مقدمه
از دیدگاه کارشناسان دو دهه پایانی قرن بیستم سالهای شگفتی و زمان یکه تازی فن آوری در عرصه های گوناگون حیات بشری لقب گرفته و اکنون در اغاز هزاره سوم میلادی شرایط جهان به گونه ای است که بیش بینی می گردد دگرگونی شیوه های تولید کالا و ارائه خدمات چهره زندگی را متحول خواهد کرد.
بخش عمده ای از تحولات یاد شده در صنعت تجلی یافته است و گروه های مختلف صنعتی از جمله صنعت خودرو سازی به نحوی متاثر از این فرایند پویا بوده اند و رقابت در زمینه کسب بازارهای جدید حفظ بازار و مشتری موجود بدون آنها امکان پذیر نمی باشد.
تولید خودرو و فعالیت های صنعتی وابسته به آن در زمره گسترده ترین و پرسودترین فعالیتهای صنعتی- اقتصادی قرار دارند. صنعت خودرو از جمله صنایع مهم و تاثیر گذار در سرنوشت اقتصادی کشورهاست. پس از جنگ جهانی دوم رشد مثبت تولید خودرو بخصوص خودروهای سواری افزایش یافته ودر سالهای اخیر شاهد پیشرفتهای قابل توجهی در این زمینه بوده ایم. به همین دلیل بازار خودرو از رونق بسیار خوبی بهره مند شده و به لحاظ اهمیت آن در رده صنایع اساسی و زیر بنائی طبقه بندی شده و همواره مورد حمایت و تشویق دولتها قرار گرفته است.
این صنعت سهم بالایی از تولید ناخالص ملی کشورهای توسعه یافته را به خود اختصاص می دهد. بطور مثال در امریکا اروپای غربی و ژاپن به ترتیب 7/ 14 درصد 2/10 درصد و4/9 درصد مجموع تولیدات صنعتی به این صنعت اختصاص دارد.
خودرو سازی به دلیل ماهیت ویژه خود با شمار زیادی از صنایع نظیر فلزی ریخته گری ماشین سازی شیمیایی الکترونیک و رایانه نساجی غیر فلزی در ارتباط است و به سهم خود باعث شتاب تحرک و توسعه این صنایع بوده و ضمن ایجاد ارزش افزوده مناسب درصد بالایی اشتغال در جامعه ایجاد میکند.
هر کشوری که دارای صنعت قدرتمند و مستقل خودرو سازی باشد در بیشتر بخشهای صنعتی از وضعیت مطلوبی برخوردار است. لذا صنایع خودرو و قطعه سازی کشور در صددند با گسترش عرصه فعالیت های خود جایگاه خود را در اقتصاد داخلی و بین المللی پیدا نموده با بالندگی و پویایی خود روند توسعه اقتصادی کشور را تحت تاثیر قرار دهند.
در این گزارش کار سعی برآان داریم به طور اجمالی به ارائه تاریخچه خودرو ، بیان ویژگی های این صنعت و گزارش از واحدهای مهم مرکز تحقیقات ایران خودرو بپردازیم.
شرکت ایران خودرو یک شرکت بسیار بزرگ ومجهز درصنعت خودرو سازی کشورمی باشد وهمچنین دارای کادری مجرب و متخصص است.
شرکت از بخشهای مختلفی تشکیل یافته است.بخشهائی در ارتباط با نیروی انسانی مرکز تحقیقات وطراحی و بخشهای تولیدی وکارگاهی و...
مرکز وهسته مطالعات وتست وآزمایشات شرکت مرکزتحقیقات (R&D) می باشد.
برای تولید یک محصول جدید ابتدا باید محصول تعریف شود این تعریف که شامل خصوصیات مختلفی است که باید محصول داشته باشد از طرف مدیریت شرکت که نماینده مشتری است انجام می شود.
این تعریف به واحد مهندسی خودرو که جزئی ازمرکز تحقیقات است می رود تا با همکاری مستقیم مرکزمطالعات استراتژیک (portfolio vehicle outline)pvoمحصول تهیه وتدوین شود. سپس این طرح به مجری پروره داده شده ودرقالب چند پروره از قبیل استایل وطراحی بدنه وطراحی تزئینات وقوای محرکه و واحد ساخت نمونه فرستاده می شود تا قسمتهای مختلف آن طراحی شده ونمونه ای از آن ساخته شود وبعد از تستهای بسیار و برطرف کردن مشکلات آن و پس از تائید نهائی مدرک (engineering sign off)که یک مدرک معتبر جهت تائید طراحی محصول وسیستمهای آن در فازهای مختلف طراحی و تکوین برمبنای برنامه ارزیابی طراحی(design verification plan)DVPاست تدوین می شود.
این گزارش کار شامل گزارشی از واحدهای مختلف مرکز تحقیقات ایران خودرو میباشد.
مهمترین این واحدها واحد مهندسی خودرو واحدCNG واحد لیزر نمونه سازی واحد نمونه سازی سریع و آزمایشات تست می باشد.
