การใช้ก๊าซธรรมชาติในยานยนต์ ( NGV) โดย นายกฤษณะพันธุ์ พลายบัว แผนกวิชาช่างยนต์ วิทยาลัยเทคนิคราชบุรี

NGV คืออะไร NGV มาจากคำว่า Natural Gas for Vehicles

เทคโนโลยีที่มีในปัจจุบัน เครื่องยนต์ NGV Dedicated Natural Gas Engine Diesel Dual Fuel ( DDF ) Engine Gasoline Bi–fuel Engine สถานีเติมก๊าซธรรมชาติ NGV เติมเร็ว ( 5 นาที ) เติมช้า ( 2-8 ชั่วโมง )

สถานีเติมก๊าซแบบเติมเร็ว มีต้นทุนการก่อสร้างสูง ไม่สามารถเติมก๊าซได้เต็มความจุของถังก๊าซ เนื่องจาก ทำให้เกิดอุณหภูมิสูงในขณะเติม แต่สถานีทั่วไปจำเป็นต้องเป็นแบบเติมเร็ว ระยะเวลาการเติมขึ้นอยู่กับความต้านทานการไหล ของระบบท่อในรถ

สถานีเติมก๊าซแบบเติมช้า เหมาะกับการเติมก๊าซแก่รถที่จอดพักอยู่กับที่ที่แน่นอนเป็นเวลานาน เช่น รถประจำทาง ขสมก. สามารถเติมก๊าซได้เต็มความจุของถังเนื่องจากอุณหภูมิก๊าซไม่สูง มีต้นทุนการก่อสร้างและการใช้งานต่ำ ระยะเวลาในการเติมขึ้นอยู่กับขนาดของเครื่องอัดก๊าซ ความจุของถังก๊าซในรถ และ ความต้านทานการไหลของระบบท่อ

รูปแบบของสถานีเติมก๊าซแม่ 6 รถเทรเล่อร์ขน NGV 1 ท่อก๊าซ 2 เครื่องอัดก๊าซ ความจุ 4000 NCM (i)อัดด้วยความดัน 250 บาร์ (ii) ขีดความสามารถ 500 ลบม. / ชั่วโมง NGV 5 รถ NGV 4 ตู้จ่ายก๊าซ 3 ถังเก็บจ่ายก๊าซ

รูปแบบของสถานีเติมก๊าซลูก <1500 psig PRS 3600 - 1 รถเทรเล่อร์ ขน NGV 1500 psig 2 3 เครื่องอัดก๊าซ เครื่องลดความดันก๊าซ . NGV 6 รถ NGV 5 ตู้จ่ายก๊าซ 4 ถังเก็บจ่ายก๊าซ

สถานีเติมก๊าซแบบธรรมดา NGV 1 ท่อก๊าซ 2 เครื่องอัดก๊าซ 3 ถังเก็บจ่าย ก๊าซ 4 ตู้จ่ายก๊าซ 5 รถ NGV

ถังบรรจุก๊าซในรถยนต์

Dedicated Natural Gas Engine เป็นเครื่องยนต์จุดระเบิดด้วยหัวเทียน อัตราส่วนอัด 10 -13 Lean burn หรือ stochiometric อัตราการใช้เชื้อเพลิงสูงกว่าเครื่องยนต์ดีเซล 25-40 % มีเครื่องยนต์ประเภทนี้ผลิตจำหน่ายแล้ว มีมลพิษจากไอเสียต่ำกว่าเครื่องยนต์ที่ใช้เชื้อเพลิงอื่น

Diesel Dual Fuel Engine เป็นเครื่องยนต์ที่จุดระเบิดด้วยการอัด เครื่องยนต์ประเภทนี้ใช้ก๊าซธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิงหลักโดยมีน้ำมันดีเซล เป็นตัวเริ่มจุดระเบิด มีการใช้งานมาแล้วกว่า 50 ปี สามารถลดควันดำจากเครื่องยนต์เมื่อใช้น้ำมันดีเซลเกือบหมด อัตราการใช้เชื้อเพลิงสูงกว่าเมื่อใช้น้ำมันดีเซลอย่างเดียว 5-15 % มีข้อเสีย คือ เกิดไฮโดรคาร์บอนสูง มีผลกระทบสูงจากคุณภาพก๊าซธรรมชาติ Diesel Dual Fuel Engine

