به گزارش «اخبار خودرو» ، این روزها یکی از مهم‌ترین مباحث رایج در جلسات اداری تا گفت‌وگوهای مردم در تاکسی و اتوبوس و کوچه و بازار، نرخ بنزین و گازوئیل است. پس از افزایش قیمت بنزین بود که دولت از طرح  گازسوز کردن خودروها رونمایی کرد. باافزایش قیمت بنزین این سوال نیز مطرح شد که آیا می‌توان خودروهای بنزینی را گازوئیل‌سوز کرد؟ 

خودروسازهای مشهور داخلی این موضوع را دستمایه سخنرانی‌های خود قرارداده و اعلام کردند درصورت صدور مجوزهای لازم،‌ آمادگی تولید خودروهای سواری گازوئیل‌سوز درکشور وجود دارد. اما طراحی موتورهای گازوئیل‌سوز به‌همین سادگی نیست و اگر طراحی آن مناسب نباشد، منجر به‌مخاطرات زیست‌محیطی بسیاری می‌شود.  آنالیز خروجی اگزوز خودروهای دیزلی حاوی ذرات خطرناک مختلفی از قبیل اکسید نیتروژن (NOx)، گوگرد و ذرات دوده است. طی بررسی‌های صورت‌گرفته میزان متوسط آلایندگی خودروهای دیزلی نسبت به‌خودروهای بنزین‌سوز بیش از 40 برابر است.

درخودروهای بنزین‌سوز سیستم جرقه‌زنی، نقطه شروع فعالیت سیستم موتورهای احتراق‌داخلی است؛ اما درموتورهای دیزلی، احتراق می‌تواند بدون سیستم جرقه‌زنی انجام شود. دراین نوع موتورها درمرحله نخست، سوخت دیزل با فشار 200 مگاپاسکال به‌داخل سیلندر اسپری می‌شود.

این فشار تقریبا نصف فشار دستگاه‌های برش آبی است.  این فشار باعث می‌شود ذرات سوخت به‌اندازه بسیار ریز (به‌اندازه باکتری) تقسیم شده و با سرعت 600 متر برثانیه (تقریبا معادل سرعت هواپیماهای فراصوت کنکورد) با هوای مورد نیاز برای احتراق ترکیب شده و بلافاصله پس از بسته شدن ورودی‌ها و خروجی‌ها، باافزایش فشار داخل محفظه احتراق و دمای آن، خوداحتراقی رخ داده و سوخت گازوئیل بدون وجود سیستم جرقه‌زنی احتراق یافته و فشار لازم برای به‌حرکت درآوردن پیستون تولید شود.

این فرآیند باعث افزایش قدرت ناشی از احتراق موتور شده، اما درعین حال میزان بیشتری از اکسیدهای نیتروژن را تولـــید می‌کند. درموتورهای دیزلی معمولی و رایج این فرآیند با استفاده از روش رقیق‌سازی کنترل شده تا میزان تولید موادسمی مـــذکور کاهش یابد. با استفاده از این تکنیک خروجی گازهای ناشی از احتراق به‌جای خارج شدن از طریق اگزوز، مجددا به‌چرخه احتراق بازمی‌گردد.

این تکنیک سبب کاهش دما و غلظت اکسیژن موجود درمخلوط سوخت و هوا شده و باعث کاهش تولید مواد سمی اکسید نیتروژن می‌شود. اما دراین حالت میزان راندمان موتورها کاهش یافته و تمام سوخت شارژشده به‌داخل محفظه احتراق، مصرف نشده و به‌بیرون رانده می‌شود.  

در این چرخه آنچه باقی می‌ماند، میزان ذرات ناشی از سوختن محدود یا همان دوده است. این فرآیند مهندسی منجر به‌یک دو راهی تولید دوده یا مواد سمی (NOx) می‌شود. طراحی نقطه بهینه در این چرخه به‌عنوان مهم‌ترین بخش در بهبود چرخه احتراق موتورهای دیزلی است.

نسل جدید دیزل‌ ها با آلودگی کم‌ تر

دراین دوراهی مهندسین باید نقطه‌ای را طراحی کنند که درعین مصرف تمام سوخت پاشش‌شده درمحفظه احتراق (جلوگیری از تولید دوده) دمای احتراق را نیز پایین‌تر نگه دارد تا میزان تولید مواد سمی NOx کمتر شود. محققان دریافته‌اند که در این مسیر اختلاط کامل سوخت و هوا قبل از احتراق کلید حل این مساله است.

