مركبة ثنائية الوقود

المركبات ثنائية الوقود هي مركبات مزودة بمحركات متعددة الوقود قادرة على العمل بنوعين من الوقود. يُخزن الوقودان في خزانات منفصلة، ​​ويعمل المحرك بنوع واحد فقط في كل مرة. في محركات الاحتراق الداخلي ، يحرق المحرك ثنائي الوقود عادةً البنزين ووقودًا بديلًا متطايرًا مثل الغاز الطبيعي المضغوط (CNG) أو غاز البترول المسال (LPG ) أو الهيدروجين . ^{[ 1 ]} تقوم المركبات ثنائية الوقود بالتبديل بين البنزين والوقود الآخر، يدويًا أو تلقائيًا. ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]} وهناك مفهوم مشابه هو المركبة ثنائية الوقود التي يجب أن تحرق كلا النوعين من الوقود معًا. تندرج محركات الديزل المُعدّلة لاستخدام الوقود الغازي ضمن هذه الفئة نظرًا لاختلاف نظام الإشعال.

تُعدّ تقنية غاز البترول المسال (LPG) أكثر التقنيات شيوعًا ووقودًا بديلًا متاحًا في السوق لسيارات البنزين ثنائية الوقود ، يليها الغاز الطبيعي المضغوط (CNG) ، ^{[ 6 ]} ويُستخدم هذا النوع من الوقود بشكل رئيسي في أوروبا. تمتلك بولندا وهولندا ودول البلطيق عددًا كبيرًا من السيارات التي تعمل بغاز البترول المسال. وتحتل إيطاليا حاليًا المرتبة الأولى من حيث عدد سيارات الغاز الطبيعي المضغوط، تليها السويد. كما تُستخدم هذه السيارات في أمريكا الجنوبية ، حيث تُستخدم بشكل أساسي كسيارات أجرة في المدن الرئيسية في البرازيل والأرجنتين . عادةً ما يتم تعديل سيارات البنزين القياسية في ورش متخصصة، حيث يتم تركيب أسطوانة الغاز في صندوق السيارة ونظام حقن غاز البترول المسال أو الغاز الطبيعي المضغوط والإلكترونيات اللازمة. يُمكن إجراء هذا التحويل لأن الغازات تستخدم نظام الإشعال الشراري لمحرك البنزين. ^{[ 7 ]}

محرك الديزل هو محرك احتراق بالضغط ولا يحتوي على شمعة احتراق. لتشغيل محرك الديزل بمصدر وقود بديل قابل للاحتراق مثل الغاز الطبيعي ، يُستخدم نظام وقود مزدوج ، حيث يُستخدم الغاز الطبيعي كوقود رئيسي، بينما يُستخدم وقود الديزل لإشعال خليط الغاز والهواء داخل الأسطوانة. بعبارة أخرى، يُحقن جزء من الديزل في نهاية شوط الضغط، مما يحافظ على مبدأ تشغيل محرك الديزل الأصلي. (يمكن تشغيل المحرك بالغاز فقط، لكن ذلك يتطلب تعديلات أكثر شمولاً). ^{[ 8 ] [ 9 ]}

يعني التشغيل بالوقود المزدوج في هذه الحالة أن المحرك يستخدم نوعين من الوقود (البنزين والديزل) في نفس الوقت، على عكس التشغيل بالوقود الثنائي، والذي يعني أن المحرك يمكن أن يكون لديه خيار استخدام أي من الوقودين بشكل منفصل.

عادة ما يكون هناك نوعان من التحويلات - التحويل منخفض السرعة (أقل من 1000 دورة في الدقيقة ) والتحويل عالي السرعة (بين 1200 و 1800 دورة في الدقيقة). 

تشمل مزايا التحول إلى المركبات ثنائية الوقود توفير تكاليف التشغيل، وتعديلات طفيفة أو معدومة على محرك المركبة الحالية، وعدم انخفاض القدرة الناتجة. كما تشمل المزايا الأخرى خفض الانبعاثات (بسبب اختلاف نسبة ذرات الكربون إلى الهيدروجين) ومرونة استخدام أنواع الوقود المختلفة.

