استانداردهاي مورد نیاز در کیت های گازی در خودرو ها

استانداردهاي مورد نیاز در کیت های گازی در خودرو ها

مقدمه‌اي بر استانداردهاي مختلف دنيا در زمينه صنعت خودروهاي گازسوز
1.استانداردهاي مرتبط با خودروهاي گازسوز
از آنجا كه مبناي طراحي نصب و بررسي عملكرد قطعات اجزاء كيت و خودروهاي گازسوز استانداردهاي تدوين شده در اين زمينه هستند در اين بخش به بررسي مقدماتي اين استانداردها مي‌پردازيم. استاندارهاي موجود در اين زمينه حالت عمومي دارند و شرايط عمومي و تست‌هاي لازم را براي اجزاء كيت و خودروي گازسوز بطوركلي مشخص ساخته‌اند. درجدول زير عناوين استانداردهاي مرتبط با CNG آورده شده است.

رديف
نام استاندارد
استاندارد پايه
شماره ملي
توضيحات
1.
سيستم سوخت خودرو با گاز طبيعي فشرده- اجزاي كيت
ISO 15500

نوزده قسمت
2.
سيستم سوخت خودرو با گاز طبيعي فشرده-الزامات ايمني و روشهاي آ‌زمون
ISO 15501

دو قسمت
3.
مخازن طبيعي فشرده پرفشار براي ذخيره بر روي خودرو
ISO 11439

4.
اتصالات سيستمهاي سوخت گيري
ISO 14469

5.
مشخصات كيفي گاز طبيعي به عنوان سوخت خودرو
ISO 15403

6.
ايمني كار با CNG
NFPA 52

7.
بازرسي و تاييد مجدد مخازن
ISO 19078

8.
خودروهاي با سوخت CNG- ويژگيها و روش آزمون اجزا و الزامات نصب آنها
ECER-110

استانداردهاي مرتبط با خودروهاي گازسوز را مي‌توان بصورت ذيل دسته‌بندي نمود-2.1 استانداردهاي مربوط به طراحي و ساخت اجزاء كيت
در اين استانداردها شرايط لازم براي اجزاء كيت جهت داشتن عملكرد صحيح و ايمن در خودروي گازسوز ارائه شده‌اند و تست‌هاي لازم براي هر يك از اجزاء و محدوده پذيرش اين تست‌ها ارائه شده است. از جمله اين استانداردها مي‌توان به سري استانداردهايISO 15500 اشاره كرد كه در 20 قسمت مجزا به بررسي شرايط لازم براي اجزاي كيت گازسوز پرداخته است. همچنين يكي از استانداردهاي معتبر در اين زمينه ‌استاندارد اروپايي ECE R110 است.

2.2استانداردهاي مربوط به ايمني خودروهاي گازسوز
اين استانداردها شرايط لازم جهت حصول ايمني لازم و كافي براي خودروهاي گازسوز و سرنشينان آن‌ها را بيان مي‌كنند. از جمله اين استانداردها مي‌توان به استاندارد ISO15501 پرداخت كه در دو بخش مجزا به " بررسي نيازمندي‌هاي ايمني خودروهاي گازسوز" پرداخته است. همچنين مواردي از ايمني خودروهاي گازسوز در استاندارد ECE R110 آمده است. از ديگر استانداردهاي مرتبط در اين زمينه استاندراد NFPA 52 است كه در چند فصل به بررسي ايمني خودروهاي گازسوز پرداخته است.

2.3استانداردهاي مربوط به نصب اجزاء كيت گازسوز
اين استانداردها شرايط لازم جهت نصب هر يك از قطعات سيستم گازسوز ارائه شده‌اند. اين شرايط جهت عملكرد صحيح اجزاء و جلوگيري از صدمه ديدن اجزاء سيستم در شرايط كاري مختلف خودرو بيان شده و لازم است در نصب سيستم گازسوز رعايت شوند. از استانداردهاي مرتبط با نصب اجزاء مي‌توان به استاندارد VdTÜV 757 اشاره نمود. بدين ترتيب در عرضه خودروهاي گازسوز اين استانداردها مبناي عمل قرار مي‌گيرند و جانمايي نصب و ايمني خودرو طبق موارد ذكر شده در اين استانداردها در سطح مطلوب و مناسبي قرار مي‌گيرد. با توجه به اينكه امروزه پارامترهايي نظير آلايندگي و مصرف سوخت اهميت ويژه‌اي دارند و با توجه به عملكرد نسلهاي مختلف كيت گازسوز بهتر است در توليد خودروهاي گازسوز از كيت‌هاي نسل سوم و چهارم (كيت‌هاي انژكتوري) استفاده شود تا ضمن بهره‌گيري از مزيت اقتصادي سوخت ‌CNG از مزيت زيست محيطي اين سوخت بعنوان سوختي با آلايندگي كم بهره‌گيري گردد.[1] جدول 1- محدوده فشار كاري و فشار آزمون تركيدن
كلاسه قطعه
فشار كاري برحسب كيلوپاسكال
فشار آزمون برحسب كيلوپاسكال
كلاس صفر
26000 3000
5/1 برابر فشار كاري
كلاس يك
3000 450
5/1 برابر فشار كاري
كلاس دو
450 20
دو برابر فشار كاري
كلاسه سه
3000 450
دو برابر فشار كاري

مخازن
سومین و در عین حال رایج ترین راهکار جهت افزايش دانسيته انرژی گاز طبیعی، فشرده سازی آن می باشد. در اين روش گاز طبیعی در دمایc°15، تا فشار bar200 فشرده شده و در مخازن فشار بالا ذخيره می گردد.
مخازن CNG بصورت یکپارچه و در فرایندی بدون درز و جوش تولید شده و بعد از گذراندن 16 نوع آزمون مختلف بر روی خودرو نصب می شوند. اين مخازن به دليل قابليت تحمل فشار بالا دارای وزن زياد و شکل هندسی خاصی می باشند که باعث ايجاد محدوديت هايي در فضای قابل استفاده در خودرو و عملکرد آن می شود.
بطورکلی مخازن CNG مورد استفاده در خودرو را به چهار دسته می توان تقسیم کرد:
1) مخازن نوع اول - مخازن تمام فلزی ( (CNG-1:
این مخازن با استفاده از روشهای خاص شکل دهی ، بصورت یکپارچه و بدون درز و جوش از فولاد کروم - مولیبدن یا فولاد کربن - منگنز ساخته می شوند. در مقایسه با انواع دیگرمخازن دارای وزن بیشتر و قیمت پائین تری می باشند. این مخازن به ازای هر لیترآب 1/1- 9/0 کیلوگرم وزن دارند.

