اشاره

به مجموعه تجهيزاتي كه قابليت استفاده از گاز را به خودرو مي‌دهند، «كيت تبديل» گفته مي‌شود. كيت‌هاي تبديل، در مدل‌هايي متنوع توليد شده و بر اساس معيارهايي متفاوت، تقسيم‌بندي مي‌شوند. در ادامه، به تشريح اقسام كيت از نظر سير پيشرفت تكنولوژي آنها خواهيم پرداخت.

كيت نسل اول

الف - كيت نسل اول براي سيستم‌هاي كاربراتوري

در اين نسل، تمامي تجهيزات به‌كار رفته براي سوخت‌رساني، مكانيكي و بسيار ساده هستند. به اين ترتيب كه براي اختلاط هوا و گاز، از ونتوري كاربراتور استفاده مي‌شود. با توجه به اينكه در اين روش، كاربراتور دستخوش تغيير مي‌شود. استفاده از ميكسر در اين نسل، متداول‌تر و مفيدتر است. نسبت هوا به سوخت در اين سيستم‌ها با تنظيم اوليه در رگولاتور انجام مي‌شود و هيچ سيستم كنترلي مداربسته‌اي در آن وجود ندارد. در اين نسل، ميكسر براساس ميزان گاز ورودي و اندازه‌گيري پايين‌ترين فشار رگولاتور انتخاب مي‌شود. اين سيستم‌ها به دليل سادگي ساختار، از قيمت پاييني برخوردارند، اما نمي‌توانند پاسخگوي استانداردهاي جديد آلايندگي (EURO1 به بالا) باشند.

شكل 1: كيت نسل اول براي سيستم‌هاي كاربراتوري

1. شير مخزن

2 . شير قطع جريان سوخت

3 . كليد انتخاب نوع سوخت

4 . رگولاتور فشار

5 . شير كنترل جريان سوخت مصرفي در موتور

6 . ميكسر/ كاربراتور

7 . دريچه گاز

8 . شمع

9 . موتور

10 . دلكو

11 . پيش‌انداز زاويه جرقه1

12 . شير سلنوئيدي بنزين

ب - كيت نسل اول براي سيستم‌هاي انژكتوري

توجه داشته باشيد كه در اين مدل نيز كنترلي بر روي نسبت هوا به سوخت وجود ندارد بلكه گاز بر اثر خلاء منيفولد، به داخل ونتوري ميكسر كشيده مي‌شود. تنها تنظيمات اوليه رگولاتور، تعيين‌كننده ميزان سوخت مخلوط شده با هواست.

شكل 2: كيت نسل اول براي سيستم‌هاي انژكتوري

از آنجا كه اين چنين كيت‌هايي نمي‌توانند الزامات و نيازمندي‌هاي صنعت خودرو را براورده سازند، به تدريج جاي خود را به كيت‌هاي نسل دوم داده‌اند.

1 . شير مخزن

2 . شير قطع جريان سوخت

3 . كليد انتخاب نوع سوخت

4 . رگولاتور فشار

5 . شير كنترل جريان سوخت مصرفي در موتور

6 . ميكسر

7 . دريچه گاز

8 . شمع

9 . موتور

10 . انژكتور بنزين

11 . پيش‌انداز زاويه جرقه

12 . امولاتور2

13 . حسگر نسبت هوا به سوخت

كيت نسل دوم

تفاوت اساسي اين نسل با نسل قبلي، مجهز شدن آن به سيستم كنترلي مداربسته نسبت هوا به سوخت است. در اين سيستم، بازخورد لازم توسط حسگر اكسيژن تأمين مي‌شود. پردازش لازم براي تصحيح مقدار گاز ورودي به ميكسر، در ECU گاز صورت مي‌گيرد. اين تصحيحات، توسط يك موتور پله‌اي كه در مسير گاز ورودي به ميكسر قرار دارد، اعمال مي‌شود. با اين روش، مي‌توان نسبت هوا به سوخت را با دقت خوبي كنترل كرد.

شكل 3: كيت‌هاي نسل دوم

اين مسئله، زمينه‌اي مساعد براي استفاده از كاتاليست‌ها در خودروهاي مجهز به اين نسل از كيت‌ها، فراهم مي‌كند. بنابراين، سطح آلايندگي نسبت به نسل اول چشم‌گير است.

