Φυσικό Αέριο, το καύσιμο κίνησης της νέας εποχής Μετατροπή βενζινοκίνητων οχημάτων για κίνηση με Φυσικό Αέριο (Bi-Fuel)

Transcript

1 1 Φυσικό Αέριο, το καύσιμο κίνησης της νέας εποχής Μετατροπή βενζινοκίνητων οχημάτων για κίνηση με Φυσικό Αέριο (Bi-Fuel)

2 2 Φυσικό Αέριο ιστορική ανάδρομη Η κίνηση με αέρια καύσιμα για αυτοκίνητα δεν αποτελεί εφεύρεση των τελευταίων ετών. Ο πρώτος κινητήρας εσωτερικής καύσης εμφανίζεται το 1876 Ο Nikolaus August Otto τον κατοχύρωσε ως ευρεσιτεχνία και εξελίχθηκε στο εργοστάσιο κινητήρων αερίου Deutz AG. Στην πορεία εξέλιξης των κινητήρων οχημάτων, εκτός των υπολοίπων φιλοσοφιών κίνησης, διδόταν πάντα ιδιαίτερο ενδιαφέρον στην τεχνολογία αερίου - κυρίως σε δύσκολες περιόδους. Μέσα σε φιάλες γινόταν αποθήκευση αστικού αερίου ή ενός μείγματος Προπάνιου/Βουτάνιου στο αυτοκίνητο ή το ίδιο το αέριο παραγόταν από ξύλο ή Ανθρακίτη κατά τη διάρκεια της οδήγησης απευθείας μέσα σε γεννήτριες αερίου.

3 3 Φυσικό Αέριο ιστορική ανάδρομη Το 1930, οι ΗΠΑ ήταν η πρώτη χώρα που χρησιμοποιεί NGVs.

4 4 Φυσικό Αέριο ιστορική ανάδρομη Στη συνέχεια Οχήματα Φυσικού αερίου διαδόθηκαν και στην Ευρώπη. Κατά τη διάρκεια του παγκόσμιου πολέμου, το ενδιαφέρον για τη χρήση Φυσικού αερίου ανέκυψε στο αρχές της δεκαετίας του 1950.

5 5 Μετατροπή οχημάτων: Βενζίνη - Φυσικό Αέριο (Bi-Fuel) Ποια βενζινοκίνητα αυτοκίνητα μετατρέπονται σε οχήματα διπλού καυσίμου; Οχήματα συμβατικής τεχνολογίας (καρμπυρατέρ) Οχήματα κεντρικού ψεκασμού καυσίμου (μονός ψεκασμός) Οχήματα σειριακού ψεκασμού (πολλαπλός ψεκασμός) Οχήματα εμέσου ή άμεσου ψεκασμού καυσίμου Οχήματα βενζινοκίνητα -πετρελαιοκίνητα Οχήματα υβριδικά Οχήματα μικρής μεγάλης ιπποδύναμης Ποια είναι η μορφή ψεκασμού του CNG; Από αέρια κατάσταση σε αέριο ψεκασμό

6 6 Γιατί να μετατρέψω το αυτοκίνητο μου; Σημαντικά κριτήρια για την επιλογή είναι: Το κόστος μετατροπής και ο χρόνος απόσβεσης Τα έξοδα καυσίμου Οι μειωμένοι φόροι (όπου και εάν υπάρχουν) Η φιλικότητα προς το περιβάλλον (Περισσότερο οικολογικό σύστημα συγκριτικά µε τα βενζινοκίνητα - ή πετρελαιοκίνητα αυτοκίνητα) Τα πλεονεκτήματα του ίδιου του φυσικού αερίου σαν καύσιμο οχημάτων Τα τοπικά οικονομικά κίνητρα από τους προμηθευτές αερίου (πχ ΔΕΠΑ) Η άρση των τοπικών περιορισμών πρόσβασης σε συγκεκριμένες ζώνες κυκλοφορίας Το διαθέσιμο δίκτυο πρατηρίων

7 7 Tι πρέπει να προσέχω; Σημεία προσοχής πριν την εγκατάσταση: Το αυτοκίνητο θα πρέπει να βρίσκεται σε καλή μηχανική κατάσταση Να γίνει επιλογή κατάλληλου συστήματος μετατροπής Να γίνει μελέτη του χώρου εγκατάστασης των εξαρτημάτων

8 8 Τι πρέπει να προσέχω; Σημεία προσοχής κατά την διάρκεια της εγκατάστασης: Να χρησιμοποιούνται κατάλληλα πιστοποιημένα υλικά Να εφαρμόζονται οι κανόνες τεχνικής ασφάλειας και νομοθεσίας Οι εργασίες να γίνονται από εκπαιδευμένους και πιστοποιημένους τεχνίτες σε αδειοδοτημένο συνεργείο