هم ویژگیهای صنعت خودرو
تولید بیش از 50 میلیون و 800 هزار دستگاه خودرو در سال 2000 میلادی
ایجاد اشتغال برای بیش از 100 میلیون نفر در سراسر جهان
از هر ده شغل صنعتی در جهان یک شغل آن به صنعت خودرو اختصاص دارد.
رده اول در بخش صنعت و رده دوم در اقتصاد جهان پس از بانکها
ادغام تولیدکنندگان بزرگ خودرو و سازندگان قطعات خودرو و در نهایت شکل گیری
شبکه تولید بهره گیری از ظرفیت خالی و سرمایه گذاری در توسعه محصول.
ارتباط گسترده و تنگاتنگ صنعت خودرو با سایر گروههای صنعتی از قبیل فلزی
ریخته گری ماشین سازی شیمیایی الکترونیک و رایانه نساجی غیر فلزی سهم عمده در ارزش افزوده بخش صنعت
واحد مهندسی خودرو
اداره کل مهندسی خودرو به منظور حصول اطمینان از هماهنگ بودن پروژه های طراحی و توسعه محصول با اهداف تعریف شده مستقیما زیر نظر معاونت طراحی و توسعه محصولات جدید NPD تشکیل شده است. اهم وظایف این اداره کل در قالب موارد زیر امده است.
همکاری مستقیم با مرکز مطالعات استراتزیک در راستای تهیه و تدوین portfolio vehicle outline) ) PVO برای محصولات جدید مورد نظر.
تعریف پروژه های طراحی و توسعه جدید در قالب فرمهای استاندارد شده در سطح مرکز NPD.
جمع آوری اطلاعات مورد نیاز در خصوص الزامات قانونی legislation هر یک از بازارهای هدف و بروز نگه داشتن این اطلاعات برای ارائه به پروژه های طراحی و توسعه و نظارت بر درست انتخاب شدن این الزامات قانونی دراین پروژه ها
جمع آوری اطلاعات لازم در مورد ویژگی های خاص و یا امکانات خاص از محصولات رقیب به منظور بوجود اوردن امکان ارزیابی محصولات جدید شرکت با دیگر رقبا .
اعمال نظارت بر روی مدرک features list تهیه شده توسط پروژه های طراحی وتوسعه محصول جد ید به منظور حصول اطمینان از رعایت کلیه خواسته های تعریف محصول و در نهایت تایید این مدرک جهت انتشار.
انجام فاز هدف گذاری خرد ( فاز target setting ) هر یک از پروژه ها به منظور حصول اطمینان از همراستایی این اهداف خرد با اهداف کلی پروژه های طراحی و توسعه محصولات جدید.
تهیه لیست اقلام تست های مورد نیاز برای فازهای توسعه و تایید محصولات جدید.
اعمال نظارت بر روی مدرک (design verification plan ) DVP تهیه شده توسط هر یک از پروژه ها به منظور حصول اطمینان از صحت ان و در نهایت تایید این مدرک.
اعمال نظارت بر روی PDS ها و SPDS های محصول به منظور حصول اطمینان از انطباق و هماهنگی این مدارک با نیازمندی های پروژه های مرتبط و در نهایت تایید این مدارک جهت انتشار.
حصول اطممینان از صحت انجام تست های Validation Development & محصولات جدید. به همین منظور در کلیه پروژه ها هماهنگی های لازم برای انجام تست ها با مراکز تست از طریق واحد مهندسی خودرو صورت می بذیرد.
انجام هماهنگی های لازم جهت اخذ type approvai محصولات جدید.
حصول اطمینان ازتحقق یافتن کلیه اهداف پروژه در قالب engineering sign off
اعمال نظارت مورد نیاز برای حصول اطمینان از روند صحیح پروژه های تعریف شده با درنظر گرفتن خروجی های بروزه ها در قالب gateway های مشخص
ارائه بازخورهای لازم به ریاست مرکز در مقاطع زمانی مشخص به منظور تصمیم گیری برروی روند پروژه.
اعمال نظارت بر هماهنگی و همراستایی پروژه های سیستمی با پروژه های طراحی و توسعه محصول جدید.
واحد CNG
با توجه به اینکه در کشور ما دسترسی به گاز طبیعی ارزان قیمت امکان پذیر است لذا از نظر اقتصادی نیز توسعه این سوخت جهت مصرف ان در خودروها قابل بررسی خواهد بود. وجود منابع و میادین گازی مختلف در کشور باعث می شود که در این ثروت خدادادی بهتر و بیشتر استفاده نمائیم. اغلب میادین گازی کشور غنی بوده و تا 90% دست نخورده باقی مانده است.
این واحد مرکز تحقیقات ایران خودرو به تحقیق در این مورد می پردازد و در نظر دارد خودروهای تولیدی خود را طوری طراحی کند که با این سوخت نیز بتواند حرکت کند.
در گزارش از این واحد به دو پروژه ای که در حال انجام است یعنی بررسی عملکرد آلایندگی و معرف سوخت در انواع مختلف خودروهای گاز طبیعی سوز و بررسی عملکرد حلقه ی نشیمنگاهی چدن آلیازی در بهبود کارآیی موتور گازسوز CNG.
