Další
|
Žába Kermit jednou řekl:"Není to tak snadné být zelený." Ačkoli neměl na mysli auta, jeho postřeh se zdá být zvláště vhodný pro dnešní automobilový průmysl:Navrhování, vývoj a marketing „zelených“ automobilů nebyl snadný úkol, a proto na silnicích stále vládnou benzinová vozidla a fosilní paliva. stále tvoří téměř 75 procent světové spotřeby energie. S rostoucími cenami benzínu a obavami ze škodlivých emisí však budou auta, která využívají alternativní zdroje paliva, stále důležitější. Vozidlo na zemní plyn neboli NGV je dokonalým příkladem takového auta – je úsporné, šetrné k životnímu prostředí a nabízí relativně nízké náklady na vlastnictví.
Galerie obrázků vozidel s alternativním palivem
Tento článek vysvětlí základní myšlenku NGV, podívá se na jedinečné konstrukční výzvy a prozkoumá výhody a přínosy této technologie.
Obsah
Slovo „plyn“ je matoucí termín, protože se používá k popisu mnoha různých látek, které jsou podobné, ale nejsou úplně stejné. Například „plyn“, který dáte do auta, je benzín, jedna složka ropy, nebo ropa. Ropa je tmavá, lepkavá kapalná směs sloučenin vzniklých v podzemí rozkladem starověkých mořských živočichů.
Zemní plyn také pochází z rozpadu starověkých organismů, ale přirozeně má plynnou formu místo kapalné. Zemní plyn se běžně vyskytuje ve spojení s ropou. Pochází z suchozemských rostlin a vodní organické hmoty a tvoří se nad nebo pod ložisky ropy. Často se rozpouští v ropě při vysokých tlacích existujících v nádrži. Existují také zásobníky zemního plynu, známé jako nepřidružený plyn, které obsahují pouze plyn a žádnou ropu.
 |
Zemní plyn se skládá především z metanu a dalších uhlovodíkových plynů. Uhlovodíky jsou organické sloučeniny složené pouze z prvků uhlíku a vodíku. Uhlovodíky v zemním plynu se nazývají nasycené uhlovodíky, protože obsahují vodík a uhlík vázané jednoduchými vazbami. Jak ukazují diagramy, metan je nejjednodušší nasycený uhlovodík.
 |
Zemní plyn je stejně jako benzín hořlavý, což znamená, že jej lze použít ve spalovacím motoru jako benzín. Ale auta, která uměla spalovat zemní plyn, se na scéně objevila až ve 30. letech 20. století.
Zemní plyn zachycený v podzemních zásobnících těžíme vrtáním do země. Moderní studna vybavená diamantovými vrtáky dokáže vrtat až do hloubky 25 000 stop.
Po celé 19. století zůstalo používání zemního plynu lokalizované, protože neexistoval způsob, jak přepravit velké množství plynu na velké vzdálenosti. V roce 1890 vynález nepropustné potrubní spojky umožnil přepravovat plyn míle od zdroje. Zlepšení potrubní technologie pokračovala během následujících dvou desetiletí, dokud se dálkový přenos plynu stal praktickým. V letech 1927 až 1931 postavili dělníci ve Spojených státech více než 10 hlavních přenosových soustav zemního plynu, díky čemuž se zemní plyn stal životaschopným zdrojem energie pro mnoho aplikací. Nedostatek ropy na konci 60. a na začátku 70. let přinesl obnovený zájem o zemní plyn jako zdroj paliva, zejména pro automobily.
Majitelé vozidel na zemní plyn dnes mohou tankovat své vozy na jedné z 1300 čerpacích stanic umístěných ve Spojených státech. Honda také nabízí osobní pumpu na zemní plyn lidem, kteří si koupí její Civic na zemní plyn. Čerpadlo využívá stávající rozvody zemního plynu v domácnosti a může být instalováno za 500 až 1500 USD.
V další části probereme, jak jsou navržena vozidla na zemní plyn.
Teplota ( ° F) | |||
Teplota ( ° F) |
Přesto jsou nutné některé úpravy, aby NGV fungovalo efektivně. Tyto změny se týkají především palivové nádrže, motoru a podvozku.