2) مخازن نوع دوم - مخازن کمر پیچ ( (CNG-2:
این نوع مخزن دارای یک لایه آستری از جنس فولاد یا آلومینیوم بدون درز می باشد که قسمت استوانه‌ای اين آستری، توسط الياف شيشه، آراميد، كربن يا مخلوطی از آن‌ها كه آغشته به رزين است(کامپوزیت) به صورت محیطی تقویت شده است. استفاده از این ساختار کامپوزیتی، باعث کاهش ضخامت قسمت استوانه ای می شود، در نتیجه وزن مخزن نسبت به نوع اول کاهش     می یابد. این مخازن به ازای هر لیتر ظرفیت آبی 7/0 - 65/0 کیلوگرم وزن دارند.


3) مخازن نوع سوم( (CNG-3:
اين مخازن داراي يك لايه آستری عمدتا از جنس آلومينيوم بدون‌درز بوده، که تمام اين لايه داخلي مواد کامپوزیتی در راستای محیطی و محوری تقویت ‌شده است. اين ساختار كامپوزيتی كه به مخزن داده می‌شود، اين امكان را به وجود مي‌آورد كه بتوان از ضخامت قسمت فلزی كاست و درنتيجه مخزن سبک تری را نسبت به مخازن نوع اول و دوم به ‌دست آورد.علاوه براین قابليت تحمل فشار نیز نسبت به انواع قبلی افزایش می دهد.

4) مخازن نوع چهارم - مخازن تمام کامپوزیت (CNG-4):
اين مخازن بسيار شبيه مخازن نوع سوم هستند و تنها از لحاظ نوع و جنس آسترها تفاوت دارند. آستر این نوع مخازن از جنس پليمر بدون درز است، که تمام سطح آن توسط مواد کامپوزیتی در جهات شعاعی و محوري تقویت شده است.اين ساختار تمام كامپوزيت از سبک ترين انواع مخازن CNG مي‌باشد.بطوریکه حتي با سيستم سوخت بنزينی قابل مقايسه هستند.
اشكال عمده اين مخازن ايجاد نشتي به مرور زمان در محل اتصال نافی فلزي( وظیفه ارتباط ورود و خروج گاز را بين مخزن و تأسيسات خارجي مخزن به‌عهده دارد.) و آستر پليمري می‌باشد. همچنين به‌علت عدم انتقال حرارت مناسب آستری پلاستيكی، حين سوخت‌گيری سريع در اين مخازن افزايش دماي نسبتاً بيشتري ايجاد مي‌شود.
از جمله مزایای اين نوع مخازن می توان به سیکل عمرطولانی و احتمال کم تركيدگی در حوادث اشاره کرد.


استانداردهای ساخت مخازن CNG:
رشد و توسعه خودروهای گازسوز و اینکه ایمنی اولین دغدغه در طراحی و استفاده از مخازن آنها بوده موجب توسعه استانداردهای متعدد ملی و بین المللی در این زمینه بوده است. جدول زیر گروهی از استانداردهای ملی و بین المللی مرتبط با مخازن را نشان می دهد:

کد استاندارد
سازمان حمایت کننده
ISO 11439
ISO-IANGV
ECER 110
سازمان ملل
ANSI/CSA NGV2
موسسه استاندارد کانادا
ANCSA B5 PT2
کانادا

استانداردهای مذکور در جدول فوق تا حد معقولی با یکدیگر هماهنگ هستند و الزامات فنی آنها با یکدیگر یکپارچه است.در نتیجه مخزنی که الزامات یک استاندارد را پشت سر بگذارد به احتمال قوی الزامات سایر استانداردها را نیز برآورده خواهد نمود. این استانداردها مانند سایر استانداردها عملکرد محور هستند و وارد جزئیات پروسه ساخت و مواد نمونه نمی شوند. به این دلیل در صورت رعایت نکات ایمنی و قابلیت اعتماد، امکان ورود فن آوری های جدید را به این حیطه فراهم می نماید.آزمونهای ارزیابی کیفی این استانداردها نماینده الزامات استفاده میدانی هستند و به آسیب، مقاومت محیطی و دوام، عمرکاری 20 ساله مخزن مرتبط هستند. برآورد این الزامات آزمون، ایمنی را طی عمر کاری مخزن تضمین می نماید.
شایان ذکر است که در ایران از استاندارد ISO 11439 برای ساخت مخازن استفاده می شود.

آزمونهای مخازن CNG:
آزمونهای مخزن را می توان بر اساس هدف آنها به سه نوع رده بندی کرد. هر یک از آزمونهای مرتبط در یکی از این رده ها قرار می گیرند. این سه رده عبارتند از:
1) آزمون تحمل آسیب:
که شامل آزمون نفوذ گلوله، آزمون سقوط ، آزمون تحمل خرابی(تحمل شکاف)، آزمون تصادف می باشد.
2) آزمون محیطی:
شامل شرایطی حدی محیطی که مخزن در طول عمر کاری خود می تواند با آن موجه شودف می باشد. این شرایط عبارتند از قرار گیری مخزن در معرض مایعات خورنده، دماهای حدی بالا و پایین، گسیختگی تحت تنش موضعی و قرار گیری در معرض آتش.

3)آزمون چرخه عمر:
آزمون چرخه عمر به توتنایی مخزن برای عملکرد صحیح در کل طول عمر کاری خود مرتبط است. آزمونهایی که شبیه سازی این دوام را انجام می دهند عبارتند از :
آزمون ترکیدن، چرخه فشار در دمای محیط ، نشت پیش از شکست و چرخه گاز طبیعی در ذیل به شرح هر یک از آزمون‌های فوق می پردازیم:
        1)آزمون مواد اوليه:
در اين آزمون بسته به مورد، آزمون‌هاي مقاومت كششي، خوردگي، مقاومت در برابر بار وارده، ضربه، ترك‌خوردگي تحت تنش سولفيدي و در مورد لايه‌هاي‌ داخلي پلاستيكي، آزمون‌هاي خميري‌شدن و خزش در دماهاي بالا در مورد مخزن انجام ‌مي‌شوند.