9 9 Διάταξη και θέση βασικών εξαρτημάτων μετατροπής (Bi-Fuel) Εγκέφαλος CNG Στόμιο πλήρωσης Δεξαμενές CNG Μπεκ CNG Ρυθμιστής πίεσης καυσίμου

10 10 Εξαρτήματα μετατροπής οχημάτων (Bi-Fuel); Στόμιο πλήρωσης Βαλβίδα αντεπιστροφής Δεξαμενή/ές αερίου Βαλβίδα πολλαπλών λειτουργιών Φίλτρο υψηλής πίεσης αερίου Ρυθμιστής πίεσης Φίλτρο χαμηλής πίεσης αερίου Μπεκ φυσικού αερίου Σωληνώσεις - σύνδεσμοι Διακόπτης επιλογής Αισθητήρας πίεσης και θερμοκρασίας αερίου Όργανο ένδειξης πίεσης αερίου Ηλεκτρονική μονάδα ECU

11 11 Διάταξη εξαρτημάτων συστήματος τροφοδοσίας αερίου Το κύκλωμα τροφοδοσίας φυσικού αερίου διακρίνεται: της πλευράς υψηλής πίεσης, της μετάβασης από την πλευρά υψηλής στην πλευρά χαμηλής πίεσης και της πλευράς χαμηλής πίεσης.

12 12 Στόμιο πλήρωσης Φυσικού Αερίου Το στόμιο πλήρωσης αερίου έχει: µία βαλβίδα αντεπιστροφής και ένα μεταλλικό φίλτρο. Το στόμιο πλήρωσης αερίου προστατεύεται επιπροσθέτως και µε ένα κάλυμμα έναντι βρομιών. Προσαρµογέας στομιου πλήρωσης

13 (c) ΙΔΕΕΑ (Ινστιτούτο Διαρκούς Επιμόρφωσης Επιχειρήσεων Αυτοκινήτου) 13 Δεξαμενές αποθήκευσης Φυσικού Αερίου Υπάρχουν 4 βασικοί τύποι κυλινδρικών δεξαμενών. Τύπος 1: Τα υλικά κατασκευής τους είναι: 100% μέταλλο, που μπορεί να είναι χάλυβας ή αλουμίνιο. Τύπος 2: Τα υλικά κατασκευής τους είναι: ο εσωτερικός πυρήνας της κυλινδρικής επιφάνειας από συνθετικό υλικό (45% του βάρους) και η εξωτερική του επένδυση από μέταλλο (55% του βάρους). Τύπος 3: Τα υλικά κατασκευής τους είναι: εξωτερική μεταλλική λεπτή επένδυση (20% του βάρους), το υπόλοιπο συνθετικό υλικό (80% του βάρους). Τύπος 4: Τα υλικά κατασκευής τους είναι: 100% από συνθετικό υλικό, με λεπτή πλαστική επένδυση.

14 14 Βάρος και όγκος δεξαμενών αποθήκευσης καυσίμων Χώρος που καταλαμβάνουν τα διάφορα καύσιμα και τα βάρη τους Για να μπορέσει να επιτευχθεί η ίδια αυτονομία µε διαφορετικά καύσιμα, οι όγκοι αποθήκευσης θα πρέπει να είναι διαφορετικοί. Βενζίνη Πετρέλαιο Υγραέριο Φυσικό αέριο Χαλύβδινη φιάλη CFK-φιάλη (συνθετική με ανθακονήματα Βάρος σε κιλά Όγκος αποθήκευσης σε λίτρα Πηγή:VW Το γράφημα δείχνει τον απαιτούμενο όγκο αποθήκευσης (μπλε) και το βάρος των ρεζερβουάρ (κίτρινο) για διάφορα καύσιμα.

15 (c) ΙΔΕΕΑ (Ινστιτούτο Διαρκούς Επιμόρφωσης Επιχειρήσεων Αυτοκινήτου) 15 Τεχνικά χαρακτηριστικά δεξαμενών Φυσικού Αερίου Μετά από 20 χρόνια οι φιάλες αερίου θα πρέπει να αντικατασταθούν. Πληροφορίες για το έτος κατασκευής και άλλα τεχνικά χαρακτηριστικά δίνουν τα πρεσσαρισµένα στοιχεία ελέγχου πάνω στις φιάλες αερίου.

16 16 Βαλβίδας φραγής φιάλης Φυσικού Αερίου Σχηματικό διάγραμμα της βαλβίδας φραγής φιάλης

17 (c) ΙΔΕΕΑ (Ινστιτούτο Διαρκούς Επιμόρφωσης Επιχειρήσεων Αυτοκινήτου) 17 Ρυθμιστής πίεσης Φυσικού Αερίου Ο ρυθμιστής (υποβιβαστής) πίεσης του CNG μειώνει τη πίεση του CNG που βρίσκεται αποθηκευμένο στους κυλίνδρους υψηλής πίεσης. Από μία μέγιστη πίεση 200 bar σε πίεση περίπου 2 bar (Σε μερικά συστήματα φτάνει έως 12 bar).

