إن الغاز الطبيعي المستخدم بالمنازل لأغراض التدفئة وتشغيل الأفران هو الغاز الطبيعي نفسه المستخدم بالسيارات، وتسمى السيارة التي تعمل بالغاز الطبيعي Natural Gas Vehicle. الغاز الطبيعي هو من أنواع الوقود البسيطة جدا ويتركب من حوالي ٩٠% ميثان (CH4)، وهو يتكون من ذرة من الكربون متصل بها أربع ذرات من الهيدروجين، والباقي بروبان وبيوتان ومركبات أخرى. يتغير تركيب وقود الغاز الطبيعي طبقا لمصدر استخراجه.
إن محرك الغاز الطبيعي هو محرك احتراق داخلي يشبه في تصميمه محرك البنزين ومحرك الديزل، وفي الواقع فإن محركات الغاز الطبيعي هي محركات بنزين أو ديزل مع تعديل في نظام الوقود.
أحيانا يطلق عليها محركات الغاز الطبيعي ذات الاشعال بالشرارة، وتستخدم تلك النوعية من المحركات الغاز الطبيعي فقط كمصدر للوقود، وهي تتميز بارتفاع جودة الاحتراق وانخفاض الانبعاثات، وبعض السيارات التي تستخدم غاز طبيعي تزود بخزان وقود بنزين كخزان احتياطي لاستخدامه عند نفاذ الغازالطبيعي حتى تتم إعادة تعبئة أسطوانات تخزين الغاز.
تستخدم محركات الوقود المزدوج خليطاً من الغاز الطبيعي والديزل. يحقن وقود الديزل مباشرة في غرفة الاحتراق في حين يخلط الغاز الطبيعي والهواء في مجمعات السحب بواسطة المغذي أو أنظمة حقن الغاز. وتختلف نسبة خلط الغاز الطبيعي والديزل طبقا لاختلاف الأحمال، وتتراوح النسبة ما بين صفر% إلى ٨٠%غاز.
وعند الأحمال المنخفضة تكون نسبة الديزل أعلى، بينما مع الأحمال المرتفعة فإنه يستخدم نسبة غازأعلى. والمحركات مزدوجة الوقود هي ناتج تحويل محركات الديزل لتعمل بالغاز الطبيعي، وهي تتميز بعدم اعتمادها كليا على الغاز الطبيعي كمصدر إمداد للوقود، وبالتالي فعند نفاذ الغاز الطبيعي أو وجود السيارة بعيدة عن محطات شحن أسطوانات الغاز، فان السيارة يمكنها أن تعمل فقط بوقود الديزل.
استخدام الوقود الثلاثي هو تطور حديث نسبيا، فالمحركات الثلاثية الوقود تستخدم البنزين والإيثانول (إما منفصلين أو مختلطين مع بعضهما البعض) مع الغاز الطبيعي، وبالتالي فان السيارة ذات الوقود الثلاثي يمكن أن تعمل على البنزين والإيثانول (أو كليهما)، أو الغاز الطبيعي. أول مرة تستخدم سيارات الوقود الثلاثي كان بالعام ٢٠٠٥ م بالبرازيل.
يتم في الوقت الحاضر تطوير تقنية تستخدم حقن الغاز الطبيعي مع الديزل مباشرة عند ضغط عالي داخل غرفة الاحتراق. تعتمد محركات الحقن المباشر ذات الضغط العالي على الديزل في حدوث الاشتعال مثل محركات الوقود المزدودج؛ ولكن يختلف نظام الوقود بها في طريقة خلط الديزل مع الغاز. وقد بينت الأبحاث أن تلك المحركات تعطي أداء مشابها لمحركات الديزل.