برسی عملکرد, آلایندگی, مصرف سوخت در انواع مختلف خودروهای گاز طبیعی سوز
وجود اختلاف در فرمول شیمیائی خواص فیزیکی و رفتار احتراقی بین سوخت گاز طبیعی و سوختهای هیدروکربنی مایع باعث میشود که عملکرد و آلایندگی و مصرف سوخت کاملا متفاوتی در موتورهای احتراق داخلی بوجود آید. بالا بودن عدد اکتان این سوخت باعث می شود تا راندمان حرارتی وقابلیت کاردهی سیکل ترمودینامیکی حاکم بر موتور افزایش یابد. از طرف دیگر گازی شکل بودن و اشغال حجم زیاد وهمچنین پائین بودن سرعت پیشروی شعله در مخلوط باعث کاهش فشار میانگین موثر ترمزی در طی سیکل و به منبع آن توان تولید شده می گردد.
با استفاده از مطالعات تحقیقات و تجربیات صورت گرفته اثر پارامترهای مهم در عملکرد و آلایندگی موتور شامل نسبت تراکم زاویه جرقه نسبت هوا به سوخت مورد بحث و بررسی کامل قرار می گیرد. همچنین اهمیت تنظیم مجموعه سوخت رسانی گاز طبیعی با بررسی اثر آن بر روی عملکرد و آلایندگی موتور اشاره می گردد.
در انتها به استفاده از گاز طبیعی در موتورهای دیزلی و اثر آن بر روی پارامترهای عملکرد آلایندگی و مصرف سوخت به تفصیل پرداخته می شود.
خودرو های گاز طبیعی سوز
تقسیم بندی خودروهای گاز طبیعی سوز براساس مجموعه سوخت رسانی و جرقه آنها در موتورهای درونسوز صورت می گیرد. بر این اساس این خودروها شامل دو گانه سوز (Bi-Fuel) صد در صد گاز سوز(Dedicated) و دوسوخته ی توام(Dual Fuel) میباشد . دو مورد اول در موتورهای اشتعال جرقه ای و مورد سوم در موتورهای اشتعال تراکمی کاربرد دارند .
این خودروها معمولا با اضافه نمودن تجهیزات اضافی مثل مخزن و لوله کشی گاز و تنظیم کننده ی فشار(رگلا تور) و شیرهای برقی و اطمینان و آمیزنده (میکسر) یا افشانه ها (انژکتور) و... در خارج از کارخانه تولید خودرو آمده میگردند. مجموعه های دو سوختی توام دارای ملاحظات ویژه ای به خاطر احتراق همزمان دو سوخت بوده و معمولا سیستم کنترل این موتورها پیچیده گی خاصی دارد. در مجموعه ی دو سوختی توام گاز از طریق یک آمیزنده یا افشانه ها وارد هوای ورودی و سپس وارد سیلندر می گردد. معمولا در این مجموعه ها قسمت اعظم انرژی توسط گاز تامین شده و گازوئیل به عنوان سوخت آتشزا عمل میکند. جهت دستیابی به بهترین نقاط عملکرد تنظیم و کنترل نسبت گاز اهمیت زیادی خواهد داشت. جهت بهره گیری از مزایای نسبی سوخت گاز طبیعی در مقایسه با سوخت های هیدروکربنی طراحی موتور از ابتدا بر اساس سوخت گاز بهترین روش خواهد بود. و این موتورها که صد در صد گاز سوز می باشند دارای راندمان بهتر و افت عملکرد بسیار پایین خواهد بود.
وجود تفاوتهای بنیادی و اساسی در خواص فیزیکی و شیمیایی و ماهیت احتراقی این گاز باعث عملکرد و آلایند گی ومصرف سوخت متمایزی در مقایسه با سوخت های هیدروکربنی مایع میشود.
در جدول (1) یک مقایسه کامل از عوامل یا خواص و همچنین بیامد یا ضرورت آنها برای این سوخت در موتور آورده شده است. سرعت شعله با فشار تغییر میکند. همانطور که ملاحظه می شود برای فشار های کمتر از 4.3bar سرعت شعله آرام متان بیشتر از بنزین وبرای فشارهای بالاتر از آن کمتر می باشد. در شرایط واقعی عملکردی موتور نیز احتراق عملا در فشارهای بالاتر از این مقدار صورت می گیرد. لذا برای احتراق در موتور سرعت شعله متان کمتر از بنزین می باشد. دمای مخلوط نیز روی سرعت شعله اثر میگذارد بطوریکه با افزایش دمای مخلوط سرعت شعله نیز افزایش می یابد. یکی دیگر از خواص این سوخت تاخیر در اشتعال آن می باشد. اساسا تاخیر شیمیایی گاز طبیعی بعلت تقارن و پایداری نسبی مولکول متان بیشتر از بنزین می باشد. اما تاخیر فیزیکی آنها به دلیل کمتر بودن آن بسیار ناچیز(تقریبا صفر) است. لذا به دلیل کمتر بودن سرعت شعله گاز طبیعی طول دوره احتراق آن به میزان قابل توجهی افزایش خواهد یافت.
