انواع سوخت خودرو، از بنزین تا انرژی پاک

اولین خودرویی که در سال ۱۷۶۷ میلادی ساخته شد، از یک دیگ بخار به عنوان منبع سوخت استفاده می‌کرد. کم‌کم ایده ساخت موتورهای احتراقی در ذهن سازندگان خودرو شکل گرفت. با توسعه تکنولوژی، سوخت‌های تازه‌ای به سبد انواع سوخت اتومبیل افزوده شد.

بیشتر سوخت‌های خودرو، از ترکیبات انواع سوخت‌های فسیلی ساخته می‌شوند. اما نگرانی از پایان یافتن این ذخایر و همچنین آلودگی‌های محیط زیستی، سبب شد تا صنعت خودروسازی به سمت استفاده از سوخت‌های نوین پیش برود. امروزه انواع و اقسام سوخت‌‌ها، از انواع فسیلی گرفته تا الکتریسیته و حتی سوخت‌های بیولوژیکی، در انواع خودروها مورد استفاده می‌شود.

بنزین

بنزین، متداول‌ترین سوخت بین تمام وسایل نقلیه است. این مایع شفاف و اشتعال‌زا، از نفت خام استخراج می‌شود و یک سوخت فسیلی به حساب می‌آید.

در حال حاضر، بنزین به دسته‌‌های مختلفی تقسیم می‌شود اما مهم‌ترین و نام‌آشنا‌ترین نوع آن برای ما، بنزین سوپر و معمولی است.

بسیاری از مردم باور درستی درباره تفاوت بنزین سوپر و معمولی، ندارند. آن‌ها تنها به این دلیل از بنزین سوپر استفاده می‌کنند که موتور خودرو عملکرد و کارکرد بهتری نسبت به مواقع استفاده از بنزین معمولی دارد.

عدد اکتان چیست؟

عدد اکتان، پارامتری برای نشان دادن قابلیت متراکم‌ شدن سوخت در موتور، پیش از شروع احتراق است. سوخت خودرو، زمانی عملکرد بهتری از خود نشان می‌دهد که بلافاصله پس از جرقه‌زدن شمع ماشین، مشتعل شود و شعله آن، سرتاسر محفظه احتراق را در حالت آرام‌سوز فرا بگیرد. نتیجه این فرآیند، باعث شروع موج انفجاری قوی و یکنواخت می‌شود. ما این یک‌دستی را در بنزینی که دارای عدد اکتان بالای مختص همان وسیله نقلیه است، می‌بینیم.

از طرف دیگر، بنزینی با عدد اکتان کم‌تر نسبت به میزان توصیه‌شده، به علت وجود قطرات ناهماهنگ تزریقی، موج انفجاری یکنواختی را ایجاد نمی‌کند. در این شرایط، حجم یک‌دستی از بنزین با زمان‌بندی مرتبی در محفظه مخصوص تزریق نمی‌شود. در نتیجه امواج احتراقی مخربی تولید می‌شود که اثر متقابلی بر هم می‌گذارند و منجر به خنثی‌شدن تاثیر هم می‌شوند. سپس فشار وارده بر محفظه بالا رفته و دمای بالایی تولید می‌کند که انرژی مکانیکی موتور را هدر می‌دهد.

تفاوت بنزین معمولی و سوپر

فرق بنزین معمولی با نوع سوپر، تنها در میزان عدد اکتان آن است. هر چقدر میزان این عدد بالاتر باشد، بنزین دیرتر منفجر می‌شود و کمتر هدر می‌رود. عدد اکتان در بنزین سوپر ۹۵ و در بنزین معمولی ۸۷ است.

هر خودرو بر اساس نوع موتور، با عدد اکتان مشخص و متفاوتی سازگار است. صاحب ماشین باید از این عدد باخبر باشد تا هنگام سوخت‌گیری، بهترین انتخاب را داشته باشد. استفاده از بنزین با عدد اکتان سازگار با پیشرانه، منجر به افزایش عمر مفید و کارایی بهتر آن می‌شود.

بنابراین استفاده از بنزین معمولی برای خودروهایی که نیاز به عدد اکتان بالا و بنزین سوپر برای ماشین‌هایی که نیاز به عدد اکتان پایین دارند؛ منجر به کاهش توان خودرو شده و به قطعات موتور، فشار وارد می‌کند.

عوامل تاثیرگذار بر عدد اکتان

عوامل بیرونی زیادی در میزان عدد اکتان تاثیر دارند و منجر به کاهش یا افزایش این عدد می‌شوند.