1 . شير مخزن

2 . شير قطع جريان سوخت

3 . كليد انتخاب نوع سوخت

4 . رگولاتور فشار

5 . موتور پله‌اي3

6 . ميكسر

7 . دريچه گاز

8 . موتور

9 . شمع

10 . انژكتور بنزين

11 . پيش‌انداز زاويه جرقه

12 . امولاتور

13 . حسگر نسبت هوا به سوخت

14 . مبدل كاتاليستي

كيت نسل سوم و چهارم

قابل توجه‌ترين پيشرفت در سيستم‌هاي نسل سوم نسبت به نسل قبل، استفاده از انژكتورهاي پاشش گاز به جاي ميكسر است. با اين تغيير، تمام تجهيزات سيستم سوخت‌رساني، قطعاتي الكترونيكي خواهند بود. اين امر به معناي دقت بيشتر و قابليت كنترل بهتر است. تفاوت كليدي سوخت‌رساني به وسيله انژكتور با ميكسر، منقطع بودن جريان سوخت در انژكتورها و پيوستگي آن در ميكسر است. اين امر، كنترل زمان پاشش سوخت و ميزان آن را در اختيار واحد كنترل‌كننده قرار مي‌دهد كه منجر به بالا رفتن دقت و كيفيت كنترل اين سيستم‌ها مي‌شود.

شكل 4

ويژگي بارز نسل چهارم نسبت به نسل سوم، استفاده از تكنولوژي سيستم پاشش سوخت نوبتي چندنقطه‌اي است. در اين سيستم، به‌جاي استفاده از پاشش گروهي در انژكتورها، هر انژكتور به‌طور جداگانه كنترل مي‌شود و زمان پاشش و ميزان آن در هر انژكتور توسط ECU گاز تعيين مي‌شود، لذا دقت كنترل نسبت هوا به سوخت در اين موتورها بسيار بالاست.

1 . شير مخزن

2 . شير قطع جريان سوخت

3 . كليد انتخاب نوع سوخت

4 . رگولاتور فشار

5 . انژكتور گاز

6 . انژكتور بنزين

7 . موتور

8 . شمع

9 . دريچه گاز

10 . امولاتور

11 . پيش‌انداز زاويه جرقه

12 . حسگر نسبت هوا به سوخت

13 . مبدل كاتاليستي

شرح قطعات

در اين قسمت، به‌طور مختصر يك سري از قطعات سيستم گاز‌سوز را معرفي مي‌كنيم.

شكل 5 : دياگرام كلي يك سيستم گازسوز

مخزن: گاز را به شكل گازي و فشرده در خود ذخيره مي‌كند. تاكنون 4 نوع مخزن توليد شده و در ساخت آنها شرايط ايمني خاصي رعايت مي‌شود.

براكت مخزن: از آنجا كه مخزن CNG وزن نسبتاً زيادي دارد، براي حفظ آن در جاي خود، از پايه و كمربندهاي مخزن استفاده مي‌شود. اين قطعات به‌گونه‌اي طراحي و نصب مي‌شوند كه مخزن، توانايي تحمل شتاب‌هاي 20g در جهت جلو و عقب، 8g به سمت دو طرف خودرو و g 5/4 به سمت بالا و پايين را داشته باشد بنابراين، نصب صحيح آن در جاي خود، از اهميتي خاص برخوردار است.

شير سر مخزن: اين قطعه، يك شير دستي سه طرفه است، كه يك طرف آن به مخزن، يك طرف به لوله پركن و طرف ديگر آن به لوله فشار قوي براي ارسال گاز به محفظه موتور متصل شده است. در سمت پركن، شيري يك‌طرفه بر روي آن نصب مي‌شود تا از خروج گاز از مخزن به سمت پركن جلوگيري كند.


وسيله اطمينان تخليه فشار (PRD)5:

از اين وسيله براي افزايش ايمني مخازن گاز و خودروي گازسوز استفاده مي‌شود. وظيفه وسيله اطمينان تخليه فشار، تخليه گاز درون مخزن در صورت افزايش فشار بيش از حد است. عملكرد اين وسيله، مستقيماً با ايمني مخازن ارتباط دارد، لذا لازم است تحت شرايط كاري خودرو، هيچگونه خرابي يا خللي در كار اين وسيله به وجود نيايد.

شير جلوگيري از جريان اضافي6: مكانيزم اين شير به نحوي است كه در صورت افزايش بيش از حد جريان عبوري از آن، مسير عبور گاز را مسدود مي‌كند. اين امر باعث مي‌شود تا در مواردي نظير تصادف و سوانح كه مسير لوله فشار قوي يا اتصالات آسيب مي‌بينند و گاز تحت فشار با شدت زيادي به محيط تخليه مي‌شود، اين عمل باعث جلوگيري از خروج بيش از حد گاز و انباشته شدن آن در اطراف خودرو و خطر آتش‌سوزي مي‌شود.

 

پركن با شير سوختگيري: اين قطعه براي تزريق سوخت به مخزن CNG به كار مي‌رود. اين قطعه ممكن است بر روي گلگير عقب و يا داخل محفظه موتور نصب شود. همچنين اين شير همانند شيري يك‌طرفه عمل كرده و از برگشت گاز به سمت خارج جلوگيري مي‌كند.