         2)آزمون چرخه فشار در دماي محيط:
در اين آزمون مخازن نمونه با يك سيال غيرخورنده پر شده و تحت چرخه فشار bar 20 تا bar 260 قرار ‌مي‌گيرند. نرخ چرخه فشار باید کمتر از 10 چرخه در هر دقیقه باشد. مخازن نبايد پيش از رسيدن به 100 برابر عمركاري (برحسب سال) خراب شوند.
       3)آزمون تركيدن تحت فشار هيدرو‌استاتيك:
در اين آزمون، نمونه‌ها با آب پر ‌شده و تا مرحله تركيدن تحت فشار قرار ‌مي‌گيرند كه بايد حداقل فشار تركيدن در طراحي براي مخزن تعيين‌شده را پشت ‌سر بگذارند كه اين حداقل فشار از bar 450 كمتر نخواهد بود.

       4)آزمون نشت پيش از شكست:
در اين آزمون، مخازن نمونةه تكميل‌شده، تحت چرخه‌ فشار بين bar 20 الي bar 300 قرار ‌مي‌گيرند. نرخ چرخه فشار باید کمتر از 10 چرخه در هر دقیقه باشد. اين مخازن بايد بر اثر نشت مردود شوند و نه گسيختگي، يا این ‌که بيش از 45000 چرخه مقاومت كنند.

       5)آزمون تحمل خرابي (ایجاد شکاف بر روی بخش مواد مركب):
این آزمون تنها برای مخازن نوع 2، 3 و 4 به‌کار می‌رود. دو شكاف، يكی به‌طول mm 25 و به‌عمق mm 25/1 و ديگري به‌طول mm 200 و عمق mm 75/0 در جهت طولي، روي جداره مخزن ايجاد ‌مي‌شوند و مخزن در دماي محيط تحت فشار bar 20 تا bar 260 قرار می‌گیرد. چرخه فشار ابتدا به تعداد 3000 چرخه و پس از آن به‌تعداد 12000 چرخة دیگر انجام می‌شود. مخزن در چرخة اول نبايد گسيخته شود ولي در 12000 چرخة‌ بعدي ‌مي‌تواند دچار نشتي شود. کلیة مخازنی که تحت این آزمون قرار می‌گیرند پس از اتمام آزمون باید از رده خارج شوند.

       6)آزمون قرارگیری در معرض آتش:
اين آزمون، به‌منظور حصول اطمينان از عملكرد صحيح وسیلة اطمينان تخلية فشار و شير مخزن انجام ‌مي‌شود و بسته به مورد، يك يا دو مخزن، از گاز طبيعي پر شده و به‌صورت افقي با فاصلة‌ 100 ميلي‌متر بالاتر از منبع آتش قرار ‌مي‌گيرند. منبع آتش بايد 65/1 متر طول داشته و كل قطر مخزن را بپوشاند. در اين آزمون مخزن نبايد منفجر شود و بايد گاز از وسيلة اطمينان تخليه فشار، تخليه شود. در طی این آزمون دمای سطح مخزن حداقل توسط سه ترموکوپل اندازه‌گیری می‌شود. درطی 5 دقيقه بعد از آغاز اشتعال، دست‌کم باید یکی از ترموکوپل‌ها دمایی برابر یا بیشتر از 590 درجة سانتی‌گراد را نشان دهد. این حداقل دما باید در تمام طول آزمایش حفظ شود. يك لاية‌ فلزي محافظ براي جلوگيري از تماس مستقيم شعله با شيرآلات بايد درنظر گرفته شود ولي لايه نبايد با آن‌ها تماس داشته باشد. درحين انجام آزمون مخزن،‌ شيرآلات،‌ لوله‌ها و اتصالات نبايد دچار خرابي شوند.

       7)آزمون نفوذ گلوله:
يك مخزن با گاز فشرده تا فشار bar 200 پر شده و تحت شليك يك گلوله جنگي با قطر mm 62/7 قرار ‌مي‌گيرد. گلوله بايد طوري به مخزن اصابت كند كه از يك سمت ديواره مخزن عبور كند. مخزن نبايد دچار گسيختگي يا انفجار شود. در مخازن نوع 2، 3 و 4 بايد گلوله تحت زاويه 45 درجه به جداره مخزن برخورد كند.


      8)آزمون مقاومت برشي رزين:
در اين آزمون يك پولك نماينده پوشش كامپوزيت، طبق استاندارد معادل، تحت آزمون قرار ‌مي‌گيرد، پس از 24 ساعت جوشاندن در آب، ماده كامپوزيت بايد حداقل استقامت برشي MPa 8/13 را داشته باشد.

      9)آزمون محيط اسيدي:
ناحیه‌ای از سطح مخزن به‌صورت دایره‌ای به قطر mm 150 كه تحت فشار هيدرواستاتيك bar 260 است به‌مدت 100 ساعت در معرض محلول اسید سولفوریک با غلظت 30 درصد (اسید باتری با وزن مخصوص 219/1) قرار می‌گیرد و تا مرحلة ترکیدن افزايش ‌مي‌يابد. فشار تركيدن بايد بيش از 85 درصد حداقل فشار طراحي تركيدن باشد.

      10)آزمون خزش در دماي بالا:
اين آزمون براي تمام مخازن نوع 2، 3 و 4 كه دماي گذر شيشه‌اي‌شدن رزين تشكيل‌دهندة كامپوزيتي آن‌ها از 102 درجه سانتي‌گراد بیشتر نيست بايد انجام گيرد. در اين آزمون، مخزن در دماي 100 درجة سانتی‌گراد به‌مدت 200 ساعت تحت فشار bar 260 قرار ‌مي‌گيرد. سپس تحت آزمون هيدرواستاتيك، آزمون نشت و آزمون تركيدن با فشار هيدرواستاتيك قرار ‌مي‌گيرند كه بايد در همه آزمون‌ها قبول شود.