• ارتفاع از سطح دریا: در ارتفاع بالاتر از سطح دریا، خودرو نیاز به سوختی با عدد اکتان کمتر دارد، چون بنزین دیرتر دچار احتراق می‌شود.
• میزان رطوبت: افزایش میزان رطوبت با بالا رفتن عدد اکتان رابطه مستقیمی دارد. به عبارتی با افزایش میزان رطوبت هوا، میزان عدد اکتان بنزین نیز بالا می‌رود.
• دمای هوا: افزایش میزان دمای هوا با بالا رفتن اکتان رابطه معکوس دارد. در واقع با کاهش دما، شاهد افزایش عدد اکتان سوخت خواهیم بود.
• نسبت بنزین و هوا
• آوانس تایمینگ پیشرانه
• نسبت تراکم موتور و دمای موتور

مزایای استفاده از بنزین سوپر

• استفاده از بنزین سوپر در خودروهایی که نسبت تراکم بالایی دارند، منجر به کاهش مصرف سوخت می‌شود.
• احتراق این نوع بنزین، بهینه‌تر است و افزایش قدرت انفجاری، بهبود سرعت و عملکرد موتور را در پی دارد.
• استفاده از بنزین سوپر، منجر به تولید صدای کمتری نسبت به نوع معمولی در ماشین می‌شود.
• این نوع سوخت، خطرات و آسیب‌های کمتری به محیط زیست وارد می‌کند.
• لرزش خودرو با این نوع سوخت کمتر می‌شود.

گاز (CNG)

سوخت CNG، همان گاز فشرده شده است که به عنوان سوخت جایگزین در موتور درون‌سوز بنزینی مورد استفاده قرار می‌گیرد. موتورهای دیزلی نیز با تغییرات اندکی می‌توانند از این سوخت استفاده کنند.

CNG از گاز متان استخراج شده از منابع گازی طبیعی به دست می‌آید. گرچه این سوخت نسبت به بنزین، سوختی پاک‌تر به حساب می‌آید اما به سختی می‌توان آن را ذخیره کرد.

این سوخت مایع، در خودروهای بنزین‌سوزی که موتور آن‌ها گازسوز شده و خودروهایی که موتور آن‌ها از ابتدا گازسوز بوده، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

سوخت دیزل

سوخت دیزل یا گازوئیل، در حقیقت یک سوخت احتراقی است که از تقطیر جزء به جزء ایجاد می‌شود. این سوخت که در سال ۱۸۹۲ میلادی توسط رودولف دیزل اختراع شده، در تمام وسایلی که برای تامین نیروی محرکه نیاز به احتراق تراکمی دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

از جمله مزایای دیزل، می‌توان به در دسترس بودن، ارزان بودن، کمتر بودن خطر اشتعال و ذخیره‌سازی ساده‌تر اشاره کرد.

این نوع سوخت خودروهای نقلیه، معایبی نیز دارد. استفاده زیاد از آن، سبب افزایش گازهای گلخانه‌ای و آلودگی هوا خواهد شد.

بایو دیزل

بایو دیزل را با اسامی دیگر چون بیو دیزل، زیست دیزل و گازوئیل پاک هم می‌شناسند. این سوخت غیر سمی، ایمن و تجزیه‌‌پذیر از منابع طبیعی به دست می‌آید.

اصلی‌ترین ماده برای تولید این سوخت، روغن سویا است اما از روغن پسماند رستوران‌ها، جلبک، کلزا و چربی حیوانی نیز می‌توان سوخت بایو دیزل را استخراج کرد. البته زیست دیزل‌ها معمولا در ترکیب با گازوئیل مورد استفاده قرار می‌گیرند، به طوری که بیشتر این ترکیب را گازوئیل تشکیل می‌دهد.

سوخت مصنوعی

موضوع استفاده از سوخت مصنوعی، در دهه ۹۰ در آمریکا مطرح اما به سرعت به دلیل وجود مافیای نفتی، به دست فراموشی سپرده شد. این سوخت در سال‌های اخیر مورد توجه شرکت‌های آئودی و مک‌لارن قرار گرفت. اما از زمانی که پورشه به ماجرا قدم گذاشت، از تولید سوخت مصنوعی بیش از قبل استقبال شد.

پیش از ورود پورشه، بیشتر سوخت‌های مصنوعی بر پایه اتانول ذرت ساخته می‌‌شدند اما پورشه به دلیل اثرات مخرب آن بر عمر موتورهای احتراقی، فرمولاسیون این سوخت را تغییر داد.