نکته مهم درساخت این موتورها، طراحی فرآیندی است که اختلاط کامل سوخت و هوا قبل از احتراق به‌صورت کامل صورت پذیرد. پیشنهادی که برای تجهیز این نوع فرآیند داده شده، استفاده از قانون فیزیک اثر ونتوری است.

 اثر ونتوری یعنی اثر کاهش فشار درسیالی که از یک قسمت باریک عبور می‌کند. می‌دانیم که با افزایش سرعت عبور سوخت درلوله  ورودی به‌محفظه احتراق شاهد کاهش فشار هستیم. این کاهش فشار سبب تمایل بیشتر ورود مخلوط هوا به‌داخل این محفظه احتراق و درنتیجه بهبود اختلاط می‌شود. 

با لحاظ کردن این طراحی درهنگام ساخت خودروهای دیزلی، میزان احتراق کامل شده و نقطه بهینه برای تعیین دما و تولید مواد سمی NOx و تولید دوده را  می‌توان تعیین کرد. دراین حالت نیازی به‌استفاده از فیلترهای دوده که توسط خودروسازان داخلی محل مناقشه است نبوده و آلودگی کمتر و راندمان بیشتری را شاهد هستیم. 

دیزل‌ های جدید و روغن‌ موتورهایی با عمر طولانی‌ تر

همان‌طور که درمقالات قبل اشاره شد، میزان مواد باقی‌مانده ناشی از احتراق درمحفظه احتراق، دمای احتراق و کیفیت سوخت از موارد تاثیرگذار بر عمر روغن‌موتور است. حال درصورت استفاده از این سیستم درطراحی خودروهای دیزلی و احتراق کامل، مواد ناشی از احتراق کم‌تری تولید شده، دمای احتراق کم‌تری را شاهد هستیم و فرآیند اکسیداسیون دیرتر رخ می دهد.

بنابراین نیاز به‌طراحی روغن‌های موتور با میزان TBN بالا کاهش می‌یابد. در این حالت عمر روغن‌موتور افزایش یافته و شاهد هزینه کم‌تر برای تعویض روغن و کیلومترکارکرد بالاتر خواهیم بود.

اگر بتوان به‌روش‌های مختلف سوخت پاک‌تر را استفاده کرده و نیز بتوان احتراق کامل‌تری را صورت داد، علاوه‌بر کاهش آلودگی خودروهای دیزلی، نیازی به‌تعویض زودتر روغن‌های موتور نخواهد بود. 

این نمونه‌ای از تاثیر طراحی برفرمولاسیون روغن است. هرزمان استانداردهای طراحی دردنیا دچار تحولات اساسی شود، روغن‌های موتوری نیز نیازمند طراحی مجدد فرمولاسیون خواهند بود.

هر موتوری قابلیت دیزلی شدن ندارد 

در خودروهای گازسوز به‌دلیل تفاوت نقطه بهینه برای جرقه‌زنی، لازم است هنگام طراحی موتور این نکته مورد توجه قرارگیرد. اگر تغییر سوخت خودرو بدون درنظر گرفتن نقطه بهینه مد نظر قرار گیرد، به‌دلیل عدم‌احتراق کامل مشکلات بعدی برای خودرو شما رخ خواهد داد.

بنابراین توصیه می‌شود بدون انجام تغییرات لازم درخودرو، از تغییر سوخت خودرو خودداری شود. این تغییرات درخودروهای قدیمی از طریق تغییر درقطعات و فواصل چرخ دریچه‌های ورود و خروج در سیلندر و ... رخ داده و درخودروهای جدیدتر از طریق تغییر دربرنامه کامپیوتر یا همان ECU انجام می‌شود.

درهر حال توصیه می‌شود اگر تمایل به‌استفاده از خودروهای گازسوز یا دیزلی دارید، مدلی را انتخاب کنید که توسط خودروساز براساس همان سوخت طراحی شده باشد. چرا که تغییر سوخت از بنزین به‌گازوئیل یا گاز CNG، صرفا یک تغییر ساده نیست و نیازمند تغییرات مختلف و ساختاری است.