این مسئله ضمن آنکه نیاز به زاویه( اوانس) بیشتری را برای جرقه در پی خواهد داشت باعث افزایش دما واتلافات حرارتی بیشتر و همچنین تولید اکسیدهای نیتروژن خواهد شد. طول دوره ی احتراق به دور موتور و نسبت هوا به سوخت و همچنین بار موتور بستگی دارد. نتایج تجربی برای موتورهای گاز سوز نشان می دهد که حداکثر گشتاور( MBT ) برای موتور وقتی بدست می آید که نقطه ی وسط احتراق 10 درجه بعد از نقطه ی مرگ بالا قرار گیرد.
برای کاهش اثرات منفی مربوط به طولانی تر بودن طول دوره احتراق لازم است تا حد امکان سرعت شعله افزایش و تایر در اشتعال کاهش یابد. به همین منظور در موتورهای گازسوز دو راه پیشنهاد می شود که عبارتند از :
بهبود الگوی جریان ورودی به محفظه ی احتراق و افزایش سرعت شعله با اعمال آشفتگی (Turbulence ) بهینه در جریان.
کاهش تاخیر در اشتعال با بکار گیری مجموعه های جرقه ی بر انرژی.
رفتارهای موتورهای گازسوز اشتعال جرقه ای
همانطور که گفته شد یکی از مزیت های گاز طبیعی محدوده وسیع مقدار ضریب هوای اضافه برای اشتعال پذیری که وابسته به نوع سوخت و نسبت تراکم موتور است میباشد. د برای سوخت بنزین سطح ناحیه غنی و برای متان سطح ناحیه ی فقیر بیشتر می باشد.
به خاطر چگالی پایین گاز مخلوط استوکیومتریک آن حجم بیشتری از هوا را در مقایسه با مخلوط بنزین و هوا اشغال می کند. لذا در یک حجم جابجایی ثابت مقدار مخلوط هوا و سوخت که به داخل موتورکشیده شده و می سوزد در هر ضرب کاهش یافته و به تبع آن قدرت خروجی کاهش خواهد یافت. در این حالت باید هر مزیت و برتری نسبی گاز طبیعی که همان بالا بودن عدد اکتان است بهره جست. افزایش نسبت تراکم باعث ازدیاد سرعت شعله و متعاقب آن سبب افزایش توان می شود. افزایش نسبت تراکم باعث ازدیاد فشار داخل سیلندر شده و بتبع آن دما افزایش یافته و کارآئی سیکل نیز بالا میرود.
بررسی مهم دیگر اثر نسبت تراکم بر روی مصرف ویژه سوخت در ضریب هوای اضافه مختلف می باشد . هنگامی که مخلوط فقیر می شود مصرف ویژه سوخت تا ضریب هوای اضافه 11/1 کاهش یافته و پس از آن روند صعودی دارد .مخلوط فقیر دارای سوخت کم ولی هوای اضافه می باشد که در آن احتراق کامل انجام شده ولذا مصرف ویژه سوخت کاهش می یابد. افزایش بیشتر ضریب هوای اضافه مصرف ویژه سوخت را به خاطر بد شدن نرخ احتراق مخلوط (Rate Of Combustion) وسرعت سوختن مخلوط (Burning Velocity) کاهش می دهد. بر عکس وقتی مخلوط غنی میشود بخاطر احتراق ناقص وتولید انرژی حرارتی کم مصرف ویژه افزایش می یابد.
تنظیم یک مجموعه سوخت رسانی گاز طبیعی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. نتایج آزمایش با کیت گاز طبیعی در حالت تنظیم استاندارد با حالتی که برای شرایط آلایندگی پائین وهمچنین در حالتی که برای قدرت خروجی بیشینه تنظیم شده است تفاوت اساسی دارد.
افت قدرت در حالت کیت استاندارد در محدوده مختلف کارکرد موتور بین 12- 25 درصد در مقایسه با حالت پایه افت توان نشان می دهد. ولی پس ازتنظیم پیچ قدرت این افت قدرت به حدود 14 درصد رسیده است.
میتوان تغییرات مونوکسید کربن (CO) را در سرعتهای مختلف برای موتورهای بنزینی و گاز طبیعی سوز در تنظیمات سه گانه فوق بررسی کرد.
این آلاینده در کلیه دوره ها مخصوصا در حالت تنظیم پیچ قدرت برای آلودگی بایین از حالت بنزینی کمتر می باشد.
یکی دیگر از پارامترهای مهم در عملکرد و آلایندگی موتورهای گاز سوز مسئله پیشرسی جرقه می باشد.
باید تغییرات نقطه بیشینه گشتاور ترمزی (MBT) را در مقادیر مختلف نسبت هوا به سوخت در بار کامل دو بار جزئی برای سوخت بنزینی و گاز طبیعی با یکدیگر مقایسه کرد. نتیجه می گیریم که زمان جرقه بهینه با افزایش ضریب هوای اضافه به خاطر کاهش سرعت شعله در مخلوط فقیر افزایش می یابد. در حالت تمام بار زمان بیشرسی جرقه برای سوخت گاز 2 تا 7 درجه در یک مخلوط استوکیومتریک بیشتر است. ولی این اختلاف با افزایش نسبت هوا به سوخت کاهش می یابد. در بار جزئی 65 درصد بار کامل زاویه ی جرقه ی بهینه گشتاور ترمزی برای گاز 2 تا 5 درجه در مخلوط درست بیشتر از سوخت بنزین است.