Sklad paliva
Většina NGV pracuje na stlačený zemní plyn, takže palivo zabírá méně místa. Na čerpací stanici je plyn stlačen na 3 000 až 3 600 liber na čtvereční palec, než je napumpován do vysokotlakých válců ve tvaru trubky, které jsou připevněny k zádi, horní části nebo podvozku vozidla. Zásobní nádrže prvních NGV byly objemné a zabíraly velkou část nákladového prostoru vozidla, ale byly vyvinuty novější, lehčí válce. Tyto celokompozitní tlakové láhve, nazývané Integrated Storage Systems (ISS), jsou umístěny ve skořápce ze skelných vláken a pěně pohlcující nárazy, která je chrání v případě nehody. Válce mají také menší průměr, takže tři z nich mohou být umístěny společně ve velikosti a tvaru připomínající běžnou benzinovou nádrž.
 Obrázek s laskavým svolením Laboratoř aplikované fyziky Univerzity Johnse Hopkinse |
Úpravy motoru
Při nastartování motoru v NGV proudí zemní plyn ze zásobních válců do palivového potrubí. V blízkosti motoru vstupuje zemní plyn do regulátoru pro snížení tlaku. Poté plyn prochází vícebodovým systémem vstřikování plynného paliva, který přivádí palivo do válců. Senzory a počítače upravují směs paliva a vzduchu tak, že když zapalovací svíčka zapálí plyn, spaluje efektivně. Motor na zemní plyn také obsahuje kovaný hliník, vysoce kompresní písty, kalená nikl-wolframová sedla výfukových ventilů a katalyzátor specifický pro metan.
 Foto s laskavým svolením Laboratoř aplikované fyziky Univerzity Johnse Hopkinse Instalovaný motor na zemní plyn |
Úpravy podvozku
Pro vytvoření prostoru pro zásobníky paliva mohou být nutné některé úpravy zavěšení NGV. V zadní části vozidla někdy nahradí zavěšení s bočním ramenem, které je standardem v mnoha benzinových vozech. To vytváří více otevřeného prostoru v zadním podvozku, a přesto poskytuje hladkou a pohodlnou jízdu. NGV také odstraňují rezervní pneumatiku a zvedák, což umožňuje plochý půdorys. "Run-flat" pneumatiky, jako jsou pneumatiky Extended Mobility Tires od Goodyear Tire, jsou instalovány jako kompenzace skutečnosti, že chybí rezervní pneumatika a zvedák.
 Foto s laskavým svolením Laboratoř aplikované fyziky Univerzity Johnse Hopkinse |
Rozdíly v tankování
Tankování vozidla na zemní plyn může být také trochu jiné. Místo doplňování paliva je obvykle v přední části vozidla, i když u některých vozidel NGV, jako je Honda Civic GX, je místo doplňování paliva vzadu. NGV lze natankovat na čerpadle s rychlým plněním přibližně za stejnou dobu, jakou spotřebuje jakékoli vozidlo s benzínovým nebo naftovým pohonem. Alternativně lze NGV natankovat za pět až osm hodin pomocí metody „pomalého plnění“. Domácí čerpací stanice nabízené společností Honda jsou typu pomalého plnění a vyžadují, aby majitelé automobilů tankovali své vozy přes noc.
Dále si probereme, jaké výhody mají vozidla na zemní plyn oproti vozidlům na benzínový pohon, a také jaké nevýhody.
Vozidla na zemní plyn také nabízejí tyto výhody:
Nevýhody
Jednou z největších stížností na NGV je, že nejsou tak prostorné jako benzínová auta. Je to proto, že NGV se musí vzdát cenného nákladového prostoru a zavazadlového prostoru, aby se do něj vešly láhve pro skladování paliva. Nejen to, tyto tlakové láhve mohou být nákladné na konstrukci a výrobu – což přispívá k vyšším celkovým nákladům vozidla na zemní plyn ve srovnání s automobilem na benzínový pohon.
 Foto s laskavým svolením Laboratoř aplikované fyziky Univerzity Johnse Hopkinse Zadní podvozek zobrazující palivové válce |
Další nevýhodou je omezený dojezd NGV, který je typicky asi poloviční než u vozidel na benzínový pohon. Například Civic na zemní plyn Honda, Civic GX, dokáže ujet až 220 mil bez doplňování paliva. Typický Civic s benzínovým motorem dokáže ujet přibližně 350 mil bez doplnění paliva. Pokud by vyhrazenému NGV na silnici došlo palivo, muselo by být odtaženo k majiteli domů nebo k místní čerpací stanici zemního plynu, kterou může být těžší najít než „běžnou“ čerpací stanici.