18 18 Μπεκ Φυσικού Αερίου θέση εγκατάστασης Μπεκ αερίου Πολλαπλή εισαγωγής

19 19 Προ - Εγκατεστημένα μπεκ Φυσικού Αερίου βενζίνης Θέσεις Μπεκ και διακλαδωτήρα αερίου (μπεκίερας) - βενζίνης

20 20 Σωληνώσεις Φυσικού Αερίου Οι σωληνώσεις φυσικού υψηλής πίεσης αερίου είναι κατασκευασμένες από ανοξείδωτο χάλυβα και για µία πίεση έως και 1000 bar. Από το στόμιο πλήρωσης αερίου μέχρι την είσοδο της βαλβίδας φραγής φιάλης της τέταρτης φιάλης αερίου, οι σωληνώσεις φυσικού αερίου έχουν µία εξωτερική διάμετρο 8mm ενώ μέχρι τον ρυθμιστή πίεσης 6 mm..

21 21 Ηλεκτρονική μονάδα Φυσικού Αερίου CNG Διάγραμμα ηλεκτρονικής διαχείρισης κινητήρα διπλού καυσίμου, βενζίνης - CNG

22 22 Αλλά εξαρτήματα εγκατάστασης Φυσικού Αερίου CNG Πρόσθετα εξαρτήματα συμπληρώνουν την εγκατάσταση

23 23 Σχηματική διάταξη συστήματος Φυσικού Αερίου CNG Υπολογιστής & Πρόγραμμα ρύθμισης Εγκέφαλος Διακόπτης επιλογής καυσίμου Αισθητ. Θερμοκρ. Μπεκ αερίου Όργανο πίεσης Ρυθμιστής Φίλτρο αερίου Αισθητήρας MAP Βαλβίδα φραγής Πηγή: DYMCO Δεξαμενή Ψυκτικό κινητήρα Κινητήρας CNG κύκλωμα Υ.Π. CNG κύκλωμα Χ.Π. Ηλεκτρικό σήμα

24 24 Αντικατάσταση μπουζί (αναφλεκτήρων ) Τάση ανάφλεξης / kv Το αέριο έχει υψηλότερη θερμοκρασία καύσης Το αέριο απαιτεί υψηλότερη τάση σπινθήρα 12 Διάκενο ηλεκτρόδιου 1.0 mm Αέριο Βενζίνη 2 TDC Σημείο ανάφλεξης TDC Πηγή::BOSCH TDC: Άνω Νεκρό σημείο Διαφορές ανάφλεξης καύσης

25 25 Στα συστήματα μετατροπής απαιτείται σύστημα λίπανσης Εξαρτήματα συστήματος λίπανσης Οι βαλβίδες και οι έδρες των βαλβίδων μερικών κινητήρων είναι περισσότερο επιρρεπείς στη φθορά όταν ένα όχημα οδηγείτε με LPG ή CNG. Αυτό δεν ισχύει με τη βενζίνη, καθώς χημικά πρόσθετα που βρίσκονται στο καύσιμο λιπαίνουν τις βαλβίδες και τις έδρες. Αυτά τα χημικά πρόσθετα δεν υπάρχουν στο υγραέριο LPG και το CNG. Με τα συστήματα προστασίας λίπανσης των βαλβίδων, μειώνεται αισθητά η φθορά των βαλβίδων και των εδρών τους.

26 26 Προγραμματισμός εγκατάστασης φυσικού αερίου CNG

27 27 Προγραμματισμός εγκατάστασης φυσικού αερίου CNG

28 28 Ενδεικτικές πινακίδες εγκατάστασης Φυσικού Αερίου CNG Διάφορες ενδείξεις στο όχημα πρέπει να πληροφορούν για την χρήση φυσικού αερίου

29 29 Τι πρέπει να προσέχω; Σημεία προσοχής μετά την εγκατάσταση: Να γίνετε έλεγχος διαρροών ασφαλούς και καλής λειτουργίας του συστήματος και του οχήματος. Να γίνετε έλεγχος καυσαερίων. Να γίνετε αλλαγή στην άδεια κυκλοφορίας (άδεια διπλού καυσίμου) τεχνικός έλεγχος σε ΚΤΕΟ Να ενημερώνετε η ασφαλιστική εταιρεία του οχήματος για την τροποποίηση της άδειας κυκλοφορίας

