95 تا 370 | 30 تا 190 | درجه حرارت جوشیدن |
| % | 5-15 | 2/3-9/5 propan |
– | – | حد پایین و بالای اشتعال (ترکیب با هوا) |
جدول 1- مقايسه انواع سوخت خودرو با یکدیگر
لازم به توضیح است که تمامی سوخت خودرو فوق از نوع سوخت های فسيلی بوده و خطر تمام شدن و محدودیت در استفاده از آنها میباشد و از طرفی هیچکدام از این سوختها را نمیتوان سوخت پاک نامید، چرا که همگی از ترکیبات هیدروژن و کربن بوده و در صورتی که به صورت مطلوب محترق نشوند آلودگی ایجاد میکنند، از اینرو همواره باید توجه نمود که در صورت استفاده از کنترلر مناسب جهت اختلاط صحیح سوخت و هوا، هرکدام از سوختهای فوق میتوانند آلودگی کمی تولید کنند. و در صورت استفاده از کنترلر سطح پایین همگی سوختهای فوق دارای آلودگی زیادی خواهند بود .
سوالات متداول درباره سوخت
سوخت چیست و چرا در خودرو به آن نیاز داریم؟
سوخت مادهای است که با سوختن در موتور، انرژی شیمیایی ذخیره شده در خود را به انرژی مکانیکی تبدیل کرده و باعث حرکت خودرو میشود.
تفاوت سوختهای اصلی و جایگزین چیست؟
بنزین و گازوئیل به دلیل سهم بالای مصرف جهانی و زیرساختهای گسترده، سوختهای اصلی محسوب میشوند؛ اما سوختهایی مانند CNG، LPG و انرژیهای الکتریکی به دلیل آلایندگی کمتر یا صرفه اقتصادی، «سوختهای جایگزین» نامیده میشوند.
چرا جایگاههای LPG در ایران کمتر از CNG هستند؟
به دلیل سیاستهای کلان کشور برای بهرهبرداری از شبکه گسترده گاز طبیعی (CNG) و همچنین خطرات ناشی از نشت LPG (که از هوا سنگینتر است و در سطح زمین تجمع میکند)، اولویت به جایگاههای CNG داده شده و جایگاههای LPG بهتدریج محدود شدهاند.
آیا بنزین سوپر کیفیت بهتری نسبت به بنزین معمولی دارد؟
بله، بنزین سوپر دارای درجه اکتان بالاتر است. اکتان بالاتر به معنای مقاومت بیشتر سوخت در برابر خودسوزی (ناک زدن) است که باعث بهبود عملکرد موتورهای مدرن و کاهش استهلاک پیشرانه میشود.
گازوئیل برای چه نوع خودروهایی مناسب است؟
گازوئیل به دلیل خاصیت خوداشتعالی و گشتاور بسیار بالای تولیدی، سوخت اختصاصی موتورهای دیزلی (سیکل فشار ثابت) است که در خودروهای سنگین مانند اتوبوسها و کامیونها استفاده میشود.
نویسنده: مهندس بهروز خطیبی
اشتراک در
0 نظرات
تازهترین
تازههای آموزشی