 

لوله فشار قوي: اين لوله، از جنس فولاد و با روكشي از لاستيك، براي جلوگيري از آسيب ديدن هنگام برخورد سنگريزه‌هاي جاده و... به كار مي‌رود. اين لوله، پس از خروج از صندوق عقب، از كنار لوله‌هاي ترمز رد شده و به محفظه موتور مي‌رسد. توجه داشته باشيد كه اين لوله در طول مسير، بايد يكپارچه باشد و نبايد اتصالي در آن به كار رود. قطر اين لوله‌ها معمولاً 6 ميلي‌متر است.

 

لوله‌هاي فشار ضعيف: از اين لوله‌ها براي انتقال گاز بعد از رگولاتور استفاده مي‌شود. به اين ترتيب كه اين لوله‌ها، گاز را از رگولاتور به ميكسر يا انژكتورهاي گاز انتقال مي‌دهند. جنس آنها معمولاً از كائوچوي مصنوعي است كه توسط شبكه‌هاي سيمي يا نخي، از اطراف تقويت شده و معمولاً به صورت چندلايه هستند.

  

شير دستي (سرويس): اين شير، يك شير سه‌طرفه است كه گاز فشار قوي وارد آن شده و از طريق يك خروجي به «گيج» نشان‌دهنده، مرتبط است. همچنين از خروجي ديگر، گاز را به سمت رگولاتور ارسال مي‌كند. از طريق اهرم آن مي‌توان مسير خروجي گاز از مخزن به رگولاتور را مسدود كرد. در سرويس‌هاي رگولاتور يا لوله‌هاي بين مخزن تا رگولاتور، مي‌توان از اين شير استفاده كرد.

رگولاتور فشار: اين قطعه، فشار گاز داخل مخزن را در دو مرحله براي استفاده در موتور كاهش مي‌دهد. در مرحله اول، به محض رسيدن فشار به حدود 10 بار، با حركت ديافراگم و اهرم‌هاي متصل به آن، سوپاپ ورودي بسته شده و در نتيجه از افزايش فشار جلوگيري مي‌شود. در مرحله بعد نيز اين عمل تكرار شده و در نهايت فشار خروجي به 2 بار (در سيستم انژكتوري) و كمتر از يك بار (در سيستم ميكسري) كاهش مي‌يابد.  

 

اين قطعه، داراي شيري سولنوئيدي است كه جريان گاز را هنگام خاموش بودن موتور و يا هنگام استفاده موتور از بنزين، قطع مي‌كند.

فيلتر: براي جلوگيري از ورود آلودگي‌ها و ناخالصي به ريل سوخت و انژكتورها، فيلتر سوخت بين رگولاتور و انژكتور به كار مي‌رود.  

اين فيلتر قادر است ذرات 80 ميكروني موجود در گاز را جذب كند.

ميكسر: از اين قطعه كه در نسل اول و دوم نيز كاربرد دارد، براي مخلوط كردن گاز و هوا استفاده مي‌شود. اساس كار آن، عبور هواي ورودي از داخل ميكسر و مكش گاز از سوراخ‌هاي اطراف آن بر اثر خلاء نسبي ايجاد شده است.  

ادوانسر (TAP)7: با توجه به اينكه ماهيت سوخت CNG به‌گونه‌اي است كه نسبت به بنزين احتراق كندتري دارد، در خودروهاي دوگانه‌سوز در حالتي كه راننده سوخت گاز را انتخاب مي‌كند، بايد سيستم جرقه، ادوانس شود. به اين منظور، از قطعه‌اي الكترونيكي استفاده مي‌شود كه آدوانسر ناميده مي‌شود. اين قطعه، ‌مي‌تواند يا به صورت مجزا در كيت گاز وجود داشته باشد و يا در داخل ECU كار گذاشته شود. اين قطعه، فرمان خود را از حسگر دور موتور دريافت مي‌كند.

 

امولاتور: هنگام استفاده خودرو از سوخت گاز، انژكتورهاي بنزين بايد از مدار خارج شوند تا سوخت بنزين به داخل موتور تزريق نشود. اين وظيفه را امولاتور كه قطعه‌اي الكترونيكي است، بر عهده دارد. در برخي سيستم‌هاي كنترلي، امولاتور در داخل ECU قرار داده مي‌شود.

 

كليد انتخاب سوخت: كليد تبديل به كار رفته در سيستم‌هاي گازسوز، در حالت كلي وظايف زير را بر عهده دارند:

m تبديل حالت سوخت بنزين به گاز و بالعكس

m نمايش مقدار گاز موجود در مخزن گاز

m Buzzer اعلام ايراد هنگام تبديل سوخت بنزين به گاز

حسگر فشار - خلاء: اين حسگر داراي دو شيلنگ ورودي فشار از ريل سوخت گاز و خلاء از چهار راهي خلاء است. وظيفه آن، مقايسه فشار گاز داخل ريل سوخت گاز با فشار داخل منيفولد و ارسال اطلاعات به ECU گاز است.