Gasoline Bi-fuel Engine เป็นเครื่องยนต์จุดระเบิดด้วยหัวเทียน ปรับเปลี่ยนจากเครื่องยนต์ที่ใช้เบนซิน ไม่สามารถจูนให้ดีที่สุดสำหรับ NGV ได้ มีผลดีในเชิงเศรษฐศาสตร์เนื่องจาก NGV มีราคาถูก เมื่อใช้ NGV เครื่องยนต์จะมีกำลังต่ำลงกว่าเมื่อใช้น้ำมันเบนซิน ประมาณ 20% อัตราการใช้เชื้อเพลิงเทียบได้กับเมื่อใช้น้ำมันเบนซินอย่างเดียว

ชุดอุปกรณ์ก๊าซ NGV

European emission standards for HD vehicles (g/kwh)

Enhanced Environmentally Friendly Vehicles (EEV) (g/kWh)

Comparison of gas engine characteristics

สิ่งที่ต้องพิจารณาเกี่ยวกับการใช้ NGV ประสิทธิภาพ อัตราส่วนอัด การน็อค

ความเกี่ยวพันระหว่างประสิทธภาพกับอัตราส่วนอัด ตามทฤษฎี ประสิทธิภาพ = 1 – 1/(อัตราส่วนอัด)K-1 K = 1.4

สาเหตุของการน็อค การชิงจุดระเบิด การจุดระเบิดซ้อน

ตัวแปรในการเกิดการน็อค ความต้านทานการน็อคของเชื้อเพลิง - Octane number ( 130 สำหรับ NGV) - Methane number ( ~ 90 สำหรับ NGV ) Mean Effective Pressure (MEP)

การปรับเปลี่ยนเครื่องยนต์ NGV มีระบบควบคุมอัตราส่วนผสมอากาศกับเชื้อเพลิง ติดตั้งระบบจ่าย NGV ติดตั้งเครื่องลดความดันก๊าซ ติดตั้งถังบรรจุก๊าซ มีท่อนำก๊าซความดันสูงและความดันต่ำสู่เครื่องยนต์ มีอุปกรณ์นิรภัยตามกฏกระทรวงฯ

การทำงานของระบบก๊าซธรรมชาติ(NGV) ถังบรรจุก๊าซ วาล์วตัดก๊าซ ตัวลดแรงดัน (หม้อต้ม) วาล์วควบคุมปริมาณก๊าซ ตัวผสมก๊าซ กับอากาศ ท่อร่วมไอดี การทำงานของระบบก๊าซธรรมชาติ(NGV)

การบำรุงรักษา ทำการตรวจการรั่วไหลของก๊าซอย่างสม่ำเสมอ หมั่นตรวจตราสภาพของหัวเทียน ทำการตรวจวัดมลพิษในไอเสีย และ ปรับเครื่องยนต์ ติดตามข้อมูลข่าวสารเกี่ยวกับคุณภาพของก๊าซธรรมชาติ หมั่นตรวจดูของเหลวที่ตกค้างในระบบก๊าซ ทำการทดสอบถังบรรจุก๊าซทุก 5 ปี

การเปรียบเทียบสมรรถนะ Mean effective pressure (Workdone per unit piston displacement) Driveability - Starting torque - Peak power - Smoothness of operation - Noise

การเปรียบเทียบเชิงเศรษฐศาสตร์กับเครื่องยนต์ดีเซล

ความคุ้มของการใช้ NGV สามารถลดมลสารอนุภาคในไอเสียได้เป็นอย่างดี Nox สามารถกำจัดได้โดยการใช้อุปกรณ์เพิ่มเติม เครื่องยนต์ NGV จะมีมลพิษในไอเสียต่ำ ซึ่งเป็นไปตามข้อกำหนด ในอนาคตได้ในราคาต่ำกว่าเครื่องยนต์ดีเซล เป็นเชื้อเพลิงที่มีในประเทศ จึงเป็นการประหยัดเงินตราต่างประเทศ มีเทคโนโลยีที่ใช้ได้อยู่แล้วถึงแม้ว่าจะต้องมีการปรับแก้ให้เหมาะสมบ้าง NGV เป็นเชื้อเพลิงที่มีความปลอดภัยสูง

สรุป NGV มีทั้งข้อดี และ ข้อเสีย เครื่องยนต์ที่ใช้ในประเทศไทยจำเป็นต้องมีการปรับเปลี่ยน ให้เหมาะกับคุณภาพก๊าซของเรา คุณภาพก๊าซเป็นตัวกำหนดรูปแบบของเครื่องยนต์