30 30 Μετατροπή οχημάτων, ποιο είναι το κόστος; Tο συνολικό κόστος μετατροπής του οχήματος εξαρτάται: Από το κόστος αγοράς του «κιτ» μετατροπής Από τον αριθμό, τον τύπο, το μέγεθος της δεξαμενής καυσίμου CNG Από τον τύπο του οχήματος (μάρκα, μοντέλο, ισχύς) Από την τιμή εργατοώρας του συνεργείου και τον απαιτούμενο χρόνο εγκατάστασης Από το κόστος τροποποίησης της νέας άδειας κυκλοφορίας του οχήματος (τεχνικός έλεγχος του οχήματος (ΙΚΤΕΟ) κλπ)

31 Ασφάλεια συστήματος εγκατάστασης Φυσικού Αερίου Τα χαρακτηριστικά, τα οποία συνεισφέρουν στην ασφάλεια του συστήματος φυσικού αερίου είναι: Σωληνώσεις και συνδετικά στοιχεία υψηλής πίεσης (1000 bar), από ανοξείδωτο χάλυβα χωρίς ίχνη ραφής Δεξαμενές καυσίμου υψηλών προδιαγραφών αντοχής Στόμιο πλήρωσης με βαλβίδα αντεπιστροφής Σε κάθε μία από τις τέσσερις φιάλες υπάρχει: βαλβίδα αντεπιστροφής (στην πρώτη φιάλη) βαλβίδα φραγής φιάλης (ηλεκτρομαγνητική). βαλβίδα υπεροής προστασία διαρροών (2 bar) βαλβίδα θερμικής προστασίας (110 o C) χειροκίνητη βαλβίδα φραγής Στον ρυθμιστή πίεσης καυσίμου υπάρχει: βαλβίδα φραγής (ηλεκτρομαγνητική). βαλβίδα υπερπίεσης (σύστημα χαμηλής πίεσης καυσίμου) Σύνολο πιστοποιημένων εξαρτημάτων Εισηγητής: Γιώργος Καπετανάκης - ΙΔΕΕΑ (Ινστιτούτο Διαρκούς Επιμόρφωσης Επιχειρήσεων Αυτοκινήτου) 31

32 32 Ασφάλεια Συγκρούσεων Σύγκρουση (συνθετική δεξαμενή) Το αυτοκίνητο τράκαρε, δεν υπήρξε ρήξη δεξαμενής η διαφυγή αερίου.

33 33 Ασφάλεια Συγκρούσεων Δεξαμενή σε αυτοκίνητο που τράκαρε περίπου με 80 χιλιόμετρα ανά ώρα Υπήρξε πυρκαγιά από το ρεζερβουάρ βενζίνης, το αέριο εκτονώθηκε από την βαλβίδα, δεν υπήρξε έκρηξη.

34 34 Πλεονεκτήματα Μειονεκτήματα φυσικού αερίου CNG Πλεονεκτήματα: Για οδηγούς μεγάλων διαδρομών είναι μια οικονομική η πηγή ενέργειας Πολλές χώρες έχουν χαμηλούς φόρους καυσίμου Μπορεί να υπάρχουν κίνητρα από τους προμηθευτές φυσικού αερίου Εκπομπές ρύπων σημαντικά λιγότερες συγκριτικά με τη βενζίνη και το πετρέλαιο Καυσαέρια σχεδόν χωρίς σωματίδια Μεγαλύτερη αυτονομία των οχημάτων μετατροπής Υψηλές αντικρουστικές ιδιότητες Υψηλές προδιαγραφές ασφάλειες Τα αποθέματα σε φυσικό αέριο είναι περισσότερα από το πετρέλαιο Καθόλου απώλειες εξάτμισης καυσίμου κατά τον ανεφοδιασμό Ελαφρύτερο του αέρα, διαλύεται προς τα άνω Μειονεκτήματα: Συγκριτικά µε τη λειτουργία βενζίνης υπάρχει µια μικρή απώλεια ισχύος του κινητήρα Απαιτείται πρόσθετος χώρος για την θέση των φιαλών Οι χαλύβδινες φιάλες φυσικού αερίου δημιουργούν ένα πρόσθετο φορτίο στο αυτοκίνητο. Το «αραιό» σε πολλές χώρες δίκτυο πρατηρίων φυσικού αερίου. Το πρόσθετο κόστος αγοράς (εργοστασιακό) ή και μετατροπής

35 (c) ΙΔΕΕΑ (Ινστιτούτο Διαρκούς Επιμόρφωσης Επιχειρήσεων Αυτοκινήτου) 35 Πλήρωση και από το σπίτι Η πλήρωση μπορεί να γίνει και στο σπίτι σας

36 36 Φυσικό Αέριο, το καύσιμο κίνησης της νέας εποχής Τέλος Ευχαριστούμε πολύ για την προσοχή σας