بايد تغييرات نقطه بيشينه گشتاور ترمزي (MBT) را در مقادير مختلف نسبت هوا به سوخت در بار کامل دو بار جزئي براي سوخت بنزيني و گاز طبيعي با يکديگر مقايسه کرد. نتيجه مي گيريم که زمان جرقه بهينه با افزايش ضريب هواي اضافه به خاطر کاهش سرعت شعله در مخلوط فقير افزايش مي يابد. در حالت تمام بار زمان بيشرسي جرقه براي سوخت گاز 2 تا 7 درجه در يک مخلوط استوکيومتريک بيشتر است. ولي اين اختلاف با افزايش نسبت هوا به سوخت کاهش مي يابد. در بار جزئي 65 درصد بار کامل زاويه ي جرقه ي بهينه گشتاور ترمزي براي گاز 2 تا 5 درجه در مخلوط درست بيشتر از سوخت بنزين است.
بيشرسي جرقه اثر قابل توجهي بر روي آلاينده ها و مصرف سوخت دارد. آلاينده ي هيدروکربنهاي نسوخته (UHC) واکسيدهاي نيتروژن(NO ) با افزايش بيشرسي جرقه افزايش مي يابند.
با افزايش بيشرسي جرقه دماي محفظه احتراق بالا رفته و در حالت مخلوط استوکيومتريک بيشترين اکسيد نيتروژن توليد خواهد شد. با افزايش بيشرسي جرقه بعلت وقوع احتراق کامل مصرف سوخت کاهش مي يابد. اين روند تا يک نقطه مشخص ادامه يافته و سپس مصرف سوخت افزايش مي يابد. دليل اين مسئله آنست که بيشرسي جرقه خيلي زياد باعث کشيده شدن احتراق به فرايند تراکم شده و سرعت شعله در محل اصلي احتراق- که بايد فشار بيشينه و کار توليد گردد- کاهش يافته و به تبع آن هيدروکربنهاي نسوخته و مصرف سوخت افزايش مي يابد.
موتورهاي گازسوز دوسوختي توام
براي موتور ديزل در محدوده ي زماني يک يا دو ميلي ثانيه حول و حوش نقطه مرگ بالا به علت افزايش دما در مرحله ي تراکم احتراق بشکل خود اشتعالي رخ مي دهد. اين در حاليست که براي خود اشتعالي مخلوط هوا و متان به دماي بسيار بالاتري نسبت به انچه بطور طبيعي در فراينده تراکم موتور ديزلي اتفاق مي افتد مورد نياز خواهد بود. در حقيقت در يک موتور بدون اينکه سوخت ديزلي تزريق شود. در صورتي متان وهوا خود اشتعالي خواهند داشت که نسبت تراکم موتور به مقادير بسيار بالايي فراتر از 20:1 افزايش يافته يا اينکه با بيش گرم کردن دماي هوا تاحد بسيار بالايي افزايش يابد اين چنين عملکردي براي موتور نامطلوب بوده و موتور به شدت کوبش خواهد کرد پس مي توان گفت که در يک موتور ديزل معمولي مخلوط متان وهوا نمي تواند به روش قابل قبولي به خود اشتعالي برسدک. لذا اگر سوخت ديزل در يک ناحيه به داخل مخلوط متان وهوا وارد شود مقدار دماي مورد نياز براي رسيدن به خود اشتعالي به طور قابل توجهي کاسته خواهد شد. شعله اي که ممکن است از اين منطقه بخش شود به راحتي مي تواند بقيه مخلوط را که فقير است اتش زده و گسترش يابد. به همين خاطر مي توان احتراق رضايت بخش متان را با تزريق مقداري سوخت ديزل بوجود اورد.
يک مقايسه بين عملکرد اشتعال حرفه اي و دو سوختي توام سوخت گازي براي يک موتور نشان مي دهد که مصرف مخصوص براي حالت اشتعال مي باشد.
بنابر اين اغتب مي توان عملکرد بهتري را با سوخت ديزل همراه با سوخت گاز طبيعي يا ديگر سوخت هاي گازي در مقايسه با حالت اشتعال جرقه اي بدست اورد. دليل اصلي اين عملکرد بهتر اين است که ديزل با هواي اضافي زياد عمل مي کند و بنا براين اين فرايند احتراق مي تواند بسيار موثرتر و با بازده بيشتر رخ دهد.