Nakonec je třeba poznamenat, že zemní plyn, stejně jako benzín, je fosilní palivo a nelze jej považovat za obnovitelný zdroj. Zatímco zásoby zemního plynu ve Spojených státech jsou stále značné, nejsou nevyčerpatelné. Někteří předpovídají, že zbývá dostatek zásob zemního plynu na dalších 67,1 let, za předpokladu, že úroveň produkce z roku 2003 bude pokračovat.
Navzdory některým výhodám, které NGV nabízejí, jsou stále relativně neobvyklé. Podle Natural Gas Coalition je v současnosti ve Spojených státech na silnicích 130 000 NGV a více než 2,5 milionu po celém světě. Abychom to uvedli do perspektivy, uvažme, že v roce 2001 bylo registrováno 142,5 milionů vozidel – což znamená, že počet vozidel na plynový pohon převyšuje počet NGV téměř 1 100 ku jedné ve Spojených státech. A přesto více než 40 různých výrobců, včetně Ford, General Motors, Toyota a Volvo, v současnosti vyrábí NGV.
 Foto s laskavým svolením Honda Domácí tankovací zařízení Phill |
Zatímco vozidla jako Civic GX a E 200 NGT jsou k dispozici pouze na velmi omezených trzích (první v některých západních státech, druhé v Evropě), očekává se, že v příštích dvou desetiletích se NGV stanou pro spotřebitele dostupnější, zejména protože cena ropy stále roste. Když se to stane, být zelený bude o něco jednodušší.
Další informace o vozidlech na zemní plyn a souvisejících tématech naleznete v odkazech na další stránce.
Mnoho dálkových nákladních vozidel a autobusů jezdí na jinou formu zemního plynu nazývanou zkapalněný zemní plyn nebo LNG. LNG se vyrábí zchlazením zemního plynu na -260 °F a jeho kondenzací na kapalinu. Kapalná forma je mnohem hustší a má tedy větší potenciální energii vzhledem k množství prostoru, který zabírá. To znamená, že na stejném prostoru v autě nebo kamionu lze uložit více energie. |
Úspora paliva Jak funguje stanovování cen alternativních palivAutoAlternativní palivaAlternativní palivoAutoAlternativní paliva10 Nápady na alternativní paliva, které nikdy nevyšly z LabAutoHybrid Technology Jaké jsou nejobtížnější standardy, které je třeba splnit pro auto s alternativním palivem?AutoHybrid TechnologyJak fungují alternativní palivové čerpací staniceAutoHybridní alternativní technologieJaká je světová alternativní paliva? AutoBiopalivaJe biopalivo z řas životaschopnou alternativou k ropě?AutoBiopalivaPropagují ropné společnosti alternativní energii?AutoHybrid TechnologyTop 10 alternativních paliv na cestě právě teďAutoBiopalivaJe biopalivo rozumnou (a bezpečnou) alternativou tryskového paliva?AutoAlternativní palivaAlternativní paliva Obrázky vozidelPřírodaAutoAlternativní paliva Automobily Alternativní paliva Palivové články fungujíAutoAlternativní palivaJak funguje bionaftaAutoAlternativní palivaJe etanol skutečně šetrnější k životnímu prostředí než plyn?AutoAlternativní palivaKolik kukuřice za etanol rs?AutoAlternativní palivaJak fungují vozidla na zemní plynAutoAlternativní palivaE85 Ethanol Flex Fuel PřehledAutoAlternativní palivaMůže etanol poškodit váš motor?AutoAlternativní palivaCo je top palivo a jak se liší od benzínu?AutoAlternativní palivaMůže auto jezdit na jadernou energii? VědaVýroba energieJaká je nejlevnější nová energetická alternativa?VědaZelená vědaJaká je nejlevnější nová alternativní energie?VědaZelená věda10 Šílené formy alternativní energieVědaZelená věda Vyčerpají alternativní paliva celosvětové zásoby kukuřice?
Související články HowStuffWorks
Další skvělé odkazy
Zdroje