 

موتور پله‌اي: در كيت‌هاي گازسوز نسل دوم، براي كنترل جريان ورودي به موتور، از موتور پله‌اي يا استوپرموتور استفاده مي‌شود. موتور پله‌اي، نوعي موتور الكتريكي است كه بر حسب سيگنال دريافتي از ECU گاز، حركت كرده و به ميزان لازم شير موجود در مسير سوخت CNG را باز مي‌كند. از آنجا كه اين موتور مي‌تواند شير را بين صفر (حالت كاملاً بسته) تا حدود 160 واحد (حالت كاملاً باز) تغيير دهد، به آن موتور پله‌اي مي‌گويند.

 

ريل سوخت (پخش‌كننده): در اين سيستم، انژكتورها درون ريل سوخت قرار دارند و در صورت معيوب بودن (ريل و يا هر يك از انژكتورها) بايد به صورت يكپارچه تعويض شوند. اين قطعه، توسط ECU سيستم گاز كنترل مي‌شود و بسته به شرايط، مقدار صحيح و مناسب سوخت را تنظيم و در اختيار موتور قرار مي‌دهد. ضمناً حسگر دماي گاز نيز درون اين قطعه قرار گرفته است. بايد دقت كرد كه تمامي شيلنگ‌هاي خروجي از ريل انژكتور كه به نازل‌ها متصل مي‌شوند، يكسان باشند. اين طرح، اكثراً در نسل سوم كاربرد دارد.

 

نازل‌ها: نازل‌ها، لوله‌هايي فلزي با قطر داخلي مشخص هستند كه بر روي منيفولد هوا نصب مي‌شوند. وظيفه آنها انتقال گاز از ريل سوخت گاز به نزديكي سوپاپ ورودي هر سيلندر است.

 

انژكتور گاز: انژكتور گاز يكي از عملگرهاي سيستم است كه وظيفه پاشش گاز به ميزان لازم به درون هواي ورودي به سيلندرهاي موتور را بر عهده دارد. اين انژكتورها، به كمك جريان الكتريكي كار كرده و فرمان خود را در قالب يك سيگنال از ECU دريافت مي‌كنند. در نسل چهار، براي هر سيلندر از يك انژكتور استفاده مي‌شود كه به صورت نوبتي، گاز را پشت سوپاپ گاز پاشش مي‌كنند.

 

ECU سيستم گاز: ECU، سيگنال‌هايي را از حسگر‌هاي مختلف دريافت كرده و بر اساس اطلاعات دريافتي از آنها، مقدار گاز و شرايط مناسب (استوكيومتري) را براي عملكرد و مصرف مناسب سوخت تعيين مي‌كند.  

حسگر اكسيژن: اين حسگر، اكسيژن موجود در اگزوز را به‌طور پيوسته اندازه گرفته و به ECU اطلاع مي‌دهد. ECU با توجه به اين اطلاعات، مقدار پاشش سوخت را تنظيم مي‌كند.

 در اين حالت، بايد توجه داشت كه در نسلي همچون نسل دوم كه از يك ECU بنزين هم براي حالت بنزين‌سوز و هم براي حالت گازسوز استفاده مي‌شود، براي حالت گازسوز نياز به يك شبيه‌ساز است تا اطلاعات ارسالي از حسگر اكسيژن به ECU شبيه‌سازي شده و به اين ترتيب، عملكرد موتور تحت‌تأثير قرار نگيرد.

 

پانوشت‌ها

1. Spark Advancer

2 . Emulator

3 . Stepper Motor

4 . Catalytic Converter

5 . Pressure Regulation Device

6 . Excessive Flow

7 . Timing Advance Processor

منابع

1 . راهنماي تعميرات و عيب‌يابي 206 صندوقدار دوگانه‌سوز: سازمان فروش و خدمات پس از فروش ايران خودرو (ايساكو)

2 . معرفي و عيب‌يابي خودروهاي دوگانه سوز: سازمان فروش و خدمات پس از فروش ايران‌خودرو

3 . راهنماي تعميرات خودروهاي دوگانه‌سوز CNG: سازمان فروش و خدمات پس از فروش ايران‌خودرو

4 . راهنماي آشنايي با سيستم‌هاي دوگانه‌سوز محصولات روآ، آردي و باردو: سازمان فروش و خدمات پس از فروش ايران خودرو (ايساكو)

5 . معرفي و عيب‌يابي انواع كيت‌هاي خودروهاي دوگانه‌سوز پژو 405: سازمان فروش و خدمات پس از فروش ايران خودرو (ايساكو)