EFuel، بر اساس متان تولید می‌شود که هم از اتانول کم خطر‌تر است و هم درصد آلایندگی بسیار کمتری دارد. در حال حاضر موتورهای مجهز به سیستم ولوترونیک بی ام و می‌توانند با این سوخت کار کنند. پورشه و جیلی هم در تلاش‌اند تا موتورهای سازگار با این سوخت را بسازند.

هیدروژن

هیدروژن، جزو سوخت‌های پاک دسته‌بندی می‌شود که آلودگی‌های زیست محیطی تولید نمی‌کند.

این سوخت، امروزه به عنوان یکی از منابع تامین انرژی قابل قبول مورد استفاده قرار می‌گیرد.

سوخت هیدروژن، به دو صورت در خودرو مصرف می‌شود. در اولین روش، هیدروژن به صورت مستقیم، در موتور احتراق داخلی به عنوان یک سوخت کامل مورد استفاده قرار می‌گیرد. اما در روش دوم، سوخت هیدروژن در یک پیل سوختی به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود و موتورهای الکتریکی از آن تغذیه می‌کنند.

یکی از نکات منفی این سوخت، سختی تولید آن به صورتی است که به محیط زیست آسیب زیادی وارد نکند.

برق

با ساخت خودروهای الکتریکی و موتورهای برقی، برق نیز به عنوان یکی از سوخت‌های مورد استفاده در خودرو به شمار آمد. الکتریسیته یا برق همانطور که همه می‌دانیم در دسته سوخت‌های پاک، جای می‌گیرد.

این سوخت، توسط جایگاه‌های شارژ خودرو برقی در اختیار ماشین‌های برقی  قرار می‌گیرد. البته برخی از این اتومبیل‌ها طوری طراحی شده‌اند که می‌توانند به صورت مستقیم به برق شهری متصل شوند.

مقایسه هزینه خودروهای برقی با بنزینی

خودروهای برقی هنوز راه زیادی دارند تا بتوانند سهم بیشتری از بازار خودرو را در اختیار بگیرند. هم‌اکنون ماشین‌های بنزینی، بیشترین میزان فروش خودروسازان را تشکیل می‌دهند و تنها حدود ۱۰ درصد از سود شرکت‌ها، به اتومبیل‌های برقی اختصاص دارد.

علاوه بر کم بودن میزان تولید، دلیل دیگری که می‌توان برای این مورد در نظر گرفت، قیمت خودروهای برقی است. این نوع ماشین‌ها، فناوری مدرن‌تر و گران‌تری نسبت به ماشین‌های بنزینی دارند.

بعد از قیمت خودرو، دومین معیار و شاخص برای مقایسه خودروهای برقی و بنزینی، هزینه نگهداری آنها است که شامل لاستیک، ترمز، تعویض روغن خودرو و تعمیرات می‌شود.

بدون در نظر گرفتن هزینه تعویض روغن و هزینه‌های جانبی موتور، خودروهای برقی خرج کمتری روی دست صاحبان‌شان می‌گذارند. هر چند در حال حاضر خرید خودرو بنزینی به‌صرفه‌تر است اما با گذشت زمان، هزینه نگهداری و شارژ خودروهای برقی کمتر می‌شود.

انرژی خورشیدی

انرژی خورشید، پاک‌ترین، کم‌هزینه‌ترین و در دسترس‌ترین منبع سوختی است که خودرو می‌‌تواند از آن برای تامین انرژی استفاده کند.

خودروهای خورشیدی را می‌توان به نوعی در دسته خودروهای برقی قرار داد با این تفاوت که برای تامین برق مورد نیاز برای حرکت، از نور خورشید کمک می‌گیرند. این ماشین‌ها با استفاده از سلول‌های فتوولتاییک، انرژی خورشیدی را به الکتریسته تبدیل کرده و آن را در باتری خورشیدی ذخیره می‌کنند.

هنوز استفاده از انرژی خورشیدی به عنوان سوخت خودرو در مراحل ابتدایی قرار دارد و راه زیادی تا تولید انبوه این نوع اتومبیل‌ها باقی مانده است.

سلول سوختی

پیل سوختی یا سلول سوختی، انرژی شیمیایی را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند. به دلیل بازده بالا، این نوع سلول‌های سوختی، یکی از منابع مناسب برای تامین انرژی مناسب خودرو به شمار می‌آیند.

گرچه پیل سوختی هیدروژنی معروف‌ترین نوع این منبع انرژی است اما پیل سوختی متانول هم در برخی موارد و برای بعضی کاربردها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

نویسنده: فاطمه امین الرعایا