در بارهاي سبک موتور ديزلي توان بالاتري را براي يک مقدار ثابت سوخت اتشزا(pilot) توليد ميکند. در اين حالت وقتي نرخ سوخت دهي نسبتا افزايش مي يابد عملکرد ديزل بدليل لزوم احتراق طولاني شروع به خراب شدن ميکند. ولي سوخت گازي افزايش قابل توجهي در توان را مي تواند در مقايسه با سوخت ديزل به دست دهد. در بين اين سوخت هاي گازي گاز متان به توليد توان نسبتا کمتري نسبت به بروبان تمايل دارد. ولي هيدروزن واتيلن به دليل نرخ سوختن سريعترشان نسبت به بروبان داراي توان بالاتر خواهد بود.
تغييرات مصرف انرزي مخصوص بر حسب نسبت اکي والانسهاي متفاوت در سوختهاي گازي براي يک مقدار باشش ثابت نشان مي دهد که بازاي مخلوط هوا و سوخت نسبتا غني مصرف انرزي مخصوص بعلت افزايش انرزي کل مخلوط و سرعت بيشروي شعله و به تبع ان ازدياد فشار سيکل کاهش مي يابد. يکي ديگر از مزاياي موتورهاي دو سوختي توام کاهش قابل ملاحظه ذرات و خصوصا دوده مي شود.
نتيجه گيري
با توجه به وجود منابع سرشار ودست نخورده و همچنين گستر دگي شبکه توزيع گاز طبيعي استفاده از ان در خودروها در کشورمان امري اجتناب نابذير است. با توجه به مطالب فوق مي توان نتيجه گيري کرد که:
ترکيب و خواص فيزيکي و شيمياي گاز طبيعي شديدا به محل استخراج ان بستگي دارد.جزء اصلي گاز طبيعي گاز متان مي باشد. معمولا درصد حجمي اين جزء بسته به منطقه استخراج ان بين 85-98 درصد مي باشد.
متان خالص به عنوان نماينده گاز طبيعي داراي بيشترين عدد اکتان ميباشد که با اضافه شدن ترکيبات ديگر مثل اتن بروبان وبوتان عدد اکتان ان کاهش يافته و به تبع ان توان گشتاور و قابليت رانش خودرو بايين مي ايد.
موتورهاي گاز سوز مي توانند در محدوده گسترده ضريب هواي اضافه بين 1/7- 77 /. کار نمايند و بر اين اساس به دو دسته موتورهاي استرکيومتريک و رقيق سوز تقسيم مي گردند
نسبت تراکم و ميزان آشفتگي خصوصا چرخش اثر بسزايي در عملکرد موتورهاي گازسوز دارد. بطوريکه با افزايش نسبت تراکم سرعت بيشروي شعله و متعاقبا توان زياد مي گردد.
بعلت بايين بودن سرعت شعله در موتورهاي هاي گازسوز دوره احتراق کامل اين سوخت در مقايسه با بنزين بيشتر است.
استفاده از گاز طبيعي در موتورهاي اشتعال تراکمي تنها بشکل دو سوختي توام امکان بذير است.
در يک مقدار مشخص با شش سوخت ديزل با افزايش مقدار گاز توان خروجي افزايش مي يابد (از ضريب هواي اضافه 2 به بعد ) بطوريکه از مقدار ديزل بايه ان بيشي مي گيرد.
تنظيم مجموعه سوخت رساني گاز طبيعي اهميت خاصي دارد. بطوريکه ميتوان انرا بر اساس خواسته ها و استرازدي کنترل براي توان بالا يا مصرف سوخت و الودگي بايين تنظيم نمود.
جدول (1)
وضعيت صنعت خودرو در ايران
-صنعت خودرو قبل از انقلاب
صنعت خودرو سازي در ايران براي اولين بار در سال 1338 با شروع سر هم بندي (مونتاژ) جيب امريکايي در شرکت جيب (پارس خودرو فعلي) شکل گرفت.
در سال 1341 شرکت صنعتي سايکا ( فيات) سر هم بندي فيات 1100 را آغاز کرد. همچنين در همين سال شرکت سهامي صنعتي ايران ناسيونال ( ايران خودرو فعلي ) فعاليت خود را با توليد انواع اتوبوس ميني بوس و کاميونت شروع و متعاقب آن توليد سواري پيکان را در سال 1345 آغازکرد.
در سال 1342 شرکت سهامي توليدي و صنعتي مرتب توليد جيب لندرور را شروع کرد. در سال 1347 شرکت سهامي توليد خودرو سيتروئن (که در سال 1355 به سايپا تغيير نام داد) براي سر هم بندي نوعي سيتروئن مورد بهره برداري قرار گرفت. سپس خودرو ژيان توليد شد و در سال 1355 طي قراردادي با شرکت فرانسوي رنو ساخت رنو 5 هم به توليدات اين شرکت افزوده شد.
در سال 1353 شرکت جنرال موتور ايران در محل شرکت جيب سابق و پارس خودرو امروزي براي توليد سواريهاي شورولت شروع به کار کرد ( اين شرکت در سال 1346 توليد سواريهاي آريا و شاهين را به موازات جيب به محصولات خود اضافه نموده بود ) توليد شرولت 2500 ، 2800 و رويال که در واقع خودرو اپل جنرال موتور بود پس از مدتي متوقف و خودروهاي شورولت نوا بيوک و کاديلاک در اين شرکت توليد شدند.