      11)آزمون تسريع گسيختگي ناشی‌ از تنش:
در اين آزمون يك مخزن در دماي 65 درجه‌ سانتی‌گراد تحت فشار هيدرواستاتيك bar 260 قرار ‌مي‌گيرد. مخزن به‌مدت 1000 ساعت تحت اين فشار نگه داشته ‌مي‌شود. سپس مطابق معمول، آزمون تركيدن تحت فشار هيدرواستاتيك تا فشار تركيدن روی آن انجام ‌مي‌شود با اين تفاوت كه اين بار فشار تركيدن بايد از 85 درصد حداقل فشار طراحي براي تركيدن، فراتر رود.

      12)آزمون چرخه فشار در دماي بالا و پایین:
در مرحله اول ابتدا مخزن را 48 ساعت در فشار صفر نسبی، در دماي 65 درجه سانتي‌گراد يا بالاتر و در محيطي با رطوبت بيشتر از 95 درصد قرار ‌مي‌دهند سپس در دماي 65 درجه سانتی‌گراد و رطوبت 95 درصد، 500 چرخه، مخزن را تحت فشار متناوب بين bar 20 تا bar 260 قرار ‌مي‌دهند. نرخ فشار سيكلي اعمال‌شده بايد کمتر از 10 سيكل در دقيقه باشد. در مرحلة بعد مخزن در دماي 40- درجة سانتي‌گراد، 500 برابر عمرکاری برحسب سال، تحت فشار متناوب بين bar 20 تا bar 200 قرار ‌مي‌گیرد. نرخ فشار سيكلي اعمال‌شده بايد از 3 سيكل در دقيقه کمتر باشد. با انجام مراحل فوق نبايد هيچ‌گونه خرابي، نشتي يا جدایی الياف به‌وجود بيايد. در مرحلة دمای بالا مخزن تحت آزمون هیدرواستاتیک قرار می‌گیرد تا خراب شود. حداقل فشار ترکیدن باید برابر 85 درصد حداقل فشار ترکیدن طراحی باشد. درصورتی‌که مخازن از نوع 4 باشند قبل از این‌که مخزن تحت آزمون ترکیدن هیدرواستاتیک قرار بگیرد باید آزمون نشت روي آن انجام شود.

      13)آزمون سقوط:
يك يا چند مخزن تكميل‌شده بدون اعمال فشار داخلي و نصب شير، در دماي محيط تحت آزمون قرار ‌مي‌گيرند. يك مخزن به‌صورت افقي از فاصله 8/1 متري از سطح رها ‌مي‌شود. يك مخزن به‌صورت عمودي به‌گونه‌ای رها ‌مي‌شود كه انرژي پتانسيل آن 488 ژول باشد، ولي در هيچ حالتي ارتفاع عدسي پايين مخزن نبايد از 8/1 متر بيشتر باشد. يك مخزن نيز بايد تحت زاويه 45 درجه از ارتفاعي روي عدسي رها شود به‌طوری‌كه فاصله مركز گرانش آن از زمين 8/1 متر باشد. پس از اين آزمون، مخزن در 3000 چرخه در دماي محيط تحت چرخة‌ فشار بين bar 20 الي bar 260 قرار گرفته و سپس تحت 12000 چرخة ديگر قرار ‌مي‌گيرد. مخزن در 3000 چرخۀ اول نبايد دچار نشتی يا گسيختگي شود ولي در 12000 چرخه‌ بعدي ‌مي‌تواند فقط دچار نشتی شود.

      14)آزمون گشتاور نافي:
    بدنه مخزن بايد در برابر چرخش مهار شود و گشتاوری معادل با دو برابر گشتاور مشخص‌شده توسط سازنده برای نصب شیر یا وسيلة‌ اطمينان تخليه فشار به هر نافی انتهایی مخزن وارد می‌شود. گشتاور ابتدا بايد در جهت بستن اتصال رزوه‌اي و سپس درجهت باز کردن آن و نهایتاً دوباره درجهت بستن اعمال شود. سپس مخزن در معرض آزمون نشت قرار ‌مي‌گيرد.
      15)آزمون نفوذ پذيري گاز:
در اين آزمون يك مخزن تكميل‌شده با گاز طبيعي فشرده در فشار كاري پر ‌مي‌شود و در دماي محيط در يك اتاقك بسته قرار ‌مي‌گيرد. سپس به‌مدت 500 ساعت از نظر نشتی مورد بررسي قرار ‌مي‌گيرد. ميزان نفوذپذيري نبايد از 25/0 ميلي‌ليتر گاز طبيعي بر ساعت در هر لیتر گنجایش آبي مخزن، فراتر رود. سپس مخزن برش زده ‌شده و سطح داخلي آن از نظر وجود هرگونه نشانة ترك يا خرابي، بازرسي ‌مي‌شود.

      16)آزمون چرخه‌ گاز طبيعي:
در اين آزمون بايد ايمني كافي رعايت شود. پيش از اين آزمون طراحي، مخزن بايد آزمون‌هاي نشت، تركيدن تحت فشار هيدرواستاتيك، چرخه فشار در دماي محيط و نفوذپذيري را با موفقيت پشت‌سر گذاشته باشد. در اين آزمون يك مخزن با اعمال فشار با گاز طبيعي، بين كمتر از bar 20 الي فشار كاري، تحت 1000 چرخه قرار ‌مي‌گيرد. مدت زمان پر‌شدن مخزن باید حداکثر 5 دقیقه باشد. سپس مخزن تحت آزمون نشت قرار ‌مي‌گيرد و پس از تكميل آزمون‌ها مخزن برش زده شده و از نظر وجود هرگونه نشانه خرابي نظير ترک خوردگي ناشي از خستگي يا تخليه الكترواستاتيكی مورد بازرسي قرار ‌مي‌گيرد.
استاندارد های نصب مخزن :
مخزن بايد بطور ثابت و دائمي و خارج از محفظه موتور نصب گردد.
مخزن بايد به گونه اي نصب گردد كه تماس فلز با فلز وجود نداشته باشد.
هرگاه خودرو براي استفاده آماده است ارتفاع مخزن سوخت از سطح جاده نبايد كمتر از 200 ميلي متر باشد.
مخزن بايد به گونه اي نصب و محكم گردد كه هنگام پر بودن كامل، سيستم نصب بتواند بدون وقوع هيچ گونه آسيبي شتاب هاي ذيل را تحمل نمايد.