يمكن تلخيص مميزات محركات الغاز الطبيعي فيما يلي:
 |
| سيارات الغاز الطبيعي Natural Gas Vehicle |
محركات الغاز الطبيعى Natural Gas Engine
يشغل الغاز الطبيعي حجما أكبر من الأنواع الأخرى للوقود السائل، وبالتالي يجب ضغطه وتحويله للحالة السائلة حتى يصبح عمليا للاستخدام في أغراض النقل، ويخزن الغاز الطبيعي بالسيارات داخل خزانات ضغط عال حتى يحتفظ بحالته السائلة، كما أن تخزينه بحالته السائلة يعتبر ضرورة، لأن السيارة لا تستطيع تخزين غاز بكميات كافية لتحقق مسافات تشغيل كبيرة في حالة ما احتفظ الغاز بحالته الغازية، وتعطي خزانات الغاز عالية الضغط بسيارات الغاز الطبيعي نفس مسافات التشغيل التي تعطيها سيارات البنزين والديزل، والغاز الطبيعي المضغوط (CNG) هو الأكثر انتشارا في مجال الاستخدام بمحركات سيارات الغاز الطبيعي.
ويعدل نظام الوقود في محركات الغاز الطبيعي حتى يسمح للغاز بالتبخر والخلط مع الهواء الداخل. ويحتوي نظام وقود الغاز الطبيعي على صمام خلط مبسط يحل محل المغذي أو بخاخات الوقود بالمحركات التقليدية ذات المغذى أو ذات أنظمة الحقن.
ويمكن لمنظومة وقود الغاز الطبيعي أن تستخدم مع منظومات التحكم بالحاسب كما هو الحال في المحركات التقليدية؛ لأن وقود الغاز الطبيعي وقود بسيط وفي نفس الوقت يتميز بارتفاع رقم الأوكتان فهو ينتج انبعاثات أقل بكثير من الأنواع الأخرى للوقود.
أنواع محركات الغاز الطبيعي
محركات الغاز الطبيعي تناسب مدي واسع من التطبيقات تتراوح بين الاستخدام في السيارات والمركبات التجارية الخفيفة والشاحنات والحافلات والروافع الشوكية وحتى الاستخدام في القطارات ومولدات الكهرباء. وخصائص الغاز الطبيعي النظيفة (انخفاض الملوثات بالعادم) وغياب الجزيئات الملوثة تقلل من التأكل الذي يحدث عادة في محركات البنزين أو الديزل. وأيضا فلتر الزيت وزيت المحرك يتم تغييرها بعد فترة طويلة مما يقلل من تكاليف التشغيل.
اما انواع محركات الغازالطبيعي فيوجد الانواع الاتية
اما انواع محركات الغازالطبيعي فيوجد الانواع الاتية
محركات أحادية الوقود Mono-Fuel Engines
محركات ثنائية الوقود Bi-Fuel Engines
يعمل المحرك ثنائي الوقود على الغاز الطبيعي أو البنزين (أو أي وقود آخر يشتعل بالشرارة مثل الميثانول). يمكن تحويل المحركات التقليدية بالسيارات إلى محركات ثنائية، ويلاحظ أن تلك المحركات تعتمد على احتراق البنزين عند بدء الإدارة وبالتالي تستهلك كميات صغيرة فقط من وقود البنزين.
محركات الوقود المزدوجة Dual Fuel Engines
محركات ثلاثي الوقود Tri-Fuel Engines
محركات الحقن المباشر ذات الضغط العالي High Pressure Direct Injection Engines
مميزات وعيوب الغاز الطبيعى للسيارات
- توفر الغاز الطبيعي بكميات كبيرة
- انبعاثات أقل ضررا وتلوثا للهواء الجوي
أما عيوب استخدام الغاز الطبيعي فهي كما يلي:
- خزانات الضغط العالي التي تستخدم لحفظ الوقود تعطي وزنا إضافيا للسيارة وترفع من تكلفتها.
- إن إعادة ملء خزانات الوقود في سيارات الغاز الطبيعي تأخذ وقتا أطول من سيارات البنزين أو الديزل.
- قلة عدد محطات تعبئة الغاز الطبيعي بالمقارنة بمحطات تعبئة الوقود التقليدي.