اگر چه عمر صنعت خودرو در ايران حدود 40 سال مي باشد ولي بعلت نداشتن برنامه دراز مدت تا سال 1371 به صورت سرهم بندي (مونتاژ ) عمل نموده و خريدار قطعات منفصته وارداتي بوده است. در مجموع قبل از پيروزي انقلاب اسلامي 13 شرکت خودرو سازي يکي پس از ديگري تاسيس گرديدند. اين کارخانجات توليدات متنوعي از انواع خودروهاي سواري، اتوبوس، کاميون و وانت را که عمدتا حاصل سر هم کردن قطعات وارداتي بودند در دسترس مصرف کننده گان داخلي قرار مي دادند . به دليل فقدان استراتژي مشخص در زمينه طراحي و توليد خودرو در داخل کشور و اتکا به سرهم بندي کامل تنوع يا حذف محصولات به سهولت انجام مي پذيرد. براي مثال کارخانجات ايران ناسيونال و سايپا در دوره قبل از انقلاب 12 نوع خودرو را توليد و به بازار عرضه نمودند. با اين وجود در اين دوره استراتژي اصلي صنعت خودرو سازي مانند ساير صنايع بر اساس سياست جانشيني کالاهاي وارداتي بود. اما اين استراتژي با موفقيت همراه نگرديد. همچنين در اين دوره بمنظور مقابله با تورم سياست درهاي باز و ارائه تسهيلات ويژه براي واردات اتخاذ گرديد و واردات خودرو بصورت مسافري و تجاري آزاد بود.
درمورد صادرات نيز از سال 1347 صادرات خودرو به خارج آزاد شد بالاترين رقم صادرات خودروهاي سواري 226 دستگاه در سال 1351 است که اين رقم در سال 1356 به 34 دستگاه کاهش پيدا کرد. در مورد ساير خودروها نيز اين امر صادق بوده و صادرات ما هميشه از 100 دستگاه کمتر بوده است. آمارهاي موجود نشان دهنده عدم توجه مديران صنعت خودرو و دولت در آن دوره به بازارهاي خارجي و نفوذ در آنهاست.
بطور کلي بايد گفت درتمام اين مدت کشور از هر گونه امکانات علمي طراحي و ساخت بي بهره بود و دولت علاوه برتوليد سر هم بندي داخل در جهت ايجاد تنوع و پاسخگويي به تقاضاي بازار اقدام به ورود خودرو مي نمود. پس از انقلاب و خصوصا در زمان جنگ هم بيشتر نظرها با توجه به شرايت زماني خاص به خودروهاي جمعي از قبيل اتوبوس معطوف گرديد و به خودروي سواري به عنوان يک کالاي لوکس و اشرافي چندان توجهي نشد و نه تنها برنامه ريزي خاصي هم براي آن انجام نگرفت بلکه واردات هم در حد بالا انجام گرفت به طوري که ميزان خودروهاي وارداتي نو و دست دوم خارجي از سال 1348 تا 1377 بالغ بر 640 هزار دستگاه بوده است.
-صنعت خودرو پس از بيروزي انقلاب
پس از پيروزي انقلاب اسلامي وضعيت صنعت خودرو در دو مقطع زماني قبل از سال 1371 و بعد از آن قابل توجه مي باشد. تا قبل از سال 1371نظام برنامه ريزي متمرکز دولتي بر فعاليت هاي اقتصادي حاکم بوده و دولت به دلايل مختلف از جمله بحرانهاي ناشي از جنگ خود عهده دار اتخاذ تصميمات استراتژيک در سطوح مختلف بوده است.
در اين دوره در سطح شرکتهاي خودروساز برنامه ريزي استراتژيک وجود نداشته و وزارت صنايع سنگين و سازمان گسترش و نوسازي صنايع ايران درگير اين مسئله بوده اند. از سال 1368 و آغاز دوران سازندگي سياستهاي برنامه ريزي متمرکز به سياست هاي مکانيزم بازار آزاد تغييرجهت داد.
در راستاي اين سياست دولت بيش از هر چيز در فکر واگذاري شرکتهاي تحت بوشش به بخش خصوصي بوده و از انجام برنامه ريزي متمرکز براي شرکتهاي خودرو ساز اجتناب مي ورزيد.در اين دوره ستاد سياستگذاري صنعت خودرو با رياست وزير محترم وقت صنايع تشکيل شد که معاونين و مديران کل مرتبط آن وزارتخانه مديران کارخانجات خودرو ساز و قطعه ساز و کارشناسان و متخصصين خودرو از اعضاي آن مي باشند. هدف از تشکيل اين ستاد برنامه ريزي و سياست گذاري کلان در صنعت خودرو سازي مي باشد. در سال 1369 مجوز ورود خودرو تحت شرايط خاص (برقراري مجدد مصوبه سال 1362 ) آزاد گرديد و از اوايل سال 1370 ممنوعيت واردات خودرو اجرا و از خرداد ماه همان سال ورود خودروتحت شرايط خاص آزاد گرديد.