براي خودروهاي گروه نسل یک :
الف)‌شتاب g 20 در راستاي حركت خودرو.
ب) شتاب g 8 در راستاي عمود بر حركت خودرو و در سطح افق.
براي خودروهاي گروه نسل دو :
الف) شتاب g10 در راستاي حركت خودرو.
ب) شتاب g5 در راستاي عمود بر حركت خودرو و در سطح افق.
براي خودروهاي گروه نسل سه وچهار :
الف) شتاب g 6/6 در راستاي حركت خودرو.
ب) شتاب g5 در راستاي عمود بر حركت خودرو و در سطح افق.
مي توان به جاي آزمون عملي يك روش محاسباتي معادل بكار برد. به شرطي كه متقاضي تأييديه بتواند معادل بودن اين دو را به منظور جلب رضايت بخش خدمات فني به اثبات برساند.
ملحقات نصب شده روي مخزن (ها):
بايد مستقيماً روي هرمخزن يك شير خودكار نصب گردد.

   شير دستي جهت كنترل جريان گاز ونشت بندی آن
از اين شيرهاي براي كنترل جريان سوخت CNG در قسمت‌هاي مختلف سيستم گازسوز بصورت دستي استفاده مي‌شود. از نظر ساختاري اين شيرها داراي انواع گوناگوني نظير شيرهاي توپي پروانه‌اي‌ گوه‌اي و مخروطي مي‌باشند. از پارامترهاي مهم در عملكرد اين شيرها مي‌توان به موارد ذيل اشاره نمود:
1. شير خودكار بايد بگونه‌اي طراحي شده باشد كه بتواند بدون نشتي يا تغيير شكل، فشارهاي تا 5/1 برابر فشار كاري (برحسب مگاپاسكال) را تحمل نمايد.
2 . پس از آنكه شير خودكاري كه در موقعيت معمولي مشخص شده توسط سازنده قرار دارد به تعداد 20000 دفعه فعال و سپس غيرفعال شود بايد همچنان در فشار 5/1 برابر فشار كاري (برحسب مگاپاسكال) بدون نشتي باقي بماند
3. در صورت وجود سيستم الكتريكي در شير خودكار، بايد اين سيستم كاملاً از بدنه شير عايق شده باشد.
مقاومت الكتريكي اين عايق بايد بزرگتر از ده مگا اهم باشد
4. محفظه گازبندي از طريق شيلنگ ارتباطي و مسير عبور ( كه هر دو بايد در برابر CNG )مقاوم باشند بايد با محيط بيرون ارتباط داشته باشد.
5. دهانه تهويه محفظه گازبندي نبايد گاز را به سمت طوقه چرخ تخليه نمايد. همچنين اين دهانه نبايد به طرف منابع گرمايي مانند اگزوز باشد.
6. سطح دهانه باز شده هر شيلنگ ارتباطي و هر مسير عبور كه در زير بدنه خودرو به منظور تهويه محفظه گازبندي قرار داده شده است بايد حداقل 450 ميلي متر مربع باشد.
7. محفظه روي اتصالات مخزن (ها) و شيلنگ هاي ارتباطي،‌ بايد در فشار ده كيلو پاسكال بدون هيچ گونه تغيير شكل ماندگار عمل گازبندي را انجام دهد. در اينجا حداكثر نشتي مجاز 100 سانتي متر مكعب بر ساعت مي باشد.
8. به منظور حصول اطمينان از گاز بندي اتصال، شيلنگ ارتباطي بايد بطور محكم توسط بست يا ساير روش ها به محفظه گازبندي و مسير عبور متصل شود.
9.محفظه گازبندي بايد دربرگيرنده تمامي قطعات نصب شده داخل صندوق بار يا اتاق مسافر باشد.

مشخصات فنی شیر
حداکثر فشار کاری
کیلوگرم بر سانتی متر مربع250
حداکثر فشارتحملی شیر قبل از ترکیدن فیوز فشاری
کیلوگرم بر سانتی متر مربع10+- 340
حداقل وحداکثر حرارت کاری
-40تا+85 درجه ی سانتی گراد
حداکثر حرارت تحملی شیر قبل ذوب شدن فیوزحرارتی
10+-110سانتی گراد
گشتاور اعمالی برای بستن شیر
شیرهای با رزوه مخروطی
230N.M
شیرهای با رزوه استوانه ای
130N.M
شكل زير نمونه‌هايي از شيرهاي دستي بكار رفته در سيستم‌هاي گازسوز خودروها را نشان مي‌دهد.

شكل 10 : نمونه‌هايي از شير دستي و آچار مخصوص بستن شیر مخزن
اگر اين شير دستي بمنظور كنترل جريان گاز ورودي و خروجي مخزن CNG بر روي آن نصب گردد ‌به آن شير دستي مخزن مي‌گوييم. علت اصلي نصب اين شير بر روي مخزن آن است كه در مواقع بروز اشكال يا نشتي جزيي در سيستم بتوان بطور دستي جريان سوخت CNG را از مخزن قطع نموده و براي رفع عيب سيستم اقدام نمود. لوله‌ها
لوله‌های انتقال سوخت در خودرو به‌ منظور رساندن سوخت به اجزای موتور به‌کار می‌روند. این لوله‌ها در امنیت خودرو بسیار تأثیرگذارند. چراکه فشار سوخت گاز بسیار بالا بوده و درنتیجه هرگونه نقصی در این قسمت ممکن است سبب بروز حادثه شود. در یک کیت دو نوع لوله انتقال گاز وجود دارد:
1.    لولۀ گاز فشاربالا
2.    لولۀ گاز فشارپایین
در ادامه به تشریح خصوصیات هر یک از آنها پرداخته خواهد شد. «لوله‌های گاز فشاربالا»
لوله‌های فشاربالا وظیفه انتقال گاز از مخزن به شیر سوخت‌گیری و پس از آن به رگولاتور را بر عهده دارند. قطر این لوله‌ها معمولاً mm 6 است و می‌توانند از جنس فولاد، برنج یا مس باشند.این لوله ها به گونه ای طراحی شده اند که حداقل فشار kPa 30000 را می توانند تحمل کنند.در شکل زیر یک نمونه از این لوله ها نشان داده شده است:
موارد مرتبط با ايمني لوله‌هاي فشار قوي كه مستقيماً‌ با ايمني سيستم گازسوز و خودرو مرتبط است عبارتند از :
1. اين لوله‌ها بايد به نحوي نصب و محافظت شوند كه هيچ‌گونه انسدادي در مسير آنها بوجود نيايد و از بروز هر گونه تغيير شكل ظاهري در آنها جلوگيري گردد. لوله‌ها بايد با بست‌ها و اتصالات نگهدارنده مناسب در فواصل كمتر از يك متر به بدنه خودرو متصل شوند. از جوش دادن يا استفاده از اتصالاتي كه سبب صدمه ديدن لوله‌ها مي‌شود بايد جلوگيري گردد.
2.     لوله بايد فاصله مناسب از قطعات متحرك خودرو و حداقل 100 ميلي‌متر فاصله از اگزوز خودرو در طول مسير خود از مخزن تا رگلاتور داشته باشد. اين لوله نبايد از محلهاي آسيب‌پذير مثل زير گلگير يا محلهايي كه امكان برخورد سنگ و شن و اجسام وجود دارد عبور كند. در صورت لزوم بايد براي جلوگيري از برخورد اجسام به لوله از محافظ مناسب استفاده شود.