الطريقة المُفضلة لتحويل مولدات الديزل إلى مولدات ثنائية الوقود هي استخدام الغاز الطبيعي عبر الأنابيب، وذلك نظرًا لحجم الغاز المطلوب بناءً على دورة تشغيل المحرك. ^{[ 11 ]} يُعد استخدام الغاز الطبيعي المضغوط (CNG) أو الغاز الطبيعي المسال (LNG) أقل شيوعًا في عمليات التشغيل ثنائية الوقود، نظرًا لصعوبة لوجستيات توريد الوقود، وتواتر التوريد، وكمية الوقود اللازمة لاستمرار التشغيل. يُفضل استخدام الغاز الطبيعي في تحويل مجموعات المولدات ، لأن المحرك لا يفقد طاقة الخرج. ^{[ 12 ]}

في السنوات الأخيرة، ازداد استخدام الغاز الحيوي . ^{[ 13 ]} يجب معرفة تركيب الغاز الحيوي وقيمته الحرارية لتقييم مدى ملاءمة نوع معين منه. قد تُشكل القيمة الحرارية مشكلة، إذ يُستخرج الغاز الحيوي من مصادر مختلفة، وغالبًا ما تكون قيمته الحرارية منخفضة. تخيل أنك تحتاج إلى حقن كمية كافية من الغاز في الأسطوانة لتعويض زيت الديزل (أو بالأحرى، تعويض الطاقة التي يوفرها زيت الديزل). إذا كانت القيمة الحرارية (الطاقة) للغاز الحيوي منخفضة جدًا، فستحتاج إلى حقن كمية كبيرة جدًا منه في الأسطوانة، وهو أمر قد يكون مستحيلاً من الناحية التقنية. إضافةً إلى ذلك، يجب أن يميل تركيب الغاز الحيوي إلى الغازات القابلة للاشتعال، وأن يُرشح قدر الإمكان من المركبات غير القابلة للاحتراق، مثل ثاني أكسيد الكربون.

يُعدّ الغاز المصاحب آخر أنواع الغازات الشائعة الاستخدام في تحويل مولدات الطاقة إلى نظام ثنائي الوقود. وهو غاز طبيعي يوجد مصاحباً للنفط، إما مذاباً فيه أو كطبقة من الغاز الحر فوقه. وهذا يعني أن جودته تكاد تكون مماثلة لجودة الغاز الطبيعي المضغوط (CNG) أو الغاز الطبيعي المسال (LNG). ^{[ 14 ]}

يعتمد ذلك على الحالة الفنية للمحرك، وخاصة نظام الحقن. تبلغ النسبة النموذجية للديزل إلى الغاز 40:60 للمحركات عالية السرعة. إذا كان خرج تشغيل المحرك ثابتًا ويتراوح بين 70 و80% من الخرج الاسمي، فمن الممكن الوصول إلى نسبة تصل إلى 30:70. ^{[ 15 ]} أما إذا كان خرج التشغيل أقل (على سبيل المثال، نصف الخرج الاسمي) أو إذا كانت هناك تغيرات، فإن النسبة تكون حوالي 45:55 (يتم استخدام كمية أكبر من وقود الديزل). بالنسبة لعمليات التحويل منخفضة السرعة، من الممكن الوصول إلى نسبة ديزل إلى غاز منخفضة تصل إلى 10:90. عمومًا، لا يمكن ضمان نسبة ديزل إلى غاز دقيقة دون إجراء اختبار بعد التحويل.

تتوفر أيضًا تحويلات ما بعد البيع ثنائية الوقود وحتى ثلاثية الوقود.

• مركبة تعمل بالوقود البديل
• مركبة تعمل بالوقود المرن (FFV أو مركبة تعمل بالوقود المزدوج)
• مركبة تعمل بمحرك احتراق داخلي يعمل بالهيدروجين
• الوقود المتعدد

• "تحويل محرك Cummins QSK60" .
• "تحويل محرك الديزل إلى الغاز الطبيعي" .

• "شركة تصنيع أنظمة الوقود المزدوج" .}
• "مجموعة مولدات تعمل بالوقود المزدوج - تطبيق ComAp" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 18 ديسمبر 2013. تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 ديسمبر 2013 .
• "الطاقة ثنائية الوقود" (ملف PDF) . تم الاطلاع عليه بتاريخ 12-12-2007 .
• "تحويل المحركات إلى نظام الوقود المزدوج" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 29-12-2007 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 12-12-2007 .
• "مجموعات تحويل الوقود المزدوج" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 23 أكتوبر 2009. تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 سبتمبر 2009 .
• "تحويل سيارات الأجرة الصغيرة إلى سيارات تعمل بالوقود المزدوج" .