نقطه عطف در صنعت خودرو تصويب قانون خودرو در سال 1371 و تاسيس شرکتهاي سازه گستر ساپکو مگاموتور و.... ميباشد که شروع به شناسائي پتانسيل هاي داخلي نمودند و با آموزش کارکنان مورد نياز و خريد ماشين آلات دقيق C.N.C NC و...شروع به تلاش نمودند.
بطور مثال مجموع صرفه جوئي ارزي ناشي از فعاليت شرکت ساپکو در تامين قطعات خودروهاي پيکان و پژو در سالهاي 73 تا 76 بالغ بر حدود 4/1 ميليارد دلار بوده که اين رقم در ظاهر تحول عظيم و بي سابقه اي است. در سازمان گسترش و نوسازي صنايع ايران در بخش خودرو يک گردش مالي حدود 1000 ميليارد توماني را در سال 1377 داشته که اين رقم 75 درصد فعاليتهاي مالي اين سازمان را در بر مي گيرد. در حقيقت سال 1374را مي توان تولد دوباره صنعت خودرو سازي کشور ناميد. در سير تحولات و توسعه صنعت خودرو در اغلب کشورهاي جهان زمان توقف در مرحله سر هم بندي به عنوان يکي از مراحل شش گانه توليد خودرو(سر هم بندي – رشد صنايع قطعه سازي-
طراحي خودرو و توسعه مراکز R&D – توليد انبوه- ايجاد پايگاههاي صادراتي و صادرات انبوه ) دنبال شده است. صنعت خودرو سازي کشور از سال 1374 به بعد عملا سه مرحله دوم- سوم و چهارم را از مراحل فوق به طور همزمان ايجاد پيگيري و توسعه داده است در صورتيکه از هر يک از اين مراحل نيازمند زمان مشخصي است تا ضمن کسب تجربه امکان رشد فناوري- بستر مناسب و فضاي لازم را فراهم نمايد. در اين مدت حدود 1200 واحد صنعتي توليد کننده قطعات با سرمايه اي بالغ بر 700 ميليارد ريال و اشتغالي بالغ بر 140 هزار نفر (با بيش از 12 درصد متخصص) براي افزايش و عمق بخشيدن به صنعت خودرو کشور احداث شده که همزمان کيفيت و کميت اين بخش را مورد بررسي و کنترل قرار گرفته و خوشبختانه در حال حاضر از مرحله قطعه سازي به مجموعه سازي است.
در همين زمان پيرامون دو محور ايران خودرو و سايپا ادغام هايي صورت گرفته است که البته نيازمند زمينه مناسب برنامه ريزي استراتژيک و مديريت قوي مي باشد. در حاليکه توليد خودرو در سال 1373 بالغ بر 54000 دستگاه بود با پيروي از يک برنامه ريزي جامع توليد خودرو در سال 1378 به 240 هزار دستگاه (با فروشي معادل 1000 ميليارد تومان ) و درپايان سال 1379 به 297 هزار و 387 دستگاه رسيد که نسبت به سال 1378 24 درصد افزايش توليد داشت. اين رقم در سال 1382به 500 هزار دستگاه رسيد. سهم صنعت خودرو از کل توليد ناخالص داخلي (GDP) در سال 1378 7/2 در صد وسهم بخش خودرو از کل ارزش افزوده بخش صنعت به 18 درصد بالغ گرديده است. متوسط رشد در اين صنعت در پنج سال گذشته3/27 درصد بوده است. ميزان اشتغال در صنعت خودرو کشور بالغ بر 460 هزار نفر مي باشد. بطوريکه ملاحظه ميشود در اين زمان کوتاه سرمايه گذاري هاي بسيار سنگين همراه با توسعه کمي و کيفي صورت گرفته است. آنچه در چند سال اخير در صنعت خودروسازي کشور اتفاق است يک پيشرفت و جهش غرور آفرين بوده که مايه اميدواري و مباهات هر فرد ايراني است. ولي مسائل و مشکلاتي هم وجود دارد که اميدواريم با سرعت مطلوب کاستيهاي موجود برطرف گردد.
توليد در سال 1379
توليد انواع خودرو سواري در سال 1379 با 24 درصد افزايش نسبت به سال 1378 به 297 هزار و 387 دستگاه رسيد که بخش سواري با 32 درصد رشد توليد عامل اصلي اين رشد بود.
در سال 1379 توليد پيکان سواري با 22 درصد افزايش و پژو آردي با 35 در صد افزايش نسبت به سال 1378 به ترتيب به 110393 و 27320 دستگاه رسيد.
توليد انواع پرايد در سال 1379 با 50 درصد رشد روبرو شد و سبب گرديد تا توليد اين خودرو به 66838 دستگاه برسد.درسال گذشته حدود 11 هزار دستگاه خودرو سپند و 6129 دستگاه دوو سي يلو توليد شد که ارقام مزبور افزايش توليد را نسبت به سال 1378 نشان مي دهند و در مقابل توليد پژو 405 با 8 درصد کاهش به 14700 دستگاه وتوليد پژو استيشن با 10 درصد کاهش به 808 دستگاه رسيد. ( در اسفند ماه 1379 پژو استيشن توليد نشد )