« لوله‌های گاز فشارپایین»
این لوله‌ها، گاز فشارپایین را از رگولاتور به میکسر یا ریل سوخت در سیستمهای انژکتوری می‌رسانند. جنس این لوله‌ها از کائوچوی مصنوعی بوده و شبکه‌ای فلزی از اطراف، آنها را تقویت می‌کند. همچنین این لوله ها را از جنس فولاد یا شلنگ‌های انعطاف‌پذیر که به‌طور مؤثری تقویت شده‌اند، نیز می توان ساخت در خصوص نصب و بكارگيري اين شيلنگ‌ها موارد زير بايد در نظر گرفته شود:
1-     اين لوله‌ها بايد به ميزان لازم انعطاف‌پذير باشند تا در نصب‌ شكل مناسب به خود بگيرند و اتصالات آنها بخوبي آب‌بندي گردد.
2- فاصله بين رگلاتور تا ميكسر (و در كيت‌ها ميكسري موتور پله‌اي) يا انژكتورها بايد طول مناسبي از شيلنگ قرار گيرد بطوريكه در اثر كاهش يا افزايش طول تحت كشش يا فشار در اتصالات قرار نگيرد.
3-     اين لوله‌ها مي‌توانند از جنس فولاد يا شيلنگ‌هاي انعطاف‌پذير تقويت شده ساخته شوند.
4-     اين لوله‌ها بايد تحمل فشاري بيش از فشار گاز آن قسمت از سيستم گازسوز كه در آن بكار رفته‌اند داشته باشند.
5-     جنس اين لوله‌ها بايد با گاز CNG سازگار باشد و از نظر شيميايي ثبات لازم را دارا باشد.
6-     قطر در نظر گرفته شده براي اين لوله‌ها بايد متناسب با جريان عبوري از آنها باشد.
7- اين لوله‌ها نبايد با قطعات متحرك در تماس باشند و نبايد به آنها چيزي بسته شود يا توسط آنها نگهداشته شود زيرا ممكن است اتصالات آنها از حالت آب‌بندي خارج گردد يا اينكه جداره لوله صدمه ببيند.
8- اتصالات اين شيلنگ‌ها بايد در برابر ارتعاشات ناشي از كار موتور مقاوم باشند تا در دراز مدت نشتي در سيستم بوجود نيايد و پس از نصب بايد از عدم نشتي گاز از اتصالات اطمينان حاصل شود.

. رگولاتور:

رگولاتور ابزاری براي تبديل گاز فشار‌بالا‌ به گاز فشارپایین مي‌باشد. رگولاتور يك شير كنترل فشار مكانيكي محسوب مي‌شود كه فشار گاز فشرده داخل مخزن را به مقدار مناسبی کاهش می‌دهد تا بتواند احتراق را در حد بهینه كنترل كند.
محدوده فشار کاری رگلاتور با توجه به فشار مخازن ذخیره، شير مخازن يا ساير شيرهاي سولونوئيدي، اندازه لوله‌ها، فيلترها، رطوبت گاز و فشار مورد نیاز گاز برای اختلاط با هوا، مشخص می شود. بنابراین برحسب شرایط ، ممكن است رگولاتورهاي مختلفي در وسائط نقليه CNGمورد استفاده قرار بگيرد.
برای جلوگیری از آسیب رسیدن به شیرها و مسدود ‌شدن رگولاتور همواره از یک فیلتر فشار بالا در ورودی رگلاتور و یک فيلتر داخلي با منافذ 40 میکرونی استفاده می کنند.
گاز فشار بالای خروجی از مخازن بعد از عبور از خطوط پر فشار سوخت و فیلتر فشار بالا، به محض باز شدن شیر سلونوئیدی وارد رگلاتور می شود. در این هنگام گاز با گذشتن از شیرهای رگلاتور بسرعت منبسط شده و فشار آن تا یک اتمسفر(یا دو اتمسفر) کاهش می یابد.
در اثر انبساط گاز بعد از گذشتن از شیرها، دمای آن به سرعت کاهش می یابد که در پی آن لايه‌ای از هيدرات و یخ در محل خروجي ایجاد می‌شود. اين امر سبب كاهش ميزان جريان شده و افزايش آلودگي خروجي از موتور را به‌ همراه خواهد داشت. البته اگر موتور براي مدت كوتاهي خاموش شود اين مشكل برطرف مي‌شود ولي با استارت دوباره مشكلات آغاز می‌شود. به‌همين دلیل جریانی از آب‌ گرم ‌كننده مورد استفاده قرار می‌گیرد. این آب گرم‌کننده در رگولاتور گردش كرده و مانع از يخ‌زدگی می‌شود.
روش نصب رگلاتور
1.رگلاتوردرمحفظه ی موتور به صورت عمودی نصب می شود وباید حتما روی بدنه محکم شود
2.زاویه رگلاتور روی محور عمودی نباید از 10+-درجه تجاوز کند
3.رگلاتور باید نزدیک لوله های خنک کننده ومیکسر نصب شود
4.رگلاتور باید دور از منیفولد خروجی نصب شود تا از گرمای ناخواسته در خروجی آن کنترل شود
5.رگلاتور بایستی در پایین ترین بخش مدار خنک کننده قرار گیردرصورتی که این امر امکان پذیر نباشد باید مدار را به طور کامل هواگیری کنیدچرا که حبابهای هوا در مدار بازده تبادل حرارتی بین مایع و گاز را پایین می آورد
6-.رگلاتور باید تا حد ممکن تحت ارتعاشات موتور وجاده قرار نگیرد

شیر پركن :
1.پركن بايد به گونه اي نصب گردد كه در برابر چرخش مقاوم بوده و نيز در مقابل آب و آلودگي حفاظت شود.
2. در صورتيكه مخزن CNG در اتاق مسافر يا صندوق بار سرپوشيده نصب شده باشد آنگاه بايد پركن در     خارج از خودرو يا در محفظه موتور قرار گيرد.
3. پركن بايد در فشار 5/1 برابر فشار كاري (برحسب مگاپاسكال) بدون هرگونه نشتي باشد .
4.پركن بايد فشار 33 مگاپاسكال را تحمل نمايد.
ميكسر:
از آنجا كه براي داشتن احتراقي مناسب نياز به مخلوط همگني از هوا و سوخت در سيلندرهاي موتور وجود دارد ميكسر عمل مخلوط كردن هوا و سوخت را انجام مي‌دهد و اين عمل در سيستم ورودي هوا به موتور انجام مي‌شود. ميكسرها از چند جهت داراي اهميت زيادي در عملكرد موتور مي‌باشند:
1-     تهيه مخلوط همگني از هوا و سوخت كه در كاركرد يكنواخت موتور لرزش آن و سر و صداي موتور تأثير به سزايي دارد.
2- اضافه شدن ميكسر به سيستم ورودي هواي موتور سبب بوجود آمدن افت فشار در مسير هواي ورودي به موتور مي‌شود. هر چقدر ميزان افت فشار حاصل از نصب ميكسر كمتر باشد جريان هوا و سوخت بهتر به سيلندرها مي‌رسد و بالتبع افت قدرت ناشي از نصب ميكسر كمتر است.
عوامل فوق سبب شده‌اند كه طراحان توجه زيادي به ميكسر بكنند و ميكسرهاي متنوعي در خودروها بكار گرفته شوند. شكل زير نمونه‌اي از ميكسر سيستم گازسوز خودرو را نشان مي‌دهد.

شكل نمونه‌اي از ميكسر سيستم گازسوز CNG

اصول كار ميكسرها بدين ترتيب است كه هنگام عبور هوا از ميكسر بعلت شكل هندسي ميكسر‌ سرعت جريان هواي عبوري افزايش مي‌يابد و اين امر سبب كاهش فشار و ايجاد نوعي خلاء نسبي مي‌گردد كه اين امر سبب مكش گاز به داخل ميكسر و اختلاط آن با هوا مي‌شود.
قطر داخلي ميكسر تأثير زيادي بر ميزان گاز مكيده شده به موتور دارد بطوريكه با افزايش قطر داخلي ميكسر‌ هواي عبوري از آن بيشتر و ميزان مكش ايجاد شده كمتر مي‌شود و برعكس.
از اينرو در طراحي ميكسر بايد به اين نكته توجه كافي بشود و پارامترهاي طراحي ميكسر به نحو بهينه انتخاب شوند تا عمكرد موتور در شرايط مختلف بهينه گردد.
انژكتور گاز (در كيتهاي انژكتوري)
در سيستم مديريت موتور انژكتور يكي از عملگرهاي سيستم است كه وظيفه پاشش سوخت به ميزان لازم را به درون هواي ورودي به سيلندرهاي موتور به عهده دارد. دركيت‌هاي گازسوز نسل سوم و چهارم از انژكتورهاي گاز جهت كنترل و مخلوط كردن هوا و گاز طبيعي استفاده مي‌شود.
اين انژكتورها به كمك جريان الكنريكي كار مي‌كنند و فرمان خود را در قالب سيگنال خروجي ECU گاز دريافت مي‌كنند.
اصول كار انژكتورهاي گاز بدين نحو است كه با بالا آمدن ديافراگم انژكتور گاز ( كه معمولاً اين ديافراگم يك صفحه مغناطيسي است) گاز به درون محفظه استوانه‌اي شكل انژكتور راه مي‌يابد. پس از دريافت فرمان پاشش سوخت از ECU اين ديافراگم به طرف پايين حركت مي‌كند و گاز محبوس شده در محفظه انژكتور به درون مينفولد ورودي تزريق مي‌گردد.
ميزان تزريق گاز بستگي به دامنه حركت ديافراگم دارد كه اين حركت متناسب با فرمان دريافتي از ECU است. بدين ترتيب انژكتورهاي گاز نقش مهمي را در پاشش سوخت اختلاط هوا و سوخت و كنترل ميزان سوخت مصرفي بعهده دارد. محرك ديافراگم معناطيسي انژكتور گاز الكتريكي است و از اينرو اين قطعه جزو اجزاي الكتريكي كيت گازسوز محسوب مي‌گردد.
شكل‌زیر نمونه‌اي از انژكتور گاز و مجموعة انژكتورهاي گاز را كه در سيستم گازسوز خودروها نصب مي‌شوند نشان مي‌دهند.

شكل نمونه‌اي از انژكتور گاز (كيت‌هاي نسل سوم و چهارم)
-1مخلوط كننده گاز / هوا يا انژكتور گاز بايد با الزامات آزمون‌هاي مربوط به قطعات كلاسه‌بندي شده در كلاس يك و دو انطباق داشته باشند
2 قطعات الكتريكي مربوط به مخلوط كننده يا انژكتور گاز كه حاوي CNG هستند بايد با الزامات ذيل سازگار باشند
الف ـ هر قطعه بايد داراي يك اتصال بدنه مجزا (جداگانه) باشد.
ب ـ سيستم الكتريكي قطعه بايد از بدنه آن عايق شده باشد.
پ ـ‌ هنگام قطع بودن جريان برق، انژكتور بايد در حالت بسته باشد.

واحد كنترل الكترونيك ( ECU )
در سال‌هاي اخير‌ بعلت وجود مشكلاتي نظير آلودگي هوا و محدود بودن منابع سوختي سبب شده است تا پارامترهاي مصرف سوخت و آلاينده‌هاي خروجي از خودرو اهميت زيادي پيدا كنند.
براي دستيابي به كمترين مصرف سوخت و آلايندگي در خودرو ‌لازم است موتور بطور كامل و همه جانبه كنترل شود. از اينرو كنترل الكترونيكي موتور توسط سيستم‌هاي مديريت موتور (EMS) كه طي سالهاي اخير توسعه يافته‌اند صورت مي‌پذيرد. اين سيستم‌ها شرايط كاركرد موتور را توسط سنسورهايي نظير دور موتور دماي آب خنك كننده دماي هواي ورودي نسبت هوا به سوخت در اگزوز و.. در هر لحظه از كار موتور معين مي‌كنند. بدين ترتيب كه سنسورهاي مذكور‌ در هر لحظه يك سيگنال خروجي متناسب با وضعيت پارامتر مورد نظر در موتور به واحد كنترل الكترونيكي ارسال مي‌كنند. واحد كنترل الكترونيكي پس از دريافت اين سيگنالها محاسبات لازم را براي تعيين پارامترهاي كنترلي (ميزان پاشش سوخت و زاويه جرقه) انجام مي‌دهد و بر اساس نتايج بدست آمده فرمان‌هاي لازم را به عملگرهاي سيستم ارسال مي‌نمايد. عملگرها همان انژكتور و كويل هستند كه با گرفتن فرمان از ECU سوخت را به ميزان لازم بدرون موتور پاشيده و در زمان مناسب آن را محترق مي‌سازند.
بدين ترتيب اين سيستم كنترلي با كنترل مصرف سوخت مي‌تواند نسبت هوا به سوخت را كنترل نمايد. كنترل نسبت هوا به سوخت و تنظيم آن در حالت استوكيومتريك لازمه كاهش آلاينده‌ها توسط مبدل كاتاليستي است كه سيستم EMS اين عمل را انجام مي‌دهد.
در حقيقت ECU بر اساس مقدار نسبت هوا به سوخت كه از سنسور مربوطه دريافت مي‌كند محاسبات خود را بر مبناي استوكيومتريك شدن مخلوط هوا به سوخت انجام مي‌دهد و ميزان سوخت مصرفي لازم را محاسبه مي‌كند.
( سيستم كنترل مدار بسته)
در نهايت نسبت هوا به سوخت در موتورهاي انژكتوري كه از سيستمهاي (EMS) استفاده مي‌كنند‌ همواره در حالت استوكيومتريك يا نزديك به آن قرار مي‌گيرد و اين امر سبب مي‌شود كه مبدل كاتاليستي با راندمان بالايي آلاينده‌هاي خروجي را كاهش دهد.
بدين ترتيب ECU بعنوان واحد كنترل سيستم مديريت موتور نقش مهمي را در كنترل مصرف سوخت و آلاينده‌ها ايفا مي‌كند.
شكل‌ زير نمونه‌هايي از ECU بكار رفته در سيستم‌هاي گازسوز و شماتيك سيستم مديريت موتور را نمايش مي‌دهند.

شكل 23- نمونه‌اي از واحد كنترل الكترونيكي سيستم گازسوز

شكل 24- شماتيك سيستم مديريت موتور (EMS)

نكته: در موتورهاي انژكتوري بنزيني در صورت استفاده از كيت گازسوز انژكتوري ECU سيستم بنزيني اضافه مي‌شود و در چنين حالتي ارتباط ميان ECU سيستم گازسوز و سيستم بنزين سوز به يكي از طريق زير است:
1.     ارتباط Master-Slave كه در آن ECU گاز از پردازش و محاسبات ECU بنزين استفاده مي‌كند و خروجي‌هاي محاسبه شده را براي سوخت گاز اصلاح مي‌كند.
2.     ارتباط Stand-Alone كه در آن ECU گاز با دريافت اطلاعات لازم از سنسورهاي مختلف محاسبات لازم را انجام مي‌دهد و زمان جرقه و نسبت هوا به سوخت را كنترل مي‌كند.
3.     ECU بعنوان يك قطعه الكترونيك حساس و مهم در خودرو بكار مي‌رود از اينرو لازم است موارد مربوط به نصب آن كاملاً رعايت شود تا آسيبي به اين قطعه وارد نگردد. از جمله نكات مهم جهت نصب و بكارگيري ECU عبارتند از :
4.            ECU نبايد در محلهايي كه تحت تأثير حرارت ناشي از موتور هستند نصب گردد.
5.            ECU بايد در محلي نصب شود كه در برابر رطوبت و پاشش آب محافظت شده باشد.
6.            ECU نبايد در نزديكي سيمها يا كابلهاي با جريان بالا قرار گيرد.
7.            ECU يا كابل عيب‌يابي آن بايد دسترسي مناسب جهت مواقع عيب‌يابي را داشته باشند.

استانداردهاي مورد نیاز در کیت های گازی در خودرو ها

مطالب مشابه :

اعلام نتایج آزمون کتبی و تاریخ آزمون عملی ادواری مرحله اول سال 1392

مسابقات علمي-كاربردي سال 88-89

استانداردهاي مورد نیاز در کیت های گازی در خودرو ها

جذب نیروی شرکت فولاد مبارکه اصفهان در مقطع تحصیلی دیپلم و فوق‌ديپلم در سال 1392

آگهي استخدام دانشگاههاي افسري ارتش جمهوري اسلامي ايران

ویژگیهای تیپ های شخصیتی منطبق بر آزمون رغبت سنج ومشاغل مناسب آنها

» استاندارد مديريت كيفيت آزمايشگاهي - استاندارد بوشهر ISO 17025

آئين نامه نحوه تشکيل و اداره آموزشگاه های فنی و حرفه ای آزاد

بازدید نماینده مردم کلاله،مراوه تپه و مینودشت درمجلس شورای اسلامی

رشته ماشينهاي كشاورزي :